CN106434775A - 一种提高产酸凝结芽孢杆菌产酸量的工艺 - Google Patents

一种提高产酸凝结芽孢杆菌产酸量的工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种提高凝结芽孢杆菌产酸量的工艺：(1)制备种子培养基：配方如下(g/L)：葡萄糖60，酵母粉6，蛋白胨10，牛肉膏3，植物复合提取液3‑4，硫酸锰0.005，NaCl2，磷酸二氢钾3，硫酸镁0.02；(2)种子培养：温度40℃，初始pH值为7.0，转速250r/min，装液量为40mL(250mL的三角瓶)，接种量为6％(v/v)，发酵时间5‑8h；(3)制备发酵培养基；(4)发酵培养：发酵条件：接种量为5％(v/v)，20℃,充分供氧下，低温培养200‑230min，然后升温至48℃厌氧发酵60h；发酵期间分2次补加葡萄糖，控制补加后终浓度不高于20％。

Description

一种提高产酸凝结芽孢杆菌产酸量的工艺
技术领域
本发明涉及一种提高产酸凝结芽孢杆菌产酸量的工艺，属于微生物培养领域。
背景技术
乳酸是目前世界上公认的三大有机酸之一,其广泛应用于食品、医药、化工、制革、纺织、环保和农业等诸多领域。
凝结芽孢杆菌因导致炼乳出现大规模的凝结现象及番茄、土豆等制品的酸败变质被深入的研究，而于1932年被首次分离并对其进行了详细描述。发展至今，诸多研究表明凝结芽孢杆菌作为一种独特的新型芽孢益生菌，其既具有乳酸菌的产乳酸特性，又具有芽孢杆菌的丰富的酶系统及抗逆性强、耐高温高压、稳定的储存特性。作为益生菌家族的后起之秀，被广泛地应用于医药、食品、保健、畜牧和水产等行业，并能产生多种健康的影响：调整肠道微生态平衡、提高机体免疫、产生抑菌物质及促进动物生长，成为益生菌中研究的热点。
凝结芽孢杆菌在有氧和无氧环境中均可生长，但乳酸的产生量在有氧条件下明显低于无氧条件，某些物质对菌体的生长起到了比较显著的促进效果。其中，菌体生长所需的主要生长因子包括：生物素等，但不同菌株和不同温度条件下所需生长因子种类也存在差异，其生长特性非常复杂。与普通乳酸菌相比，凝结芽孢杆菌具有良好的抗逆性。其芽孢体对高温及低pH环境具有很强的耐受性，因此可顺利通过胃肠道，并起到显著的益生效果。
现有技术一般通过偶尔筛选得到的高产凝结芽孢杆菌进行发酵生产乳酸，然而这样的菌株来源不易，价格高，甚至很难买到。本发明旨在提供一种提高凝结芽孢杆菌产酸量的工艺，其不需要对微生物进行筛选保藏，仅仅通过优化培养工艺，就可以使普通的凝结芽孢杆菌产酸量大大提高，具有很大的经济价值，在农业，饲料等领域具有广阔的市场前景。
发明内容
针对现有技术的缺点，本发明提供一种提高凝结芽孢杆菌产酸量的工艺，其不需要对微生物进行筛选保藏，仅仅通过优化培养工艺，就可以使普通的凝结芽孢杆菌产酸量大大提高，具有很大的经济价值，在农业，饲料等领域具有广阔的市场前景
菌体生长是一个复杂的过程，众多因素都影响着菌体的生长状况，如温度、pH、供氧强度、底物浓度、产物浓度等。一般而言，糖浓度适宜菌体生长良好，发酵结束获得较高的菌体量和产物浓度,高浓度糖的抑制作用，菌体量和产酸水平均受到影响。本发明通过特殊工艺使得凝结芽孢杆菌可以耐受高浓度的葡萄糖水平，并且加快代谢，从而达到一次发酵即可获得极高产量的乳酸，可以大大节约成本，而且低碳环保。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种提高凝结芽孢杆菌产酸量的工艺，其步骤如下：
(1)制备种子培养基：
配方如下：葡萄糖60g/L，酵母粉6g/L，蛋白胨10g/L，牛肉膏3g/L，植物复合提取液3-4g/L，硫酸锰0.005g/L，NaCl2g/L，磷酸二氢钾3g/L，硫酸镁0.02g/L；
所述植物复合提取液的制备方法如下：
按照重量份，称取蒺藜10-15份，山楂2份，海底椰3份，加入100份去离子水，保持煮沸20min，然后静置24小时，再用200目的滤布过滤，得到提取液以及药渣；
将所得的药渣与去离子水按重量体积比1∶6加入去离子水，再次煮沸并保持沸腾30min，过滤，得到滤液；
将两种滤液混合后，取5份混合滤液，1份去渣芒果皮汁混合，得到植物复合提取液；
(2)种子培养：
种子培养条件：温度40℃，初始pH值为7.0，转速250r/min，装液量为40mL(250mL的三角瓶)，接种量为6％(v/v)，发酵时间5-8h；
(3)制备发酵培养基：
配方：葡萄糖250g/L，麸皮2g/L、豆粕粉2g/L、NaCl0.8g/L、磷酸二氢钾3g/L、硫酸锰32mg/L,植物复合提取液2g/LpH7.2～7.4；
(4)发酵培养：
发酵条件：接种量为5％(v/v)，20℃,充分供氧下，低温培养200-230min，然后升温至48℃厌氧发酵60h；
发酵期间分2次补加葡萄糖，控制补加后终浓度不高于20％。
本发明的有益之处在于：
菌体生长是一个复杂的过程，众多因素都影响着菌体的生长状况，如温度、pH、供氧强度、底物浓度、产物浓度等。一般而言，糖浓度适宜菌体生长良好，发酵结束获得较高的菌体量和产物浓度,高浓度糖的抑制作用，菌体量和产酸水平均受到影响。本发明通过特殊工艺使得普通的凝结芽孢杆菌可以耐受高浓度的葡萄糖水平，并且加快代谢，从而达到一次发酵即可获得极高产量的乳酸，可以大大节约成本，而且低碳环保。
具体实施方式
实施例1：
本发明实施例所用菌株购于韶关市颐林泉生物科技有限公司，为普通饲料用凝结芽孢杆菌。
一种提高凝结芽孢杆菌产酸量的工艺，其步骤如下：
(1)制备种子培养基：
配方如下：葡萄糖60g/L，酵母粉6g/L，蛋白胨10g/L，牛肉膏3g/L，植物复合提取液3g/L，硫酸锰0.005g/L，NaCl2g/L，磷酸二氢钾3g/L，硫酸镁0.02g/L；
所述植物复合提取液的制备方法如下：
按照重量份，称取蒺藜15份，山楂2份，海底椰3份，加入100份去离子水，保持煮沸20min，然后静置24小时，再用200目的滤布过滤，得到提取液以及药渣；
将所得的药渣与去离子水按重量体积比1∶6加入去离子水，再次煮沸并保持沸腾30min，过滤，得到滤液；
将两种滤液混合后，取5份混合滤液，1份去渣芒果皮汁混合，得到植物复合提取液；
(2)种子培养：
种子培养条件：温度40℃，初始pH值为7.0，转速250r/min，装液量为40mL(250mL的三角瓶)，接种量为6％(v/v)，发酵时间5h；
(3)制备发酵培养基：
配方：葡萄糖250g/L，麸皮2g/L、豆粕粉2g/L、NaCl0.8g/L、磷酸二氢钾3g/L、硫酸锰32mg/L,植物复合提取液2g/LpH7.4；
(4)发酵培养：
发酵条件：接种量为5％(v/v)，20℃,充分供氧下，低温培养200min，然后升温至48℃厌氧发酵60h；
发酵期间分2次补加葡萄糖，控制补加后终浓度不高于20％。
实施例2：
一种提高凝结芽孢杆菌产酸量的工艺，其步骤如下：
(1)制备种子培养基：
配方如下：葡萄糖60g/L，酵母粉6g/L，蛋白胨10g/L，牛肉膏3g/L，植物复合提取液4g/L，硫酸锰0.005g/L，NaCl2g/L，磷酸二氢钾3g/L，硫酸镁0.02g/L；
所述植物复合提取液的制备方法如下：
按照重量份，称取蒺藜10份，山楂2份，海底椰3份，加入100份去离子水，保持煮沸20min，然后静置24小时，再用200目的滤布过滤，得到提取液以及药渣；
将所得的药渣与去离子水按重量体积比1∶6加入去离子水，再次煮沸并保持沸腾30min，过滤，得到滤液；
将两种滤液混合后，取5份混合滤液，1份去渣芒果皮汁混合，得到植物复合提取液；
(2)种子培养：
种子培养条件：温度40℃，初始pH值为7.0，转速250r/min，装液量为40mL(250mL的三角瓶)，接种量为6％(v/v)，发酵时间8h；
(3)制备发酵培养基：
配方：葡萄糖250g/L，麸皮2g/L、豆粕粉2g/L、NaCl0.8g/L、磷酸二氢钾3g/L、硫酸锰32mg/L,植物复合提取液2g/LpH7.2；
(4)发酵培养：
发酵条件：接种量为5％(v/v)，20℃,充分供氧下，低温培养230min，然后升温至48℃厌氧发酵60h；
发酵期间分2次补加葡萄糖，控制补加后终浓度不高于20％。
实施例3：
一种提高凝结芽孢杆菌产酸量的工艺，其步骤如下：
(1)制备种子培养基：
配方如下：葡萄糖60g/L，酵母粉6g/L，蛋白胨10g/L，牛肉膏3g/L，植物复合提取液3g/L，硫酸锰0.005g/L，NaCl2g/L，磷酸二氢钾3g/L，硫酸镁0.02g/L；
所述植物复合提取液的制备方法如下：
按照重量份，称取蒺藜14份，山楂2份，海底椰3份，加入100份去离子水，保持煮沸20min，然后静置24小时，再用200目的滤布过滤，得到提取液以及药渣；
将所得的药渣与去离子水按重量体积比1∶6加入去离子水，再次煮沸并保持沸腾30min，过滤，得到滤液；
将两种滤液混合后，取5份混合滤液，1份去渣芒果皮汁混合，得到植物复合提取液；
(2)种子培养：
种子培养条件：温度40℃，初始pH值为7.0，转速250r/min，装液量为40mL(250mL的三角瓶)，接种量为6％(v/v)，发酵时间6h；
(3)制备发酵培养基：
配方：葡萄糖250g/L，麸皮2g/L、豆粕粉2g/L、NaCl0.8g/L、磷酸二氢钾3g/L、硫酸锰32mg/L,植物复合提取液2g/LpH7.3；
(4)发酵培养：
发酵条件：接种量为5％(v/v)，20℃,充分供氧下，低温培养210min，然后升温至48℃厌氧发酵60h；
发酵期间分2次补加葡萄糖，控制补加后终浓度不高于20％。
实施例4：
一种提高凝结芽孢杆菌产酸量的工艺，其步骤如下：
(1)制备种子培养基：
配方如下：葡萄糖60g/L，酵母粉6g/L，蛋白胨10g/L，牛肉膏3g/L，植物复合提取液4g/L，硫酸锰0.005g/L，NaCl2g/L，磷酸二氢钾3g/L，硫酸镁0.02g/L；
所述植物复合提取液的制备方法如下：
按照重量份，称取蒺藜11份，山楂2份，海底椰3份，加入100份去离子水，保持煮沸20min，然后静置24小时，再用200目的滤布过滤，得到提取液以及药渣；
将所得的药渣与去离子水按重量体积比1∶6加入去离子水，再次煮沸并保持沸腾30min，过滤，得到滤液；
将两种滤液混合后，取5份混合滤液，1份去渣芒果皮汁混合，得到植物复合提取液；
(2)种子培养：
种子培养条件：温度40℃，初始pH值为7.0，转速250r/min，装液量为40mL(250mL的三角瓶)，接种量为6％(v/v)，发酵时间7h；
(3)制备发酵培养基：
配方：葡萄糖250g/L，麸皮2g/L、豆粕粉2g/L、NaCl0.8g/L、磷酸二氢钾3g/L、硫酸锰32mg/L,植物复合提取液2g/LpH7.2；
(4)发酵培养：
发酵条件：接种量为5％(v/v)，20℃,充分供氧下，低温培养220min，然后升温至48℃厌氧发酵60h；
发酵期间分2次补加葡萄糖，控制补加后终浓度不高于20％。
实施例5：
对比试验采用常规发酵方法：
凝结芽孢杆菌产酸发酵工艺，其步骤如下：
(1)制备种子培养基：
配方如下：葡萄糖60g/L，酵母粉6g/L，蛋白胨10g/L，牛肉膏3g/L，硫酸锰0.005g/L，NaCl2g/L，磷酸二氢钾3g/L，硫酸镁0.02g/L；
(2)种子培养：
种子培养条件：温度40℃，初始pH值为7.0，转速250r/min，装液量为40mL(250mL的三角瓶)，接种量为6％(v/v)，发酵时间5h；
(3)制备发酵培养基：
配方：葡萄糖150g/L，麸皮2g/L、豆粕粉2g/L、NaCl0.8g/L、磷酸二氢钾3g/L、硫酸锰32mg/L,pH7.4；
(4)发酵培养：
发酵条件：接种量为5％(v/v)，20℃,充分供氧下，低温培养217min，然后升温至48℃厌氧发酵60h；
发酵期间分2次补加葡萄糖，控制补加后终浓度不高于10％。
实施例6结果测评：
结果如下表所示。
表1
组别 发酵结束时的乳酸终浓度(g/L) 副产物(g/L)
实施例1 216.1 1.02
实施例2 200.3 1.05
实施例3 193.2 1.03
实施例4 225.8 1.04
实施例5 67.1 4.51
试验结果表明：本发明的工艺可以极大提高普通凝结芽孢杆菌的产酸量，而且产酸效率高，费时少，副产物少。
综上，本发明通过特殊工艺使得普通的凝结芽孢杆菌可以耐受高浓度的葡萄糖水平，并且加快代谢，从而达到一次发酵即可获得极高产量的乳酸，可以大大节约成本，而且低碳环保。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种提高凝结芽孢杆菌产酸量的方法，其步骤如下：
(1)制备种子培养基：
配方如下：葡萄糖60g/L，酵母粉6g/L，蛋白胨10g/L，牛肉膏3g/L，植物复合提取液3-4g/L，硫酸锰0.005g/L，NaCl2g/L，磷酸二氢钾3g/L，硫酸镁0.02g/L；
(2)种子培养：
种子培养条件：温度40℃，初始pH值为7.0，转速250r/min，装液量为40mL(250mL的三角瓶)，发酵时间5-8h；
(3)制备发酵培养基：
配方：葡萄糖250g/L，麸皮2g/L、豆粕粉2g/L、NaCl0.8g/L、磷酸二氢钾3g/L、硫酸锰32mg/L,植物复合提取液2g/LpH7.2～7.4；
(4)发酵培养：
发酵条件：20℃,充分供氧下，低温培养200-230min，然后升温至48℃厌氧发酵60h。
2.权利要求1所述的提高凝结芽孢杆菌产酸量的方法，其特征在于：
所述植物复合提取液的制备方法如下：
按照重量份，称取蒺藜10-15份，山楂2份，海底椰3份，加入100份去离子水，保持煮沸20min，然后静置24小时，再用200目的滤布过滤，得到提取液以及药渣；
将所得的药渣与去离子水按重量体积比1∶6加入去离子水，再次煮沸并保持沸腾30min，过滤，得到滤液；
将两种滤液混合后，取5份混合滤液，1份去渣芒果皮汁混合，得到植物复合提取液。
3.权利要求1所述的提高凝结芽孢杆菌产酸量的方法，其特征在于：发酵期间分2次补加葡萄糖，控制补加后终浓度不高于20％。
4.权利要求3所述的提高凝结芽孢杆菌产酸量的方法，其特征在于：发酵培养时的接种量为5％(v/v)。
5.权利要求3所述的提高凝结芽孢杆菌产酸量的方法，其特征在于：种子培养时的接种量为6％(v/v)。
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