CN112410237A - 一种高产胶质芽孢杆菌工业生产发酵工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高产胶质芽孢杆菌工业生产发酵工艺，解决了胶质芽孢杆菌加工过程产量低且成本高的问题，其技术方案要点是：所述的工艺包括：一级培养、二级培养、三级培养、转发酵罐和干燥处理，其中，应用到5000L的种子罐和60 m3的发酵罐，所述的种子培养基和发酵培养基的原料相同，所述的种子培养基和发酵培养基的原料为：豆粕粉、蔗糖、酵母浸膏、磷酸氢二钾、硫酸镁和碳酸钙，达到了增加产品产量和降低生产成本的目的。
Description
技术领域
本发明属于芽孢杆菌加工技术领域，特指一种高产胶质芽孢杆菌工业生产发酵工艺。
背景技术
农业上，胶质芽孢杆菌具有解钾、溶磷作用以及易形成根系优势种特性，是目前我国微生物肥料产品中较为重要的一种。 工业方面，胶质芽孢杆菌在无氮培养基或较大的C/N 培养基中易产生显著的胞外多糖荚膜，利用这种多糖的絮凝作用生产优势明显的微生物絮凝剂前景广阔。冶金工业上，胶质芽孢杆菌可应用于细菌淋滤和改进某些矿物材料的特性，尤其对低品位矿物的开发以及回收利用某些有用金属具有良好的前景。 养殖业方面，胶质芽孢杆菌生长过程产生的蛋白质、有机酸等，可用作饲料补充物，提高饲料的价值。因此提高胶质芽孢杆菌的活菌或芽孢数量与质量具有重要的现实应用意义。
然而，现有的胶质芽孢杆菌在生产过程中，由于培养和发酵步骤过程中，培养基内原料的成本较高，无法实现大批量生产发酵，且现有的发酵技术发酵活菌数较低，导致产品质量低且无法高产。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种产量高、成本低且发酵活菌数量高的高产胶质芽孢杆菌工业生产发酵工艺。
本发明的目的是这样实现的：一种高产胶质芽孢杆菌工业生产发酵工艺，其特征在于，所述的工艺至少包括如下步骤：
1)一级培养：取适量粉芽孢杆菌接种于内含培养液的茄子瓶中活化处理，于培养摇床内培养，得到初级种子,将初级种子接种至50L的种子罐内，调节PH值至7.5-7.8，温度32-40℃，在有氧环境下培养15-20h，并且投入种子培养基，形成一级种子；
2)二级培养：将一级种子接种至300L的种子罐内，调节PH值至7.5-7.8，温度32-40℃，在有氧环境下培养18-21h，并且投入种子培养基，形成二级种子；
3)三级培养：对5000L的种子罐进行温度121--124℃，持续30min的实消灭菌处理，将二级种子接种至灭菌后的5000L种子罐内，控制配料体积为3000L，调节5000L种子罐实消灭菌后的PH值至7.5-7.8，罐压0.08mpa，风量80-100m³/hr，转速80-100r/min，温度32-40℃，在有氧环境下培养20-24h，并且投入种子培养基，形成三级种子；
4)转发酵罐：对60m3的发酵罐进行温度121--124℃，持续30min的实消灭菌处理，将三级种子接种至灭菌后的60m3发酵罐内，控制配料体积为25 m3，调节发酵罐实消灭菌后的PH值至7.5-7.8，罐压0.08mpa，风量700-1000m³/hr，转速80-100r/min，温度32-40℃，并且投入发酵培养基，发酵时间23-25h，得初成品；
5)干燥处理：将初成品进行喷雾干燥，喷雾干燥完成后进行检查计数，得完成品；
其中，所述的种子培养基和发酵培养基的原料相同，所述的种子培养基和发酵培养基的原料为：豆粕粉、蔗糖、酵母浸膏、磷酸氢二钾、硫酸镁和碳酸钙。
本发明进一步优化为：所述的种子培养基和发酵培养基的原料用量比例相同，其中，豆粕粉0.1-0.3%，蔗糖0.5-0.8%，酵母浸膏0.03-0.08%，磷酸氢二钾0.5%，硫酸镁0.02%，碳酸钙0.1%。
本发明进一步优化为：所述的PH值为实消灭菌前的酸碱度。
本发明进一步优化为：所述的5000 L种子罐和60m3发酵罐之间设置有接种管，所述接种管使用前对其进行蒸汽灭菌，所述的蒸汽压力大于0.4Mpa，且消毒时间大于30min。
本发明进一步优化为：所述步骤5)中的完成品，通过镜检芽孢数达到0.9Χ1010 -1.1Χ1010cfu/ml，既得芽孢杆菌产品。
本发明进一步优化为：所述步骤3)和步骤4)中的配料体积为实消灭菌后的配料体积。
本发明进一步优化为：所述步骤4)中的初成品，通过镜检菌体90%以上形成芽孢后，即停止发酵罐，得初成品。
本发明相比现有技术突出且有益的技术效果是：首先本发明生产发酵过程中培养基的原料大多以廉价材料作为主要碳源、氮源，有效降低了工业级发酵成本，使其能大批量生产发酵。
其次本发明应用到5000L的种子罐和60 m3的发酵罐，在发酵能力上本发明的发酵产量远远高出市场上的最高水平，提高了发酵活菌数，大大提高利润值。
具体实施方式
本发明中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 发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实 施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1
一种高产胶质芽孢杆菌工业生产发酵工艺，包括：1)一级培养：取适量粉芽孢杆菌接种于内含培养液的茄子瓶中活化处理，于培养摇床内培养，得到初级种子,将初级种子接种至50L的种子罐内，调节实消灭菌前的PH值至7.5，温度32℃，在有氧环境下培养15h，并且投入种子培养基，形成一级种子；
2)二级培养：将一级种子接种至300L的种子罐内，调节实消灭菌前的PH值至7.5，温度32℃，在有氧环境下培养18h，并且投入种子培养基，形成二级种子；
3)三级培养：对5000L的种子罐进行温度121℃，持续30min的实消灭菌处理，调节5000L种子罐的PH值至7.5，将二级种子接种至灭菌后的5000L种子罐内，控制配料体积为3000L，罐压0.08mpa，风量80m³/hr，转速100r/min，温度32℃，在有氧环境下培养20h，并且投入种子培养基，形成三级种子；
4)转发酵罐：调节发酵罐的PH值至7.5，所述的5000 L种子罐和60m3发酵罐之间设置有接种管，所述接种管使用前对其进行蒸汽灭菌，所述的蒸汽压力0.4Mpa，且消毒时间30min。对60m3的发酵罐进行温度121℃，持续30min的实消灭菌处理，将三级种子接种至灭菌后的60m3发酵罐内，控制配料体积为25 m3，罐压0.08mpa，风量700m³/hr，转速80r/min，温度32℃，并且投入发酵培养基，发酵时间23h，通过镜检菌体90%以上形成芽孢后，即停止发酵罐，得初成品；
5)干燥处理：将初成品进行喷雾干燥，喷雾干燥完成后进行检查计数，通过镜检芽孢数达到0.9Χ1010 cfu/ml，得完成品；
其中，所述的种子培养基和发酵培养基的原料相同，所述的种子培养基和发酵培养基的原料及比例为：豆粕粉0.1%，蔗糖0.5%，酵母浸膏0.03%，磷酸氢二钾0.5%，硫酸镁0.02%，碳酸钙0.1%。
实施例2
一种高产胶质芽孢杆菌工业生产发酵工艺，包括：1)一级培养：取适量粉芽孢杆菌接种于内含培养液的茄子瓶中活化处理，于培养摇床内培养，得到初级种子,将初级种子接种至50L的种子罐内，调节实消灭菌前的PH值至7.7，温度38℃，在有氧环境下培养19h，并且投入种子培养基，形成一级种子；
2)二级培养：将一级种子接种至300L的种子罐内，调节实消灭菌前的PH值至7.7，温度38℃，在有氧环境下培养21h，并且投入种子培养基，形成二级种子；
3)三级培养：调节5000L种子罐的PH值至7.7，对5000L的种子罐进行温度124℃，持续30min的实消灭菌处理，将二级种子接种至灭菌后的5000L种子罐内，控制配料体积为3000L，罐压0.08mpa，风量100m³/hr，转速80r/min，温度38℃，在有氧环境下培养23h，并且投入种子培养基，形成三级种子；
4)转发酵罐：所述的5000 L种子罐和60m3发酵罐之间设置有接种管，所述接种管使用前对其进行蒸汽灭菌，所述的蒸汽压力0.7Mpa，且消毒时间45min。调节发酵罐实消灭菌后的PH值至7.7，对60m3的发酵罐进行温度124℃，持续30min的实消灭菌处理，将三级种子接种至灭菌后的60m3发酵罐内，控制配料体积为25 m3，罐压0.08mpa，风量1000m³/hr，转速80r/min，温度38℃，并且投入发酵培养基，发酵时间25h，通过镜检菌体90%以上形成芽孢后，即停止发酵罐，得初成品；
5)干燥处理：将初成品进行喷雾干燥，喷雾干燥完成后进行检查计数，通过镜检芽孢数达到1.0Χ1010cfu/ml，得完成品；
其中，所述的种子培养基和发酵培养基的原料相同，所述的种子培养基和发酵培养基的原料及比例为：豆粕粉0.3%，蔗糖0.8%，酵母浸膏0.08%，磷酸氢二钾0.5% ，硫酸镁0.02%，碳酸钙0.1%。
上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的步骤、数值或用量等所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明说明中所使用的术语，只是为了描述具体得实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。
Claims (6)
1.一种高产胶质芽孢杆菌工业生产发酵工艺，其特征在于，所述的工艺至少包括如下步骤：
1)一级培养：取适量粉芽孢杆菌接种于内含培养液的茄子瓶中活化处理，于培养摇床内培养，得到初级种子,将初级种子接种至50L的种子罐内，调节PH值至7.5-7.8，温度32-40℃，在有氧环境下培养15-20h，并且投入种子培养基，形成一级种子；
2)二级培养：将一级种子接种至300L的种子罐内，调节PH值至7.5-7.8，温度32-40℃，在有氧环境下培养18-21h，并且投入种子培养基，形成二级种子；
3)三级培养：准备5000L种子罐，调节5000L种子罐的PH值至7.5-7.8，对5000L的种子罐进行温度121--124℃，持续30min的实消灭菌处理，将二级种子接种至灭菌后的5000L种子罐内，控制配料体积为3000L，罐压0.08mpa，风量80-100m³/hr，转速80-100r/min，温度32-40℃，在有氧环境下培养20-24h，并且投入种子培养基，形成三级种子；
4)转发酵罐：准备60m3发酵罐，调节60m3发酵罐实消灭菌后的PH值至7.5-7.8，对的发酵罐进行温度121--124℃，持续30min的实消灭菌处理，将三级种子接种至灭菌后的60m3发酵罐内，控制配料体积为25 m3，罐压0.08mpa，风量700-1000m³/hr，转速80-100r/min，温度32-40℃，并且投入发酵培养基，发酵时间23-25h，得初成品；
5)干燥处理：将初成品进行喷雾干燥，喷雾干燥完成后进行检查计数，得完成品；
其中，所述的种子培养基和发酵培养基的原料相同，所述的种子培养基和发酵培养基的原料为：豆粕粉、蔗糖、酵母浸膏、磷酸氢二钾、硫酸镁和碳酸钙。
2.根据权利要求1所述的高产胶质芽孢杆菌工业生产发酵工艺，其特征在于，所述的种子培养基和发酵培养基的原料用量比例相同，其中，豆粕粉0.1-0.3%，蔗糖0.5-0.8%，酵母浸膏0.03-0.08%，磷酸氢二钾0.5% ，硫酸镁0.02%，碳酸钙0.1%。
3.根据权利要求2所述的高产胶质芽孢杆菌工业生产发酵工艺，其特征在于，所述的5000 L种子罐和60m3发酵罐之间设置有接种管，所述接种管使用前对其进行蒸汽灭菌，所述的蒸汽压力大于0.4Mpa，且消毒时间大于30min。
4.根据权利要求3所述的高产胶质芽孢杆菌工业生产发酵工艺，其特征在于，所述步骤5)中的完成品，需通过镜检芽孢数达到0.9Χ1010 -1.1Χ1010cfu/ml。
5.根据权利要求1所述的高产胶质芽孢杆菌工业生产发酵工艺，其特征在于，所述步骤3)和步骤4)中的配料体积为实消灭菌后的配料体积。
6.根据权利要求1所述的高产胶质芽孢杆菌工业生产发酵工艺，其特征在于，所述步骤4)中的初成品，通过镜检菌体90%以上形成芽孢后，即停止发酵罐。
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| CN103667159A (zh) * | 2013-12-30 | 2014-03-26 | 广东海纳川药业股份有限公司 | 一种用于芽孢杆菌的高密度培养方法及培养基 |
| CN104928202A (zh) * | 2014-03-21 | 2015-09-23 | 中国科学院沈阳应用生态研究所 | 一种芽孢杆菌的发酵培养方法 |
| CN105670976A (zh) * | 2016-03-18 | 2016-06-15 | 湖北中化东方肥料有限公司 | 一种解淀粉芽孢杆菌的发酵培养基及其应用 |
| CN109251879A (zh) * | 2018-11-22 | 2019-01-22 | 青岛中达农业科技有限公司 | 一种杰米拉类芽孢杆菌高密度发酵方法 |
-
2019
- 2019-08-21 CN CN201910773086.4A patent/CN112410237A/zh active Pending
Patent Citations (4)
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