CN110846347A - 一种短乳杆菌发酵生产γ-氨基丁酸的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于微生物发酵工艺,具体涉及一种短乳杆菌发酵生产γ‑氨基丁酸的方法,包括:步骤一:将短乳杆菌菌种在活化培养基中活化;步骤二:将活化后的短乳杆菌菌种接种至种子培养基培养至种子成熟;步骤三:接种10%的成熟种子液于发酵培养基中进行发酵培养,菌体代谢生产γ‑氨基丁酸;本发明通过添加果蔬汁,乳酸菌所需的微量元素,以增加乳酸菌的繁殖能力,提高菌体生长速度,获得高密度菌体;本发明通过调整PH,解决乳酸菌生长和γ‑氨基丁酸生产之间最适PH不同的矛盾;本发明使用谷氨酸钠溶液进行流加,消除底物浓度过高的抑制作用,改善菌体生长环境。
Description
技术领域
本发明属于微生物发酵工艺,具体涉及一种短乳杆菌发酵生产γ-氨基丁酸的方法。
背景技术
γ-氨基丁酸是一种功能性氨基酸,在医疗、保健品、饲料方面有广泛的应用,在自然界中主要存在于植物、动物和微生物体内,是重要的神经递质素。医学表明γ-氨基丁酸有降低血压、镇静、利尿的功效。在生产方面,目前主要有合成法和生物发酵法,合成法需要使用有机溶剂,反应条件苛刻,对人体和环境都有一定的危害,随着微生物发酵的研究,乳酸菌发酵生产γ-氨基丁酸的方法显现出巨大的发展前景。其成本低,环境友好,菌株无危害,是绿色工艺的首选。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题,本发明提供了一种短乳杆菌发酵生产γ-氨基丁酸的方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现:
一种短乳杆菌发酵生产γ-氨基丁酸的方法,包括
步骤一:将短乳杆菌菌种在活化培养基中活化;
步骤二:将活化后的短乳杆菌菌种接种至种子培养基培养至种子成熟;
步骤三:接种10%的成熟种子液于发酵培养基中进行发酵培养,菌体代谢生产γ-氨基丁酸。
进一步的,所述活化培养基配方为:L-谷氨酸钠4g/L,酵母浸粉3g/L,蛋白胨3g/L,葡萄糖2g/L,琼脂粉2g/L;其中ph=5.2,培养温度30℃。
进一步的,所述种子培养基配方为:L-谷氨酸钠4g/L,酵母浸粉3g/L,蛋白胨3g/L,葡萄糖2g/L,果蔬汁2g/L;ph=5.2,培养温度30℃。
进一步的,所述发酵培养基配方为:葡萄糖5-20g/L,酵母浸粉2-10g/L,L-谷氨酸钠0-10g/L,蛋白胨0-30g/L,乙酸钠0-10g/L,硫酸镁0-1g/L,硫酸铁0-0.1g/L,硫酸锰0-1g/L,吐温80为0-5g/L,消泡剂0-1g/L,果蔬汁0-10g/L。
进一步的,所述步骤二中挑取生长旺盛的菌落接种;培养基冷却至30℃;培养温度30℃,ph=5.2,搅拌转速100rpm,培养时间48h,OD600=3-4即可转如发酵罐。
进一步的,所述步骤三包括以下步骤:①发酵罐空消:0.18MPa压力、保压30分钟;②发酵罐实消:121℃,压力0.12MPa,保温20分钟,冷却降温至30℃,调ph=5.2,备接种;③接种:采用压差法接种;④培养:温度30℃,搅拌转速150rpm,2-5h后开始流加谷氨酸钠溶液。
进一步的,所述发酵过程中流加谷氨酸钠溶液的浓度为50%。
进一步的,所述的发酵罐的初始ph为3-8。
进一步的,种子液培养过程中ph分段调节,0-40h控制ph=5.2,40h至发酵结束控制ph=4.5。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
本发明通过添加果蔬汁,乳酸菌所需的微量元素,以增加乳酸菌的繁殖能力,提高菌体生长速度,获得高密度菌体。
本发明通过调整ph,解决乳酸菌生长和γ-氨基丁酸生产之间最适ph不同的矛盾;
本发明使用谷氨酸钠溶液进行流加,消除底物浓度过高的抑制作用,改善菌体生长环境。
具体实施方式
下面结合具体实例对本发明做进一步详细的描述,但本发明的实施方式不限于此。
实例1
γ-氨基丁酸的生产方法,首先菌种在活化培养基中活化,接种至种子培养基,培养得到成熟的种子,然后移入发酵培养基中发酵代谢生产γ-氨基丁酸;
其中活化培养基(g/L):L-谷氨酸钠4,酵母浸粉3,蛋白胨3,葡萄糖2,琼脂粉2;ph=5.2,培养温度30℃。
其中种子培养基(g/L):L-谷氨酸钠4,酵母浸粉3,蛋白胨3,葡萄糖2,果蔬汁2,ph=,培养温度30℃。
其中发酵培养基配方(g/L)为:葡萄糖5,酵母浸粉2,L-谷氨酸钠4,蛋白胨20,乙酸钠6,硫酸镁0.3,硫酸铁0.01,硫酸锰0.3,吐温80为1,消泡剂0.05,果蔬汁6。
其成熟种子的培养过程包括以下步骤:①菌种活化,涂布平板后30℃放置48h;②接种:挑取生长旺盛的菌落接种;③培养:培养温度30℃,ph=5.2,搅拌转速100rpm,培养时间48h,OD600=3转罐。
其中发酵培养过程包括以下步骤:①发酵罐空消:0.18MPa压力、保压30分钟;②发酵罐实消:121℃,压力0.12MPa,保温20分钟,冷却降温至30℃,调ph=5.2,待接种;③接种:采用压差法接种;④培养:温度30℃,搅拌转速150rpm,3h后开始流加谷氨酸钠,当培养0-40h时ph=5.2,40h至发酵结束ph=4.5,最终γ-氨基丁酸含量达到80g/L。
其中发酵培养过程中步骤④流加的谷氨酸钠的制备方法为:称取规定量的谷氨酸钠,加入2倍水,115℃,20min。
果蔬汁:土豆500克,西红柿500克,清洗干净,粉碎,压榨出汁,取汁液90℃加热20min,8000rpm离心20min,取上清。
实例2
γ-氨基丁酸的生产方法,首先菌种在活化培养基中活化,接种至种子培养基,培养得到成熟的种子,然后移入发酵培养基中发酵代谢生产γ-氨基丁酸;
其中活化培养基(g/L):L-谷氨酸钠4,酵母浸粉3,蛋白胨3,葡萄糖2,琼脂粉2;ph=5.2,培养温度30℃。
其中种子培养基(g/L):L-谷氨酸钠4,酵母浸粉3,蛋白胨3,葡萄糖2,果蔬汁2,ph=5.2,培养温度30℃。
其中发酵培养基配方(g/L)为:葡萄糖5,酵母浸粉2,L-谷氨酸钠4,蛋白胨20,乙酸钠6,硫酸镁0.3,硫酸铁0.01,硫酸锰0.3,吐温80为1,消泡剂0.05,果蔬汁6。
其成熟种子的培养过程包括以下步骤:①菌种活化,涂布平板后30℃放置48h;②接种:挑取生长旺盛的菌落接种;③培养:培养温度30℃,ph=5.2,搅拌转速100rpm,培养时间48h,OD600=3.4转罐。
其中发酵培养过程包括以下步骤:①发酵罐空消:0.18MPa压力、保压30分钟;②发酵罐实消:121℃,压力0.12MPa,保温20分钟,冷却降温至30℃,调ph=5.2,待接种;③接种:采用压差法接种;④培养:温度30℃,搅拌转速150rpm,2.5h后开始流加谷氨酸钠,当培养0-40h时ph=5.2,40h至发酵结束ph=4.5,最终γ-氨基丁酸含量达到76g/L。
其中发酵培养过程中步骤④流加的谷氨酸钠的制备方法为:称取规定量的谷氨酸钠,加入2倍水,115℃,20min。
果蔬汁:土豆500克,西红柿500克,清洗干净,粉碎,压榨出汁,取汁液90℃加热20min,8000rpm离心20min,取上清。
实例3
γ-氨基丁酸的生产方法,首先菌种在活化培养基中活化,接种至种子培养基,培养得到成熟的种子,然后移入发酵培养基中发酵代谢生产γ-氨基丁酸;
其中活化培养基(g/L):L-谷氨酸钠4,酵母浸粉3,蛋白胨3,葡萄糖2,琼脂粉2;ph=5.2,培养温度30℃。
其中种子培养基(g/L):L-谷氨酸钠4,酵母浸粉3,蛋白胨3,葡萄糖2,果蔬汁2,ph=5.2,培养温度30℃。
其中发酵培养基配方(g/L)为:葡萄糖5,酵母浸粉2,L-谷氨酸钠4,蛋白胨20,乙酸钠6,硫酸镁0.3,硫酸铁0.01,硫酸锰0.3,吐温80为1,消泡剂0.05,果蔬汁6。
其成熟种子的培养过程包括以下步骤:①菌种活化,涂布平板后30℃放置48h;②接种:挑取生长旺盛的菌落接种;③培养:培养温度30℃,ph=5.2,搅拌转速100rpm,培养时间48h,OD600=4转罐。
其中发酵培养过程包括以下步骤:①发酵罐空消:0.18MPa压力、保压30分钟;②发酵罐实消:121℃,压力0.12MPa,保温20分钟,冷却降温至30℃,调ph=5.2,待接种;③接种:采用压差法接种;④培养:温度30℃,搅拌转速150rpm,3.5h后开始流加谷氨酸钠,当培养0-40h时ph=5.2,40h至发酵结束ph=4.5,最终γ-氨基丁酸含量达到84g/L。
其中发酵培养过程中步骤④流加的谷氨酸钠的制备方法为:称取规定量的谷氨酸钠,加入2倍水,115℃,20min。
果蔬汁:土豆500克,西红柿500克,清洗干净,粉碎,压榨出汁,取汁液90℃加热20min,8000rpm离心20min,取上清。
实例4
γ-氨基丁酸的生产方法,首先菌种在活化培养基中活化,接种至种子培养基,培养得到成熟的种子,然后移入发酵培养基中发酵代谢生产γ-氨基丁酸;
其中活化培养基(g/L):L-谷氨酸钠4,酵母浸粉3,蛋白胨3,葡萄糖2,琼脂粉2;ph=5.2,培养温度30℃。
其中种子培养基(g/L):L-谷氨酸钠4,酵母浸粉3,蛋白胨3,葡萄糖2,果蔬汁2,ph=5.2,培养温度30℃。
其中发酵培养基配方(g/L)为:葡萄糖5,酵母浸粉2,L-谷氨酸钠4,蛋白胨20,乙酸钠6,硫酸镁0.3,硫酸铁0.01,硫酸锰0.3,吐温80为1,消泡剂0.05,果蔬汁6。
其成熟种子的培养过程包括以下步骤:①菌种活化,涂布平板后30℃放置48h;②接种:挑取生长旺盛的菌落接种;③培养:培养温度30℃,ph=5.2,搅拌转速100rpm,培养时间48h,OD600=4转罐。
其中发酵培养过程包括以下步骤:①发酵罐空消:0.18MPa压力、保压30分钟;②发酵罐实消:121℃,压力0.12MPa,保温20分钟,冷却降温至30℃,调ph=5.2,待接种;③接种:采用压差法接种;④培养:温度30℃,搅拌转速150rpm,3h后开始流加谷氨酸钠,当培养0-40h时ph=5.2,40h至发酵结束ph=4.5,最终γ-氨基丁酸含量达到87g/L。
其中发酵培养过程中步骤④流加的谷氨酸钠的制备方法为:称取规定量的谷氨酸钠,加入2倍水,115℃,20min。
果蔬汁:土豆500克,西红柿500克,清洗干净,粉碎,压榨出汁,取汁液90℃加热20min,8000rpm离心20min,取上清。
实例5
γ-氨基丁酸的生产方法,首先菌种在活化培养基中活化,接种至种子培养基,培养得到成熟的种子,然后移入发酵培养基中发酵代谢生产γ-氨基丁酸;
其中活化培养基(g/L):L-谷氨酸钠4,酵母浸粉3,蛋白胨3,葡萄糖2,琼脂粉2;ph=5.2,培养温度30℃。
其中种子培养基(g/L):L-谷氨酸钠4,酵母浸粉3,蛋白胨3,葡萄糖2,果蔬汁2,ph=5.2,培养温度30℃。
其中发酵培养基配方(g/L)为:葡萄糖5,酵母浸粉2,L-谷氨酸钠4,蛋白胨20,乙酸钠6,硫酸镁0.3,硫酸铁0.01,硫酸锰0.3,吐温80为1,消泡剂0.05,果蔬汁6。
其成熟种子的培养过程包括以下步骤:①菌种活化,涂布平板后30℃放置48h;②接种:挑取生长旺盛的菌落接种;③培养:培养温度30℃,ph=5.2,搅拌转速100rpm,培养时间48h,OD600=4转罐。
其中发酵培养过程包括以下步骤:①发酵罐空消:0.18MPa压力、保压30分钟;②发酵罐实消:121℃,压力0.12MPa,保温20分钟,冷却降温至30℃,调ph=5.2,待接种;③接种:采用压差法接种;④培养:温度30℃,搅拌转速150rpm,3.3h后开始流加谷氨酸钠,当培养0-40h时ph=5.2,40h至发酵结束ph=4.5,最终γ-氨基丁酸含量达到87g/L。
其中发酵培养过程中步骤④流加的谷氨酸钠的制备方法为:称取规定量的谷氨酸钠,加入2倍水,115℃,20min。
果蔬汁:土豆500克,西红柿500克,清洗干净,粉碎,压榨出汁,取汁液90℃加热20min,8000rpm离心20min,取上清。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种短乳杆菌发酵生产γ-氨基丁酸的方法,其特征在于:包括
步骤一:将短乳杆菌菌种在活化培养基中活化;
步骤二:将活化后的短乳杆菌菌种接种至种子培养基培养至种子成熟;
步骤三:接种10%的成熟种子液于发酵培养基中进行发酵培养,菌体代谢生产γ-氨基丁酸。
2.根据权利要求1所述的一种短乳杆菌发酵生产γ-氨基丁酸的方法,其特征在于所述活化培养基配方为:L-谷氨酸钠4g/L,酵母浸粉3g/L,蛋白胨3g/L,葡萄糖2g/L,琼脂粉2g/L;ph=5.2,培养温度30℃。
3.根据权利要求1所述的一种短乳杆菌发酵生产γ-氨基丁酸的方法,其特征在于所述种子培养基配方为:L-谷氨酸钠4g/L,酵母浸粉3g/L,蛋白胨3g/L,葡萄糖2g/L,果蔬汁2g/L;ph=5.2,培养温度30℃。
4.根据权利要求1所述的一种短乳杆菌发酵生产γ-氨基丁酸的方法,其特征在于所述发酵培养基配方为:葡萄糖5-20g/L,酵母浸粉2-10g/L,L-谷氨酸钠0-10g/L,蛋白胨0-30g/L,乙酸钠0-10g/L,硫酸镁0-1g/L,硫酸铁0-0.1g/L,硫酸锰0-1g/L,吐温80为0-0.5g/L,消泡剂0-1g/L,果蔬汁0-10g/L。
5.据权利要求1所述的一种短乳杆菌发酵生产γ-氨基丁酸的方法,其特征在于:所述步骤二中需挑取生长旺盛的菌落接种;培养温度30℃,ph=5.2,搅拌转速100rpm,培养时间48h,OD600=3-4即可转入发酵罐。
6.据权利要求1所述的一种短乳杆菌发酵生产γ-氨基丁酸的方法,其特征在于:所述步骤三包括以下步骤:①发酵罐空消:0.18MPa压力、保压30分钟;②发酵罐实消:121℃,压力0.12MPa,保温20分钟,冷却降温至30℃,调ph=5.2,待接种;③接种:采用压差法接种;④培养:温度30℃,搅拌转速150rpm,培养2-5h后开始流加谷氨酸钠溶液。
7.根据权利要求1所述的一种短乳杆菌发酵生产γ-氨基丁酸的方法,其特征在于:所述发酵过程中流加谷氨酸钠溶液的浓度为50%。
8.根据权利要求1所述的一种短乳杆菌发酵生产γ-氨基丁酸的方法,其特征在于:所述的发酵罐的初始ph为3-8。
9.根据权利要求1所述的一种短乳杆菌发酵生产γ-氨基丁酸的方法,其特征在于:种子液培养过程中ph分段调节,0-40h控制ph=5.2,40h至发酵结束控制ph=4.5。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200228 |
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