CN1162537C - 姬松茸大规模液体深层发酵工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种姬松茸大规模液体深层发酵工艺，依次包括以下步骤：(1)将姬松茸斜面菌种接入装有摇瓶培养基的摇瓶中培养；(2)将步骤1中所得的菌种转接入摇瓶中再进行扩大培养；(3)将步骤2中所得的菌种依次转接入装有发酵培养基的一级种子罐、二级种子罐、三级种子罐中发酵；(4)将三级种子罐中的菌种转接到大型发酵罐中发酵，然后放罐将发酵液用板框压滤机压滤，得湿菌丝体。通过对姬松茸发酵工艺的步骤、参数和培养基配方的改进，成功地建立了姬松茸10吨罐及10吨罐以上发酵工艺，打破了以往姬松茸发酵只限于小试而不能工业化大规模生产的局限，所得的姬松茸菌丝干粉得率达0.80%～1.20%，每百克菌丝干粉的姬松茸多糖含量达到5～7克。
Description
本发明涉及一种姬松茸10吨罐及10吨罐以上大规模液体深层发酵工艺。
姬松茸(Agaricus blazei Murrill)是一种药用价值很高的名贵真菌，分类学上属担子菌亚门(Basidiomycotina)，层菌纲(Hymenomycetes)，伞菌目(Agaricales)，伞菌科(Agaricaceae)，伞菌属(Agaricus)。姬松茸(又名小松菇、巴西蘑菇，日本称为草地姬松茸)原产于巴西，秘鲁等地，主要分布于海岸地带草场及巴西东南部的皮也拿山地。姬松茸营养丰富，味道鲜美，有浓烈的杏仁香味，具有抗肿瘤、预防癌的效果，同时具有防低血糖、降低血压、胆固醇，改善动脉硬化等作用。姬松茸子实体含水份85-87％，每100克干菇中含粗蛋白40-45％，糖质38-45％，纤维质6-8％，粗灰分5-7％，粗脂肪3-4％，是含糖质和蛋白质非常丰富的食用菌。姬松茸菌丝体含有多达18种氨基酸，包括人体必需的八种氨基酸，氨基酸总量为21.37g/100g干样，其中八种氨基酸占氨基酸总量的39.7％。干菇含维生素B1、B2，还含有较多的麦角甾醇(0.1-0.2％)，经过光照或加热，这种维生素D原就会变成维生素D2。随着研究的深入姬松茸多糖显著的疗效也逐渐被人们所认识，多糖的功效，主要体现在以下几个方面：(1)抗肿瘤、提高免疫功能。(2)降血压、血脂。(3)健胃保肝。(4)除上述外，还具有抗衰老、抗感染、抗辐射、抗毒物损伤、抗水肿、抗晕、祛痰镇咳等方面的功效。
目前姬松茸生产的原料多靠人工栽培和野外采集获得，由于野生姬松茸在自然界中数量稀少，加上目前野生环境的破坏和人们对姬松茸的过度采集，野外采集的姬松茸来源越来越少，而人工栽培虽能提供一定数量的姬松茸，但具有周期长(一般三个月左右)、占地面积大、产量低、需要的劳动量大、病虫害多、受季节性限制(一般仅限于夏秋季栽培)，无法进行工业化大规模生产等缺点，因而不能满足市场上对姬松茸的需求。而深层培养方法具有周期较短、产量高且质量稳定，适合工业化生产等优点，可作为今后主要的生产方式。液体深层培养到一定规模时，各种参数的控制对整个发酵的质量起着相当重要的作用。如果将小试(摇瓶或小发酵罐)工艺直接套用到大规模发酵中往往会出现参数控制失调，进而导致发酵产量质量下降。因此到目前为止，尚未见到姬松茸大规模工业发酵技术方面的报道，仅有一些小试方面的研究。
本发明的目的提供了一种大规模的姬松茸液体深层发酵工艺，并且通过对工艺参数和培养基配方的优化，使产量质量都有明显提高，从而解决了已有技术存在的各种问题。
为实现上述目的，本发明姬松茸大规模液体深层发酵工艺依次包括以下步骤：
(1)将姬松茸斜面菌种接入装有摇瓶培养基的摇瓶中，25～28℃温度培养6～8天；
(2)将步骤1中所得的菌种转接入装有摇瓶培养基的摇瓶中再进行扩大培养，25～28℃温度培养5～6天；
(3)将步骤2中所得的菌种转接入一个装有发酵培养基的一级种子罐中，保持罐温25～28℃，罐压40～50kPa，搅拌速率120～140r/min，通气量1∶0.3～0.5，发酵72～96小时；
(4)将一级种子罐中的菌种转接到一个装有发酵培养基的二级种子罐中，保持罐温25～28℃，罐压50～60kPa，搅拌速率120～140r/min，通气量1∶0.4～0.6，发酵72～96小时；
(5)将二级种子罐中的菌种转接到一个装有发酵培养基的三级种子罐中，保持罐温25～28℃，罐压60～70kPa，搅拌速率120～140r/min，通气量1∶0.5～0.7，发酵85～110小时；
(6)将三级种子罐中的菌种转接到一个装有发酵培养基的大型发酵罐中，保持罐温25～28℃，罐压70～90kPa，搅拌速率120～140r/min，通气量为1∶0.7～0.8，发酵96～120小时，然后放罐将发酵液用板框压滤机压滤，得湿菌丝体，然后放入真空干燥机中50～60℃烘干至含水量低于8％。
本发明步骤1中摇瓶培养基与摇瓶的容积比为1∶5～1∶10；步骤2中摇瓶培养基与摇瓶的容积比为1∶2～1∶5。
本发明步骤3中一级种子罐的容积为150L～300L，在该一级种子罐中装有的发酵培养基相应为100L～250L；步骤4中二级、三级种子罐指的是1.5吨～5吨的发酵罐，在该二级、三级种子罐中装有的发酵培养基相应为1吨～4吨。
本发明步骤5中大型发酵罐指的是10吨～30吨发酵罐，在该发酵罐中装有的发酵培养基相应为7.5吨～24吨。
本发明中所述的摇瓶培养基的成份配比(重量体积比g/100ml)为：马铃薯15％～25％，葡萄糖1％～3％，硫酸镁0.08％～0.15％，磷酸二氢钾0.2～0.4％，维生素B1为10～20ppm，加水定容至所需体积，该摇瓶培养基的PH值为5.5～6.0。
本发明中所述的发酵培养基的成份及配比(重量体积比g/100ml)为：酵母粉0.5％～1.5％，(NH4)2SO4 0.5％～2％，玉米粉2％～3％，豆饼粉1％～2％，葡萄糖1.5％～2％，硫酸镁0.03％～0.05％，磷酸二氢钾0.1％～0.15％，维生素B1为10～20ppm，加水定容至所需体积，该发酵培养基的PH值为5.5～6.0。
本发明步骤5中放罐的标准为：发酵液变得较为粘稠，镜检有大量菌丝体，PH值降至3.5～3.8左右，取样离心称湿菌丝体重量，较4小时前无明显增加即可放罐。
本发明适用于各种姬松茸菌种10吨罐及10吨罐以上大规模液体深层发酵，解决了姬松茸尚不能大规模生产的局限，这对姬松茸工业化生产及其相关应用产业的发展具有重要的意义。本发明工艺发酵规模达到10吨及10吨以上，干粉得率达到1.0％～1.2％，大大提高了产量；每100克菌丝体干粉多糖含量达到6～8克，比香菇(5.75g/100g)、毛木耳(4.71g/100g)、灵芝(1.30g/100g)高。此外所得到姬松茸发酵菌丝体的氨基酸的总量为22.90％，必需氨基酸占氨基酸总量的43.69％，高于子实体中的相应含量；姬松茸发酵菌丝体的钙含量是子实体的50倍，镁元素的含量是子实体的7.3倍。另外发酵菌丝体中镉元素的含量远低于子实体，因为发酵生产的姬松茸菌丝体能避免栽培基质中有害元素的污染。从上述结果可以看出：通过本发明发酵生产的姬松茸菌丝体不仅在产量和生产潜力远远高于栽培方法生产姬松茸，而且在多糖、氨基酸和微量元素含量等方面不同程度优于栽培姬松茸菌，因此说明通过本发明发酵生产的姬松茸具有较栽培姬松茸更高的产量和更好的质量，完全可以成为今后生产姬松茸菌的主要方法。
下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1：将新鲜的斜面菌种接入十个装有100mL摇瓶培养基的500mL三角摇瓶中，26℃摇床培养8天。然后每两个500mL摇瓶种转接入装有1000mL摇瓶培养基的2000mL三角瓶中，26℃摇床培养5天。将5瓶2000ml摇瓶中的种转接入一个装有100L发酵培养基的总容积为150L的一级种子罐，保持罐温26℃，罐压40kPa，搅拌速率120r/min，通气量1∶0.35，发酵85小时。将种子罐菌种转接到一个装有1吨发酵培养基的1.5吨二级种子罐中，保持罐温26℃，罐压50kPa，搅拌速率130r/min，通气量1∶0.5，发酵90小时。将二级种子罐中菌种转接到一个装有10吨发酵培养基的15吨发酵罐中，保持罐温26℃，罐压70kPa，搅拌速率140r/min，通气量为1∶0.7，发酵110小时，然后放罐将发酵液用板框压滤机压滤，得湿菌丝体，然后放入真空干燥机中58℃烘干，干粉得率为1.14％，用苯酚-硫酸法测总多糖含量为6.16克/100克干粉。
本实施1中的摇瓶培养基的成份配比(重量体积比g/100ml)为：马铃薯20％，葡萄糖2％，硫酸镁0.1％，磷酸二氢钾0.3％，维生素B1为15ppm，按上述的重量体积比分别加水定容至100mL、1000mL，摇瓶培养基的PH值为5.5～6.0。
本实施1中的发酵培养基的成份及配比(重量体积比g/100m1)为：酵母粉1.5％，(NH4)2SO4 1.5％，玉米粉2％，豆饼粉2％，葡萄糖1.8％，硫酸镁0.03％，磷酸二氢钾0.15％，维生素B1为15ppm，按上述的重量体积比分别加水定容至100L、1吨、10吨，发酵培养基的PH值为5.5～6.0。
本实施1中放罐的标准为：发酵液变得较为粘稠，镜检有大量菌丝体，PH值降至3.5～3.8左右，取样离心称湿菌丝体重量，较4小时前无明显增加即可放罐。
实施例2：将新鲜的斜面菌种接入十个装有150mL摇瓶培养基的500mL三角摇瓶中，27℃摇床培养7天。然后每两个500mL摇瓶种转接入装有1000mL摇瓶培养基的3000mL三角瓶中，27℃摇床培养6天。将5瓶3000ml摇瓶中的种转接入一个装有100L发酵培养基的总容积为150L的一级种子罐，保持罐温27℃，罐压45kPa，搅拌速率130r/min，通气量1∶0.4，发酵72小时。将种子罐菌种转接到一个装有1吨发酵培养基的1.5吨二级种子罐中，保持罐温27℃，罐压50kPa，搅拌速率120r/min，通气量1∶0.5，发酵80小时。将二级种子罐中菌种转接到一个装有10吨发酵培养基的15吨发酵罐中，保持罐温27℃，罐压75kPa，搅拌速率130r/min，通气量为1∶0.7，发酵100小时，然后放罐将发酵液用板框压滤机压滤，得湿菌丝体，然后放入真空干燥机中55℃烘干，干粉得率为1.09％，用苯酚-硫酸法测总多糖含量为6.78克/100克干粉。
本实施2中的摇瓶培养基的成份配比(重量体积比g/100ml)为：马铃薯25％，葡萄糖3％，硫酸镁0.08％，磷酸二氢钾0.2％，维生素B1为20ppm，按上述的重量体积比分别加水定容至150mL、1000mL，摇瓶培养基的PH值为5.5～6.0。
本实施2中的发酵培养基的成份及配比(重量体积比g/100ml)为：酵母粉1％，(NH4)2SO4 2％，玉米粉3％，豆饼粉1％，葡萄糖2％，硫酸镁0.05％，磷酸二氢钾0.1％，维生素B1为20ppm，按上述的重量体积比分别加水定容至100L、1吨、10吨，发酵培养基的PH值为5.5～6.0。
本实施2中放罐的标准与实施1相同。
实施例3：将新鲜的斜面菌种接入十个装有100mL摇瓶培养基的500mL三角摇瓶中，28℃摇床培养6天。然后每两个500mL摇瓶种转接入装有1500mL摇瓶培养基的3000mL三角瓶中，28℃摇床培养5天。将5瓶3000ml摇瓶中的种转接入一个装有100L发酵培养基的总容积为150L的一级种子罐，保持罐温28℃，罐压40kPa，搅拌速率120r/min，通气量1∶0.35，发酵72小时。将种子罐菌种转接到一个装有1吨发酵培养基的1.5吨二级种子罐中，保持罐温28℃，罐压50kPa，搅拌速率120r/min，通气量1∶0.55，发酵72小时。将二级种子罐中菌种转接到一个装有10吨发酵培养基的15吨发酵罐中，保持罐温28℃，罐压80kPa，搅拌速率120r/min，通气量为1∶0.6，发酵96小时，然后放罐将发酵液用板框压滤机压滤，得湿菌丝体，然后放入真空干燥机中50℃烘干，干粉得率为0.92％，用苯酚-硫酸法测总多糖含量为5.60克/100克干粉。
本实施3中的摇瓶培养基的成份配比(重量体积比g/100ml)为：马铃薯15％，葡萄糖1％，硫酸镁0.15％，磷酸二氢钾0.4％，维生素B1为10ppm，按上述的重量体积比分别加水定容至100mL、1500mL，摇瓶培养基的PH值为5.5～6.0。
本实施3中的发酵培养基的成份及配比(重量体积比g/100ml)为：酵母粉0.5％，(NH4)2SO40.5％，玉米粉2％，豆饼粉1.5％，葡萄糖1.5％，硫酸镁0.04％，磷酸二氢钾0.1％，维生素B1为10ppm，按上述的重量体积比分别加水定容至100L、1吨、10吨，发酵培养基的PH值为5.5～6.0。
本实施3中放罐的标准与实施1相同。
实施例4：将新鲜的斜面菌种接入十六个装有80mL摇瓶培养基500mL三角摇瓶中，25℃摇床培养8天。然后每两个500mL摇瓶种转接入装有1000mL摇瓶培养基的3000mL三角瓶中，25℃摇床培养6天。将8瓶3000ml摇瓶中的种转接入一个装有150L发酵培养基的总容积为300L的一级种子罐，保持罐温25℃，罐压50kPa，搅拌速率120r/min，通气量1∶0.5，发酵96小时。将种子罐菌种转接到一个装有1吨发酵培养基的1.5吨二级种子罐中，保持罐温25℃，罐压60kPa，搅拌速率120r/min，通气量1∶0.55，发酵72小时。将二级种子罐中菌种转接到一个装有3.5吨发酵培养基的5吨三级种子发酵罐中，保持罐温25℃，罐压65kPa，搅拌速率130r/min，通气量为1∶0.6，发酵100小时。将三级种子罐中菌种转接到一个装有22.5吨发酵培养基的30吨发酵罐中，保持罐温25℃，罐压85kPa，搅拌速率140r/min，通气量为1∶0.8，发酵120小时，然后放罐将发酵液用板框压滤机压滤，得湿菌丝体，然后放入真空干燥机中55℃烘干，干粉得率为0.81％，用苯酚-硫酸法测总多糖含量为5.02克/100克干粉。
本实施4中的摇瓶培养基的成份配比(重量体积比g/100ml)为：马铃薯19％，葡萄糖1.5％，硫酸镁0.1％，磷酸二氢钾0.2％，维生素B1为15ppm，按上述的重量体积比分别加水定容至80mL、1000mL，摇瓶培养基的PH值为5.5～6.0。
本实施4中的发酵培养基的成份及配比(重量体积比g/100ml)为：酵母粉0.9％，(NH4)2SO41.5％，玉米粉2.5％，豆饼粉1％，葡萄糖2％，硫酸镁0.03％，磷酸二氢钾0.12％，维生素B1为15ppm，按上述的重量体积比分别加水定容至150L、1吨、3.5吨、22.5吨，发酵培养基的PH值为5.5～6.0。
本实施4中放罐的标准与实施1相同。
实施例5：将新鲜的斜面菌种接入十八个装有70mL摇瓶培养基的500mL三角摇瓶中，26℃摇床培养8天。然后每两个500mL摇瓶种转接入装有1500mL摇瓶培养基的4000mL三角瓶中，26℃摇床培养6天。将9瓶4000ml摇瓶中的种转接入一个装有200L发酵培养基的总容积为300L的一级种子罐，保持罐温26℃，罐压40kPa，搅拌速率120r/min，通气量1∶0.4，发酵96小时。将种子罐菌种转接到一个装有1吨发酵培养基的1.5吨二级种子罐中，保持罐温26℃，罐压60kPa，搅拌速率130r/min，通气量1∶0.4，发酵80小时。将二级种子罐中的菌种转接到一个装有4吨发酵培养基的5吨三级种子罐中，保持罐温26℃，罐压70kPa，搅拌速率130r/min，通气量为1∶0.6，发酵100小时。将三级种子罐中菌种转接到一个装有24吨发酵培养基的30吨发酵罐中，保持罐温26℃，罐压90kPa，搅拌速率140r/min，通气量为1∶0.75，发酵112小时，然后放罐将发酵液用板框压滤机压滤，得湿菌丝体，然后放入真空干燥机中60℃烘干，干粉得率为0.87％，用苯酚-硫酸法测总多糖含量为6.17克/100克干粉。
本实施5中的摇瓶培养基的成份配比(重量体积比g/100ml)为：马铃薯22％，葡萄糖2.5％，硫酸镁0.1％，磷酸二氢钾0.3％，维生素B1为18ppm，按上述的重量体积比分别加水定容至70mL、1500mL，摇瓶培养基的PH值为5.5～6.0。
本实施5中的发酵培养基的成份及配比(重量体积比g/100ml)为：酵母粉1.2％，(NH4)2SO4 2％，玉米粉2.5％，豆饼粉1.5％，葡萄糖1.5％，硫酸镁0.04％，磷酸二氢钾0.15％，维生素B1为20ppm，按上述的重量体积比分别加水定容至200L、1吨、4吨、24吨，发酵培养基的PH值为5.5～6.0。
本实施5中放罐的标准与实施1相同。
Claims (7)
1、一种姬松茸大规模液体深层发酵工艺，依次包括以下步骤：
(1)将姬松茸斜面菌种接入装有摇瓶培养基的摇瓶中，25～28℃温度培养6～8天；
(2)将步骤1中所得的菌种转接入装有摇瓶培养基的摇瓶中再进行扩大培养，25～28℃温度培养5～6天；
(3)将步骤2中所得的菌种转接入一个装有发酵培养基的一级种子罐中，保持罐温25～28℃，罐压40～50kPa，搅拌速率120～140r/min，通气量1∶0.3～0.5，发酵72～96小时；
(4)将一级种子罐中的菌种转接到一个装有发酵培养基的二级种子罐中，保持罐温25～28℃，罐压50～60kPa，搅拌速率120～140r/min，通气量1∶0.4～0.6，发酵72～96小时；
(5)将二级种子罐中的菌种转接到一个装有发酵培养基的三级种子罐中，保持罐温25～28℃，罐压60～70kPa，搅拌速率120～140r/min，通气量1∶0.5～0.7，发酵85～110小时；
(6)将三级种子罐中的菌种转接到一个装有发酵培养基的大型发酵罐中，保持罐温25～28℃，罐压70～90kPa，搅拌速率120～140r/min，通气量为1∶0.6～0.8，发酵96～120小时，然后放罐将发酵液用板框压滤机压滤，得湿菌丝体，然后放入真空干燥机中50～60℃烘干至含水量低于8％。
2、根据权利要求1所述的姬松茸大规模液体深层发酵工艺，其中步骤1中摇瓶培养基与摇瓶的容积比为1∶5～1∶10；步骤2中摇瓶培养基与摇瓶的容积比为1∶2～1∶5。
3、根据权利要求1所述的姬松茸大规模液体深层发酵工艺，其中步骤3中一级种子罐的容积为150L～300L，在该一级种子罐中装有的发酵培养基相应为100L～250L；步骤4中二级、三级种子罐指的是1.5吨～5吨的发酵罐，在该二级、三级种子罐中装有的发酵培养基相应为1吨～4吨。
4、根据权利要求1所述的姬松茸大规模液体深层发酵工艺，其中步骤5中大型发酵罐指的是10吨～30吨发酵罐，在该发酵罐中装有的发酵培养基相应为7.5吨～24吨。
5、根据权利要求1或2所述的姬松茸大规模液体深层发酵工艺，其中所述的摇瓶培养基的成份及其重量体积比(g/100ml)为：马铃薯15％～25％，葡萄糖1％～3％，硫酸镁0.08％～0.15％，磷酸二氢钾0.2～0.4％，维生素B1为10～20ppm，加水定容至所需体积，该摇瓶培养基的PH值为5.5～6.0。
6、根据权利要求1、3或4所述的姬松茸大规模液体深层发酵工艺，其中所述的发酵培养基的成份及其重量体积比(g/100ml)为：酵母粉0.5％～1.5％，(NH4)2SO4 0.5％～2％，玉米粉2％～3％，豆饼粉1％～2％，葡萄糖1.5％～2％，硫酸镁0.03％～0.05％，磷酸二氢钾0.1％～0.15％，维生素B1为10～20ppm，加水定容至所需体积，该发酵培养基的PH值为5.5～6.0。
7、根据权利要求1所述的姬松茸大规模液体深层发酵工艺，其中步骤6中放罐的标准为：发酵液变得较为粘稠，镜检有大量菌丝体，PH值降至3.5～3.8左右，取样离心称湿菌丝体重量，较4小时前无明显增加即可放罐。
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