CN107937322B - 一种碱性培养基及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种碱性培养基及其应用，涉及微生物发酵技术领域。本发明由培养基A和培养基B按照1‑5:1000的比例混合后制得，主要成分包括铝化物、硅化物、碳化物、以及葡萄糖、果糖、蔗糖及麦芽糖等。本发明的碱性培养基可以补充菌种发酵过程中所需要的微量元素，促进菌体的快速繁殖，提高菌体生长速率，提高产物浓度。

Description

一种碱性培养基及其应用
技术领域
本发明涉及微生物发酵技术领域，尤其涉及一种碱性培养基及其应用。
背景技术
微生物发酵的生产水平取决于生产菌种的特性和发酵条件的控制。发酵是一种很复杂的生产过程，其好坏涉及诸多因素，如菌种的生产性能、培养基的配比、原料质量、灭菌条件、种子质量、发酵条件和过程控制等。
乳酸菌由一组形态、代谢和生理特性相同的细菌组成，大多为革兰氏阳性、无芽孢的球菌或杆菌，并且这群菌能在可利用的碳水化合物发酵过程中产生大量的乳酸。乳酸菌多为厌氧菌，以无氧呼吸为主，部分菌种可进行有氧呼吸，如嗜酸乳杆菌、植物乳杆菌、嗜热链球菌等，它们在代谢过程中可同时产生乳、酸、乙酸、丙酸等代谢产物、过氧化氢、二氧化碳和细菌素，协同控制食品、饲料中腐败菌和致病菌的生长。具有天然安全的优势，不仅有效促进动物增重，甚至显著提升动物对疾病的抵抗力。
乳酸菌在发酵开始时，由于培养基中缺乏微生物生长所需的各种微量元素，不能及时的适应环境，无法快速进入对数期；随着发酵的不断进行，代谢产物如乳酸的不断积累，pH不断下降，直至抑制乳酸菌的繁殖生长，由于这些情况，导致整个乳酸菌发酵过程时间较长，产物较少，发酵结果不理想。
发明内容
针对现有技术的上述缺陷和问题，本发明实施例的目的是提供一种水溶性的乳酸菌碱性培养基。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种碱性培养基，由培养基A和培养基B按照1-5:1000的比例混合后制得；其中，按重量份数，
所述培养基A包括：硅酸铝钙5-12份、硅酸铝钠5-12份、硅酸钠300-900份、硅酸钾400-1200份、碳酸盐800-2500份、氧化锌1.1-2.5份、硫代硫酸钠5-15份、二氧化锗0.4-4.5份、还原糖900-1800份、水1000份。
所述培养基B包括：蛋白胨10-15份、酵母提取物5-8份、牛肉膏10-15份、葡萄糖13-16份、乙酸钠5-6份、柠檬酸铵2.1-2.3份、Tween80 1-1.5份、七水硫酸镁0.55-0.65份、四水硫酸锰0.03-0.06份、磷酸氢二钾1.5-2.5份、琼脂15-20份、水1000份。
在一种优选的实施方式中，所述碳酸盐包括碳酸钾、碳酸钠和碳酸氢钠中的一种或者多种。
在一种优选的实施方式中，所述还原糖包括葡萄糖、果糖、蔗糖或者麦芽糖中的一种或者多种。
在一种优选的实施方式中，由培养基A和培养基B按照3:1000的比例混合后制得。
在一种优选的实施方式中，所述培养基A包括：硅酸铝钙9份、硅酸铝钠9份、硅酸钠400份、硅酸钾600份、碳酸钾530份、碳酸钠530份、氧化锌1.62份、硫代硫酸钠12份、二氧化锗2.44份、葡萄糖1350份、水1000份；
所述培养基B包括：蛋白胨10份、酵母提取物6份、牛肉膏12份、葡萄糖16份、乙酸钠5份、柠檬酸铵2.15份、Tween80 1份、七水硫酸镁0.58份、四水硫酸锰0.05份、磷酸氢二钾2份、琼脂17份、水1000份。
进一步地，所述培养基A的制备方法为：取配方量的硅酸铝钙、硅酸铝钠、硅酸钠、硅酸钾、碳酸盐、氧化锌、硫代硫酸钠、二氧化锗、还原糖、水混合溶解，并加热至80-100℃，在氮气流条件下维持-40至40mV的氧化还原电位，并充分混匀，搅拌2-3h，冷却后呈凝胶状，得培养基A。
通过在氮气流条件下维持-40至40mV的氧化还原电位，改变发酵途径，提高产量。
进一步地，所述培养基A为浅黄色，比重为1.38-1.50；粘度为52.0-230.0；pH值为13.8-14.0。
本发明的一种碱性培养基的应用，将所述碱性培养基应用到乳酸菌的培养基中进行发酵。
细胞作为所有生物体微观的以及结构的最小单元，是生物体的基础。本发明从细胞代谢的基本特性出发，从而筛选出适合激活细胞代谢的最佳营养配方。细胞可以通过细胞膜与细胞外的空间相关联，并且最优化它们内部的环境，促进细胞对胞外营养物质的摄取，进而促进代谢产物。基于生命体依赖细胞代谢而存活这一事实，本发明利用硅化合物、碳酸化合物、作为细胞激活剂。从葡萄糖、果糖、蔗糖和麦芽糖中选择单一或混合物作为还原糖成分促进细胞代谢。主要以钠盐或钾盐形式存在的钠、钾化合物，对维持细胞膜的功能发挥重要作用。
本发明的碱性培养基可应用于乳酸菌、酵母菌等菌种的发酵过程。尤其是在乳酸菌的发酵过程中，本碱性培养基能够提供一定的氧化还原电位，在三羧酸循环中能够提供足够多的前体来维持细胞活性的前提下，由葡萄糖经过糖酵解途径生成的丙酮酸最大量的流向乳酸合成途径，从而提高乳酸产量。
本发明提供的一种碱性培养基及其应用，并将其应用于乳酸菌的发酵过程中。本发明的碱性培养基可以补充乳酸菌发酵过程中所需要的微量元素，促进乳酸菌的快速繁殖，且在乳酸菌发酵过程中添加本培养基后，可调节培养基的氧化还原电位，使菌体快速适应外界环境，以最高的生长速率生长，提高产物浓度。其次，本培养基还可提供额外的酸碱缓冲对，在乳酸菌发酵后期pH值不会快速下降，进而提高菌种的繁殖时间，提高产物浓度。
在乳酸菌发酵中使用本碱性培养基，可促进乳酸菌的增殖和产物的分泌，无需添加额外的碱性pH调节剂，减少发酵过程，提高发酵效率，节约生产成本，可大力推广到整个发酵行业。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例的碱性培养基，由培养基A和培养基B按照3:1000的比例混合后制得；其中，按重量份数，
培养基A的制备方法为：将硅酸铝钙9份、硅酸铝钠9份、硅酸钠400份、硅酸钾600份、碳酸钾530份、碳酸钠530份、氧化锌1.62份、硫代硫酸钠12份、二氧化锗2.44份、葡萄糖1350份、水1000份混合溶解，并加热至90℃，在氮气流条件下维持-40至40mV的氧化还原电位，并充分混匀，搅拌2.5h，冷却后呈凝胶状，得培养基A。其中，培养基A为浅黄色胶状，比重为1.42；粘度为180；pH值为14.0。
培养基B的制备方法为：将蛋白胨10份、酵母提取物6份、牛肉膏12份、葡萄糖16份、乙酸钠5份、柠檬酸铵2.15份、Tween80 1份、七水硫酸镁0.58份、四水硫酸锰0.05份、磷酸氢二钾2份、琼脂17份、水1000份混合后充分溶解。
实施例2
本实施例的碱性培养基，由培养基A和培养基B按照1:1000的比例混合后制得；其中，按重量份数，
培养基A的制备方法为：将硅酸铝钙7份、硅酸铝钠7份、硅酸钠500份、硅酸钾500份、碳酸钾1000份、氧化锌2.2份、硫代硫酸钠8份、二氧化锗3.5份、葡萄糖700份、果糖700份、水1000份混合溶解，并加热至80℃，在氮气流条件下维持-40至40mV的氧化还原电位，并充分混匀，搅拌2-3h，冷却后呈凝胶状，得培养基A。其中，培养基A为浅黄色胶状，比重为1.40；粘度为185；pH值为14.0。
培养基B的制备方法为：将蛋白胨12份、酵母提取物5份、牛肉膏15份、葡萄糖13份、乙酸钠6份、柠檬酸铵2.3份、Tween80 1.5份、七水硫酸镁0.55份、四水硫酸锰0.04份、磷酸氢二钾1.5份、琼脂16份、水1000份混合后充分溶解。
试验例
将本实施例1和实施例2的碱性培养基应用于嗜酸乳杆菌的发酵。
主要原料及器材：嗜酸乳杆菌、本实施例1和实施例2的碱性培养基、恒温培养箱、手提式灭菌锅、HPLC、乙酸、乳酸标准品(分析纯，含量≧99.5％)。
流动相条件：0.025M磷酸氢二钠，磷酸调pH值2.4；agilent Zorbax SB-aq C18柱4.6mm*250mm*5um；在214nm下测定。
以单纯的培养基B为空白对照组。经测定空白对照组和实施例1组和实施例2组的菌落数据，得表1和表2。
表1各组菌落数单位：亿cfu/ml
分组 菌数
空白对照组 24.2
试验实施例1组 24.0
试验实施例2组 24.3
表2各组有机酸含量单位：(mg/L)ppm
乙酸峰面积 乳酸峰面积 乙酸含量 乳酸含量
空白对照组 27102780 1316607 23914.82 1144.72
试验实施例1组 38425926 1521669 33905.24 1323.59
试验实施例2组 19606230 5955934 17300.60 5191.58
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (2)

1.一种碱性培养基，其特征在于：由培养基A和培养基B按照1:1000的比例混合后制得；其中，按重量份数，
所述培养基A为：硅酸铝钙7份、硅酸铝钠7份、硅酸钠500份、硅酸钾500份、碳酸钾1000份、氧化锌2.2份、硫代硫酸钠8份、二氧化锗3.5份、葡萄糖700份、果糖700份、水1000份；
所述培养基B为：蛋白胨12份、酵母提取物5份、牛肉膏15份、葡萄糖13份、乙酸钠6份、柠檬酸铵2.3份、Tween80 1.5份、七水硫酸镁0.55份、四水硫酸锰0.04份、磷酸氢二钾1.5份、琼脂16份、水1000份；
所述培养基A的制备方法为：取配方量的培养基A原料混合溶解，并加热至80℃，在氮气流条件下维持-40至40mV的氧化还原电位，并充分混匀，搅拌2-3h，冷却后呈凝胶状，得培养基A，其中，培养基A为浅黄色胶状，比重为1.40；粘度为185；pH值为14.0；
培养基B的制备方法为：将配方量的培养基B原料混合后充分溶解。
2.如权利要求1所述的一种碱性培养基的应用，其特征在于：将所述碱性培养基应用到嗜酸乳杆菌的培养基中进行发酵。
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