CN103695293B - 一种使用微生物固态培养装置进行微生物固态培养的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种使用微生物固态培养装置进行微生物固态培养的方法，该装置包括箱体、第一进入管、排出管以及具有筛孔的筛板，所述筛板设置在所述箱体内，并将该箱体的内部空间分隔为上下两层，所述第一进入管与所述箱体的下层相通，所述排出管将所述箱体与外部连通；所述方法包括通入水蒸汽对箱体内的物料进行灭菌，将待培养的微生物的发酵种子接种至箱体内与物料接触进行培养，且在培养过程中，往箱体内通入无菌气体，其中，通入的水蒸汽或无菌气体经第一进入管和筛板上的筛孔进入箱体的上层与物料或接种有发酵种子的物料接触，且接触后的气体通过排出管从箱体内排出，且所述物料不能通过所述筛孔。本发明的微生物固态培养的效率较高。

Description

一种使用微生物固态培养装置进行微生物固态培养的方法
技术领域
本发明涉及微生物的培养方法，具体地，涉及一种使用微生物固态培养装置进行微生物固态培养的方法。
背景技术
固态发酵是人类利用微生物生产产品历史最悠久的技术之一，我国历史悠久的酿造行业即为固态发酵的典型代表。固态发酵含有不溶于水的固体、少量的水分及空气，微生物生成的热导致水分蒸发，使发酵体系具有汽液固不均匀三相，存在严重的浓度梯度及传热、传质困难，这样很难控制pH、水活度、最佳反应温度等，使产量大大下降，尤其是现代发酵技术的首要条件是纯种培养，不允许自然界的其它微生物进入，造成杂菌污染，加上现代工业对大规模集约化生产的要求，使固态发酵的生产应用处于停滞状态，几乎被排斥到现代工业之外。然而近几年，由于能源危机与环境问题的日益严重，固态发酵技术再次引起人们的兴趣，固态发酵领域的研究出现了翻天覆地的变化。
CN102212472A中公开了一种自动旋转式微生物孢子培养器，该自动旋转式微生物孢子培养器主要包括培养箱、无菌空气加入管和蒸汽加入管。在培养微生物时，将物料添加到培养箱中，然后通过无菌空气加热管和蒸汽加入管向培养箱中通入无菌空气和蒸汽。但是在这种自动旋转式微生物孢子培养器中，物料堆积培养箱的底部，使得物料层上下温度和湿度的梯度差别较大，不利于微生物孢子的生长。
因此，如何降低微生物固态培养装置中物料层的上下温度和湿度的梯度差别，以提高微生物固态培养的效率成为本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种使用微生物固态培养装置进行微生物固态培养的方法，该微生物固态培养方法使用的微生物固态培养装置中的物料层上下温度、湿度较均匀，培养效率高。
为了实现上述目的，本发明提供了一种使用微生物固态培养装置进行微生物固态培养的方法，该微生物固态培养装置包括箱体、第一进入管和排出管，其中，所述微生物固态培养装置还包括具有筛孔的筛板，所述筛板设置在所述箱体内，并将该箱体的内部空间分隔为上下两层，所述第一进入管与所述箱体的下层相通，所述排出管将所述箱体与外部连通；
所述方法包括通入水蒸汽对箱体内的物料进行灭菌，然后在适合待培养的微生物生长的温度下，将待培养的微生物的发酵种子接种至箱体内与物料接触进行培养，且在培养过程中，往箱体内通入无菌气体，其中，通入的水蒸汽或无菌气体经第一进入管和筛板上的筛孔进入箱体的上层与物料或接种有发酵种子的物料接触，且接触后的气体通过排出管从箱体内排出，且所述物料不能通过所述筛孔。
在箱体的底部设置筛板后，从箱体的底部向箱体内通入无菌气体或水蒸汽，无菌气体或水蒸汽上升并穿过堆积在筛板上的物料，从而使得物料上层和下层之间具有较小的温度差和湿度差，因此本发明的微生物固态培养的效率较高（孢子量、产酸水平较高；杂菌数较少）。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明优选实施方式所述的微生物固态培养装置（不包括管路）的侧视图；
图2是图1中所示的微生物固态培养装置（包括管路）的俯视图。
附图标记说明
10箱体11箱主体
12夹套13间隔
20第一进入管21第一进入管接头
22第一进入软管23第二进入管
30排出管31筛网
32排出延长管33第二湿度计
34流量计40筛板
41温度传感器50主管
51第一湿度计60蒸汽管
70空气管71干空气管
72湿空气管73第一流量控制阀
74混合管75开关阀
76第二流量控制阀
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供的使用微生物固态培养装置进行微生物固态培养的方法中，如图1所示，所述微生物固态培养装置包括箱体10、第一进入管20和排出管30，其中，所述微生物固态培养装置还包括具有筛孔的筛板40，所述筛板40设置在箱体10内，并将该箱体10的内部空间分隔为上下两层，第一进入管20与箱体10的下层相通，排出管30将箱体10与外部连通；
所述方法包括通入水蒸汽对箱体10内的物料进行灭菌，然后在适合待培养的微生物生长的温度下，将待培养的微生物的发酵种子接种至箱体10内与物料接触进行培养，且在培养过程中，往箱体10内通入无菌气体，其中，通入的水蒸汽或无菌气体经第一进入管20和筛板40上的筛孔进入箱体10的上层与物料或接种有发酵种子的物料接触，且接触后的气体通过排出管30从箱体10内排出，且所述物料不能通过所述筛孔。
本发明中，所述发酵种子包括各种用于发酵的菌种和/或孢子，可以根据待培养的微生物的种类进行具体选择，例如，在使用微生物固态培养装置进行黑曲霉固态培养时，可以使用孢子作为发酵种子接种，也可以采用菌丝体作为发酵种子接种。
本发明中，水蒸汽或无菌气体通过第一进入管20进入箱体10的下层，然后通过筛板40的筛孔进入物料中，随着水蒸汽或无菌气体的继续通入，水蒸汽或无菌气体从物料的下部穿过物料到达箱体10的上层，从而使所有物料都能与水蒸汽或无菌气体进行充分的接触，减小了物料上层和物料下层的温度差和湿度差。
在本发明中，筛板40可以直接设置在箱体10的内部将箱体10的内部空间分隔为上下两层。优选地，箱体10包括箱主体11和夹套12，所述筛板40设置在所述箱主体11的外壁上并形成为外壁的一部分，在与所述筛板40相应位置的箱主体11上设置有夹套12，所述箱主体11的外壁与该夹套12的外壁之间存在间隔13，所述筛板40与夹套的外壁之间的间隔13形成所述下层，第一进入管20与间隔13相通，夹套12的上端与箱主体11的外表面密封连接，水蒸汽或无菌气体依次经第一进入管20、间隔13和筛板40上的筛孔进入箱主体11中与物料接触。
本发明中，对筛孔的孔径和密度没有特别的限定，只要所述物料不能通过所述筛孔即可（即所述筛孔的孔径小于或等于所述物料的最小粒径），本领域技术人员能够对筛孔的孔径和密度进行适当的选择，在此不再赘述。
设置夹套12的优点在于，将水蒸汽或无菌气体通入夹套12中之后，有利于对箱主体11进行保温，从而有利于箱主体11内的微生物的生长。
夹套12的上端与箱主体11的外表面密封连接的优点在于，通入夹套12内的无菌气体或水蒸汽不会流到箱体10的外部，且外部的空气也不会进入夹套12的内部，从而更有利于夹套的保温。
在本发明中，可以利用金属材料（例如，钢材）制作夹套12，并且可以将夹套12制作成球壳形，罩在箱主体11的下部的外部。而且可以利用焊接的方式将夹套12固定在箱主体11上。
在本发明中，筛板40可以形成为箱主体11的底壁，即，在箱主体11的底壁上加工多个筛孔，从而使箱主体11的底壁形成为筛板40。此外，还可以在箱主体11的底壁上加工一个通孔，以便灭菌时排出多余的冷凝水。
为了保证箱主体11内的温度恒定，优选地，所述微生物固态培养装置还可以包括加热装置，该加热装置的发热元件设置在所述间隔13中。所述加热装置可以是电加热装置，也可以是其他形式的加热装置。当间隔13内温度过低时，可以启动所述加热装置，当间隔13内温度过高时，则可以停止所述加热装置。因此，本发明的方法可以通过所述加热装置调整间隔13内的温度，进而调控箱体10内的温度。
从图1中可以看到，筛板40形成为平板状。将筛板40设置为平板状不仅便于加工制造，而且还可以在平板状的筛板40上放置大量的物料。
如上所述，在培养微生物时，需要向微生物培养装置内通入水蒸汽或无菌气体。通入水蒸汽的主要功能是进行高温灭菌，通入无菌气体的主要功能是保证微生物生长所需要的氧气或者创造无氧条件，并且带走微生物生长过程中产生的热量和二氧化碳。
所述微生物可以是好氧微生物，也可以是厌氧微生物。应当理解的是，当使用微生物固态培养装置进行好氧微生物固态培养时，所述无菌气体可以是无菌空气。当使用微生物固态培养装置进行厌氧微生物固态培养时，所述无菌气体可以是无菌的惰性气体如无菌氮气等，此时无菌的惰性气体的通入能够为厌氧微生物创造无氧条件。
本发明的发明人发现，与培养厌氧微生物相比，本发明的方法更适用于进行好氧微生物的固态培养。因此，本发明培养的微生物优选为好氧微生物，更优选为产孢子的霉菌类好氧微生物，例如，黑曲霉。
本发明中，可以利用同一根管先后向第一进入管20通入无菌气体和水蒸汽。为了便于操作，优选地，如图2所示，所述微生物固态培养装置还可以包括主管50、蒸汽管60和空气管70，所述主管50位于所述箱体10外部，第一进入管20在主管50的下游与该主管50相连通，蒸汽管60和空气管70在主管50的上游与该主管50相连通。蒸汽管60与蒸汽源连通，在培养过程中，水蒸汽通过蒸汽管60进入主管50，然后在通过主管50进入第一进入管20，并通入箱体10的下层（夹套12与箱主体11之间的间隔13）；无菌气体通过空气管70进入主管50，然后通过主管50进入第一进入管20，并通入箱体10的下层（夹套12与箱主体11之间的间隔13）。所述蒸汽管60可以与水蒸汽源连通。所述空气管70可以与无菌气体源连通。
箱体10内的湿度是培养微生物时的重要因素。箱体10内湿度过小，物料中的水分容易蒸发，从而使物料变干并影响微生物的生长；如果箱体10内的湿度过大，则会影响箱体10内的含氧量，造成环境缺氧，而且还会因空气中水分冷凝而使物料表面变湿，影响微生物的生长或污染微生物。
为了保证箱体10内的物料的湿度，需要向箱体10内通入无菌湿空气。将无菌干空气通入空气增湿装置中即可获得无菌湿空气。可以通过控制无菌湿空气的湿度来控制箱体10内的空气湿度。本领域技术人员能够理解的是，当培养厌氧微生物时，可以向箱体10内通入无菌湿惰性气体（如湿氮气）来控制箱体10内的环境湿度，以下均以培养好氧微生物为例描述本发明的优选实施方式，但并不代表本发明的方法仅适用于培养好氧微生物。
为了便于控制箱体10内的空气湿度，优选地，空气管70可以包括干空气管71、湿空气管72。一部分无菌干空气直接通过干空气管71进入箱体10内，另一部分无菌干空气先进入空气增湿装置进行增湿获得无菌湿空气，然后再进入湿空气管72，并通过湿空气管72进入箱体10内。
为了进一步便于控制箱体10内的空气湿度，空气管70还可以包括混合管74，并且还可以分别在干空气管71和湿空气管72上设置第一流量控制阀73，并且干空气管71和湿空气管72汇合于混合管74，混合管74与主管50连通。
在无菌干空气和无菌湿空气进入箱体10之前，先在混合管74中汇合。通过分别调节干空气管71和湿空气管72上的第一流量控制阀73即可控制通入混合管74中的空气的湿度，进而控制进入通入箱体10内的空气湿度。在本发明中，第一流量控制阀73可以是普通的手动阀，也可以是电磁阀。为了便于控制，优选地，第一流量控制阀73为电磁阀。
优选地，还可以在混合管74上设置有第二流量控制阀76。通过第二流量控制阀76可以控制进入箱体10内的气体的量。
为了确定通入箱体10内的空气的湿度，优选地，所述微生物固态培养装置还包括第一湿度计51，该第一湿度计51设置在混合管74上，且位于蒸汽管60上游。第一湿度计51可以测量混合管74内的空气的湿度，可以根据第一湿度计51测量的湿度值来调节干空气管71或湿空气管72上的第一流量控制阀73，以控制通入混合管74中的气体的湿度。优选地，第一流量控制阀73为电磁阀，此时可以将第一湿度计51和第一流量控制阀73与一个PLC控制器电连接，设定预定的湿度之后，如果第一湿度计51检测到的湿度高于或低于预定的湿度值，PLC控制器控制干空气管71上的流量控制阀73或湿空气管72上的第一流量控制阀73，直至第一湿度计51检测到的湿度值与预定的湿度值相一致为止。
以培养黑曲霉孢子为例，培养黑曲霉孢子时所需的空气湿度为90%至99%。因此，将空气湿度90%至99%设定为预定值，如果第一湿度计51测得湿度值后向PLC控制器发出信号，如果测得的湿度值不在上述范围内，PLC控制器则控制干空气管71上的第一流量控制阀73和/或湿空气管72上的第一流量控制阀73，直至第一湿度计51测得的湿度值落在90%至99%的范围内为止。
在某些情况下，可以直接向箱体10内通入无菌湿空气，在这种情况下，可以在干空气管71上设置开关阀75。只需要向箱体10内通入无菌湿空气时，可以将开关阀75关闭。待到需要同时向箱体10内通入无菌干空气和无菌湿空气时，可以将开关阀75打开。
在本发明中，第一进入管20可以是刚性的管，也可以是软管，为了便于安装并节约安装空间，优选地，第一进入管20包括位于该第一进入管20两端的第一进入管接头21和连接在该两个第一进入管接头21之间的进入软管22。两个第一进入管接头21中的一个与流体源（或主管50）连通，两个第一进入管接头21中的另一个与箱体10的下层（间隔13）连通。
为了使物料充分地与无菌气体或水蒸汽接触，优选地，所述微生物固态培养装置还可以包括第二进入管23，该第二进入管23的一端与箱体10的上层连通，另一端与主管50连通。主管50内的无菌气体和/或水蒸汽一部分通过第一进入管20进入箱体10的下层（间隔13），另一部分通过第二进入管23进入箱体10的上层。
在利用所述微生物固态培养装置培养微生物时，需要保证箱体10内的气体流通，如上文中所述，排出管30将箱体10的内部与箱体10的外部连通，从而将箱体10内的气体排出。如图1和图2中所示，排出管30的一端固定在所述箱体10的侧壁上，另一端延伸至箱体10的外部。为了保证排出管30与箱体10内部流体相通，优选地，可以在排出管30的侧壁上设置有多个通孔，所述另一端（即，位于箱体10外部的一端）上设置有排气口。由于箱体10内外存在压力差，因此，箱体10内的气体通过排出管30侧壁上的通孔进入排出管30内部，并通过排气口流到箱体10外部。
由于用于培养微生物的培养基多为麸皮等容易飘散的物料，为了防止在从箱体10的下层向物料通入无菌气体或水蒸汽时飘散的物料堵塞排出管30上的通孔，优选地，可以在排出管30的外部包覆筛网31。
为了便于测量物料中所吸收的水分，优选地，所述微生物固态培养装置还可以包括排出延长管32，该排出延长管32在箱体10的外部，且与排出管30连通，排出延长管32上设置有第二湿度计33。通过对比第一湿度计51测得的湿度值和第二湿度计33测得的湿度值，可以得知物料所吸收的水分，以判断物料的水分含量是否有利于待培养微生物的生长与代谢。
如上文中所述，通过气体的流动可以增加微生物与氧气的接触面积，保证对氧的需求。并且流动的空气还可以带走微生物产生的二氧化碳及热量。为了确定所述微生物固态培养装置中的通风量，优选地，还可以在排出延长管32上设置流量计34。
此外，流量计34还可以与上文中所述的PLC控制器电连接，并通过PLC控制器设定一个预定流量值。当流量计34测得的流量值高于或低于预定流量值时，PLC控制器控制干空气管71或湿空气管72上的第一流量控制阀73，从而控制通入箱体10内的无菌气体的流量，直至流量计34的测得值与预定流量值相一致为止。
优选地，所述微生物固态培养装置还可以包括温度传感器41，该温度传感器41设置在箱体10的底部。通过读取温度传感器41的温度值可以得知箱体10的下层中物料的温度，并根据该温度值控制水蒸汽的进入量和/或无菌气体的进入量。如上文中所述，可以在夹套12与箱主体11之间的间隔13内设置加热装置，并将该加热装置与上述PLC控制器电连接，且将温度传感器41与所述PLC控制器电连接。利用PLC控制器设定预定温度值后，如果温度传感器41测得的温度值高于或低于预定温度值，PLC控制器可以控制所述加热装置的开启或关闭。
本发明中，为了方便接种，所述箱体10上还可以设置有接种口，所述接种口的大小可以根据箱体10的大小进行选择。为了方便混合物料与发酵种子或气体的混合，所述微生物固态培养装置还可以设置有转轴，所述转轴可以与驱动设备相连，能够使所述微生物固态培养装置实现自主旋转。因此本发明可以通过旋转所述装置实现上述混合。
在本发明的一种优选实施方式中，使用微生物固态培养装置进行好氧微生物的固态培养，所述微生物固态培养装置包括箱体10、第一进入管20、第二进入管23、排出管30、具有筛孔的筛板40、主管50，所述箱体10包括箱主体11和夹套12，所述筛板40设置在所述箱主体11的外壁上并形成为外壁的一部分，在与所述筛板40相应位置的箱主体11上设置有夹套12，所述箱主体11的外壁与该夹套12的外壁之间存在间隔13，所述筛板40与夹套的外壁之间的间隔13形成所述下层，所述第一进入管20的一端与所述间隔13相通，另一端与所述主管50连通，所述夹套12的上端与所述箱主体11的外表面密封连接，所述第二进入管23的一端与所述箱体10的上层连通，另一端与所述主管50连通，所述排出管30的一端固定在所述箱体10的侧壁上，另一端延伸至所述箱体10的外部，所述排出管30的侧壁上设置有多个通孔，所述另一端上设置有排气口，所述排出管30的外部包覆有筛网31；所述方法包括通入水蒸汽对箱体10内的物料进行灭菌，然后在适合待培养的微生物生长的温度下，将待培养的微生物的发酵种子接种至箱体10内与物料接触进行培养，且在培养过程中，往箱体10内通入无菌气体，其中，通入的水蒸汽或无菌气体经第一进入管20、间隔13和筛板40上的筛孔，或者第二进入管23进入箱主体11中与物料或接种有发酵种子的物料接触，且接触后的气体通过排出管30从箱体10内排出，且所述物料不能通过所述筛孔。
本发明中，根据待培养的微生物的种类，本领域技术人员能够很容易地确定物料的配方和用量、通入的水蒸汽或无菌气体的量和培养温度等，故在此不再赘述。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例中，制作孢子悬浮液的菌株为保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心、保藏号为CGMCC5343的黑曲霉菌株，该菌株已经由CN102399702A公开，接种量为：每克物料3×106个；物料的组成为：麸皮50kg、稻壳10kg、水50kg、pH值为5.5-6.0，物料的最小粒径为16目；
孢子量的测定方法为血球计数板计数法（稀释倍数为105倍）；杂菌数的测定方法为平板菌落计数法，即取1g待检物料（成熟物料）加定量无菌水稀释制成菌悬液（稀释倍数为105倍），再取0.2mL菌悬液涂布于营养琼脂培养基（取蛋白胨10g、牛肉膏3g、氯化钠5g、琼脂20g，加水定容至1000ml，加热煮沸使琼脂溶化，于121℃、0.1MPa下灭菌20min而获得）上，置于37℃下培养24h后进行菌落计数，此处孢子量和杂菌数的测定均可参照微生物学实验指导（清华大学出版社，陈金春等）；
产酸水平的测定方法为：取成熟物料，制成孢子悬浮液（稀释104倍）后接种于摇瓶发酵培养基中，摇瓶发酵培养基的配制方法参照CN102399702A实施例1），摇床培养72h（其他条件参照CN102399702A实施例1的步骤（6）），然后测定摇床培养获得的发酵液中的柠檬酸含量（参照标准GB1987-2007）。
实施例1
使用图2所示的微生物固态培养装置进行微生物固态培养，即所述微生物固态培养装置包括箱体10、第一进入管20、第二进入管23、排出管30、具有筛孔的筛板40、主管50、在主管50的上游与主管50相连通的蒸汽管60和空气管70，所述箱体10包括箱主体11和夹套12，所述筛板40设置在所述箱主体11的外壁上并形成为外壁的一部分，在与所述筛板40相应位置的箱主体11上设置有夹套12，所述箱主体11的外壁与该夹套12的外壁之间存在间隔13，所述间隔13中设置有加热装置的发热元件，所述筛板40与夹套的外壁之间的间隔13形成所述下层，所述第一进入管20的一端与所述间隔13相通，另一端与所述主管50连通，所述夹套12的上端与所述箱主体11的外表面密封连接，所述第二进入管23的一端与所述箱体10的上层连通，另一端与所述主管50连通，所述排出管30的一端固定在所述箱体10的侧壁上，另一端延伸至所述箱体10的外部，所述排出管30的侧壁上设置有多个通孔，所述另一端上设置有排气口，所述排出管30的外部包覆有筛网31，所述空气管70包括干空气管71、湿空气管72和混合管74，所述干空气管71和所述湿空气管72上均设置有第一流量控制阀73，所述干空气管71和所述湿空气管72汇合于所述混合管74，该混合管74与所述主管50连通，混合管74上设置有第一湿度计51，在箱体10的底部设置有温度传感器41，在箱体10的外部设置有与排出管30连通的排出延长管32，排出延长管32上设置有第二湿度计33，所述装置还设置有转轴，转轴与驱动设备相连，能够使装置实现自主旋转；
微生物固态培养的具体步骤包括：经蒸汽管60通入水蒸汽对箱体10（体积为3m3）内的物料（干重60kg）进行灭菌，然后在适合待培养的微生物生长的温度下，将待培养的微生物的发酵种子接种至箱体10内进行培养，且在培养过程中，往箱体10内通入无菌气体，其中，通入的水蒸汽或无菌气体经主管50、第一进入管20、间隔13和筛板40上的筛孔和第二进入管23进入箱主体11中与物料或接种有发酵种子的物料接触，且接触后的气体通过排出管30从箱体10内排出，所述筛孔的孔径为所述物料最小粒径的80%。
无菌空气通过空气管70进入主管50，无菌干空气经干空气管71通入，无菌湿空气经湿空气管72通入，根据第一湿度计51测量的湿度值来调节干空气管71或湿空气管72上的第一流量控制阀73，以控制通入混合管74中的气体的湿度。
通过对比第一湿度计51测得的湿度值和第二湿度计33测得的湿度值计算箱体10内空气的含水量。
各个步骤的具体参数如下：
灭菌：在设备内使培养基充分混合均匀，通入饱和蒸汽使罐压逐渐升高至0.1MPa，物料温度升至121℃后维持80min。灭菌过程中设备上所有阀门略开启使蒸汽穿过以达到灭菌的目的。灭菌结束，使物料温度缓慢降低至35℃。
接种：将事先准备好的孢子悬浮液从接种口接入设备内部，接种完毕使设备充分旋转（转速为2r/min，时间为40min）。
培养的温度为35℃，根据温度传感器41的温度值通过发热元件设置于间隔13中的加热装置进行控制。
培养过程中，物料的含水量如下：
菌丝生长阶段（0-72h）：65%-73%
产孢子前期阶段（72-160h）：60%-65%
产孢子后期阶段（160h后）：55%-60%
培养过程中的通风量如下：
培养10天后，收集成熟物料，取样测定孢子量、杂菌数和产酸水平结果如表1所示。
实施例2
按照实施例1的方法进行黑曲霉的固态培养，不同的是，所述微生物固态培养装置不包括第二进入管23，结果如表1所示。
表1
实施例 孢子量（个/g物料） 杂菌数（个/g物料） 产酸水平（g/100mL）
实施例1 10.1亿 10 13.8
实施例2 9.8亿 35 13.4
从表1的结果可以看出，本发明固态培养方法的培养效率较高，适于工业推广应用。
在箱体的底部设置筛板后，从箱体的底部向箱体内通入无菌气体或水蒸汽，无菌气体或水蒸汽上升并穿过堆积在筛板上的物料，从而使得物料上层和下层之间具有较小的温度差和湿度差，从而获得了较高的孢子量和产酸水平高，灭菌后物料的杂菌数也较少。
特别地，由于微生物固态培养装置上设置有第二进入管，使得物料能够充分地与水蒸汽接触，从而能够增强物料灭菌效果、减少杂菌含量、提高产酸水平。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (15)

1.一种使用微生物固态培养装置进行微生物固态培养的方法，所述微生物固态培养装置包括箱体(10)、第一进入管(20)和排出管(30)，其特征在于，所述微生物固态培养装置还包括具有筛孔的筛板(40)，所述筛板(40)设置在所述箱体(10)内，并将该箱体(10)的内部空间分隔为上下两层，所述第一进入管(20)与所述箱体(10)的下层相通，所述排出管(30)将所述箱体(10)与外部连通；
所述方法包括通入水蒸汽对箱体(10)内的物料进行灭菌，然后在适合待培养的微生物生长的温度下，将待培养的微生物的发酵种子接种至箱体(10)内与物料接触进行培养，且在培养过程中，往箱体(10)内通入无菌气体，其中，通入的水蒸汽或无菌气体经第一进入管(20)和筛板(40)上的筛孔进入箱体(10)的上层与物料或接种有发酵种子的物料接触，且接触后的气体通过排出管(30)从箱体(10)内排出，且所述物料不能通过所述筛孔；
所述微生物固态培养装置还包括主管(50)和第二进入管(23)，所述主管(50)位于所述箱体(10)外部，所述第一进入管(20)在所述主管(50)的下游与该主管(50)相连通，该第二进入管(23)的一端与所述箱体(10)的上层连通，另一端与所述主管(50)连通，且部分主管(50)内的水蒸汽和/或无菌气体通过第二进入管(23)进入箱体(10)的上层。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述箱体(10)包括箱主体(11)和夹套(12)，所述筛板(40)设置在所述箱主体(11)的外壁上并形成为外壁的一部分，在与所述筛板(40)相应位置的箱主体(11)上设置有夹套(12)，所述箱主体(11)的外壁与该夹套(12)的外壁之间存在间隔(13)，所述筛板(40)与夹套的外壁之间的间隔(13)形成所述下层，所述第一进入管(20)与所述间隔(13)相通，所述夹套(12)的上端与所述箱主体(11)的外表面密封连接；所述水蒸汽或无菌气体依次经第一进入管(20)、间隔(13)和筛板(40)上的筛孔进入箱主体(11)中与物料接触。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述微生物固态培养装置还包括加热装置，该加热装置的发热元件设置在所述间隔(13)中，所述方法还包括通过所述加热装置调整间隔(13)内的温度。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述筛板(40)为平板状。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的方法，其中，所述微生物固态培养装置还包括蒸汽管(60)和空气管(70)，所述蒸汽管(60)和所述空气管(70)在所述主管(50)的上游与该主管(50)相连通；水蒸汽通过蒸汽管(60)进入主管(50)，然后通过主管(50)进入第一进入管(20)，并通入箱体(10)的下层；无菌气体通过空气管(70)进入主管(50)，然后通过主管(50)进入第一进入管(20)，并通入箱体(10)的下层。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述空气管(70)包括干空气管(71)、湿空气管(72)和混合管(74)，所述干空气管(71)和所述湿空气管(72)上均设置有第一流量控制阀(73)，所述干空气管(71)和所述湿空气管(72)汇合于所述混合管(74)，该混合管(74)与所述主管(50)连通；无菌干空气和无菌湿空气分别通过干空气管(71)和湿空气管(72)经混合管(74)通入箱体(10)内，并利用第一流量控制阀(73)控制通入混合管(74)中的气体的湿度。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述混合管(74)上设置有第二流量控制阀(76)，所述方法还包括通过第二流量控制阀(76)控制进入箱体(10)内的气体的量。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，该微生物固态培养装置还包括第一湿度计(51)，该第一湿度计(51)设置在所述混合管(74)上，且位于所述蒸汽管(60)上游，所述方法还包括根据第一湿度计(51)测量的湿度值来调节干空气管(71)或湿空气管(72)上的第一流量控制阀(73)，以控制通入混合管(74)中的气体的湿度。
9.根据权利要求6所述的方法，其中，所述干空气管(71)上设置有开关阀(75)。
10.根据权利要求5所述的方法，其中，所述第一进入管(20)包括位于该第一进入管(20)两端的第一进入管接头(21)和连接在该两个第一进入管接头(21)之间的进入软管(22)。
11.根据权利要求6所述的方法，其中，所述排出管(30)的一端固定在所述箱体(10)的侧壁上，另一端延伸至所述箱体(10)的外部，所述排出管(30)的侧壁上设置有多个通孔，所述另一端上设置有排气口。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述排出管(30)的外部包覆有筛网(31)。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其中，所述微生物固态培养装置包括排出延长管(32)，该排出延长管(32)在所述箱体(10)的外部，且与所述排出管(30)连通，所述排出延长管(32)上设置有第二湿度计(33)。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述排出延长管(32)上设置有流量计(34)，所述方法还包括根据流量计(34)测量的流量值来调节所述第一流量控制阀(73)，以控制进入箱体(10)内的无菌气体的流量。
15.根据权利要求1所述的方法，其中，所述微生物固态培养装置还包括温度传感器(41)，该温度传感器(41)设置在所述箱体(10)的底部，所述方法还包括根据温度传感器(41)上读取的温度值控制水蒸汽的进入量和/或无菌气体的进入量。
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