CN1188801A - 灵芝10吨罐发酵工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种灵芝大规模液体深层发酵工艺,通过对灵芝发酵工艺的步骤、参数和培养基配方等的综合改进,成功建立了灵芝10吨罐发酵工艺,打破了以往灵芝发酵只限于5吨以下小规模的局限,并解决了灵芝大规模发酵产率低、质量差的问题。本发明工艺的灵芝菌丝干粉得率达到2.6—3.3%,每百克菌丝干粉的灵芝多糖含量达到6—8g。
Description
本发明涉及一种灵芝大规模(10吨罐)液体深层发酵工艺。
灵芝是一种具有很高经济价值的真菌，自古以来就是滋补、强身、防病、治病的珍品。现代医学证明，灵芝的主要有效成分灵芝多糖具有增强机体免疫力和抗病能力的作用，特别是对肝炎、肿瘤等高难病症具有独特的疗效。因此，人们越来越重视对灵芝应用的开发研究。近年来，对灵芝的应用已不限于药用，还用于制造各种功能性保健食品。但是，灵芝的野生资源很少，难以满足需要，工业生产上所需的灵芝主要是通过人工栽培和菌丝体发酵获得。人工栽培占地大、周期长、成本高；菌丝体发酵具有占地少、周期短、适于工业化生产等优点。但到目前为止对灵芝工业化发酵的研究还不多，仅有一些小规模的发酵技术，而缺乏对大规模发酵技术的研究。特别是当发酵增加到一定规模时，各种参数的控制对整个发酵的质量甚至成败起着相当重要的作用；不同规模的发酵，所需的综合控制参数不同，如果将小规模发酵工艺直接套用于大规模发酵上，往往会出现参数控制失调，导致大量菌丝衰老或自溶，使菌丝体产量很低，而且质量差，达不到工业化生产的要求。正是由于上述原因，造成已有的灵芝发酵生产都局限于较小的规模(5吨以下)，这难以满足市场上对灵芝日益增长的需求。
本发明的目的是通过对灵芝发酵工艺的研究和改进，提供一种较大规模(10吨罐)的灵芝液体深层发酵工艺，使灵芝菌丝体的产量、产率和质量都得到明显提高，从而解决已有技术所存在的上述问题。
本发明中所说的10吨罐，是按发酵行业惯例，指发酵罐中所装发酵液的量，而不是指发酵罐的总容量。
本发明的灵芝10吨罐发酵工艺包括以下步骤：
(1).将灵芝斜面菌种分别接入10个装有100ml摇瓶培养基的500ml摇瓶中，25-28℃培养84-108小时；
(2).将每两瓶500ml摇瓶中的菌种转接入一个装有1000ml摇瓶培养基的5000ml摇瓶中，25-28℃培养36-60小时。
(3).将5瓶5000ml摇瓶中的菌种转接入一个装有50L发酵培养基的100L种子罐中，调pH至5.5-6.0，保持罐温25-28℃，罐压20-40kPa，搅拌速率110-140r/min，通气量1∶0.3-0.5[注：发酵工业中常用发酵液与所通无菌空气的体积比来表示通气量(即溶氧量)]，发酵36-48小时；
(4).将种子罐菌种转接到一个装有1吨发酵培养基的3吨发酵罐中，调pH至5.5-6.0，保持罐温25-28℃，罐压40-60kPa，搅拌速率110-130r/min，通气量1∶0.2-0.4，发酵40-48小时；
(5)将3吨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，调pH至5.5-6.0，保持罐温25-28℃，罐压10-30kPa，搅拌速率150-180r/min，通气量1∶0.5-0.8，发酵96-120小时，然后放罐，将发酵液压滤，得湿菌丝体。将湿菌丝体烘干粉碎即成为菌丝干粉。
通常放罐的标准为：当发酵液变得非常粘稠，镜检有大量菌丝体，且多数菌丝体开始衰老，少数菌丝体发生自溶，即应放罐。
本发明发酵工艺中所用的摇瓶培养基的成分及其配比(重量百分比)为：马铃薯20，葡萄糖2，硫酸镁0.02，磷酸二氢钾0.1，维生素B1 0.005，其余为水。
所用的发酵培养基的成分及其配比(重量百分比)为：玉米粉3-5，豆饼粉1-2，葡萄糖2-5，硫酸镁0.02-0.04，磷酸二氢钾0.1-0.3，维生素B1 0.001-0.005，其余为水。
本发明的发酵工艺适用于已有的各种灵芝菌种。
本发明通过对灵芝发酵工艺的综合改进，成功地建立了10吨罐大规模灵芝液体深层发酵工艺，解决了以往大规模灵芝发酵产率低、质量差的问题，从而打破了以往灵芝发酵只限于小规模(5吨以下)的局限，这对于推动灵芝发酵及灵芝应用于产业的发展具有重要的意义。本发明工艺一次发酵规模即达到10吨，大大提高了灵芝发酵的单位时间产量，同时，产率(单位培养基的菌丝产量)和菌丝质量均得到明显提高，达到了2.6-3.3％的菌丝干粉得率，菌丝干粉的灵芝多糖含量达到每百克菌丝干粉6-8g，均比以往技术有显著提高。
以下通过实施例对本发明作进一步说明。
实施例1：将新鲜的斜面菌种接入十个500ml(盛有摇瓶培养基100ml)三角瓶中，27℃下在摇床上培养96小时。然后把每两个500ml摇瓶菌种倒入一个5000ml(盛有1000ml摇瓶培养基)的三角瓶中，共得到5瓶5000ml摇瓶种，将5瓶摇瓶种于25℃下在摇床上培养48小时。然后将5瓶摇瓶种转接入一个100L(盛有50L发酵培养基)的种子罐中，调pH至6.0，保持罐温在26℃，罐压为20kPa，搅拌速率为130转/分，通气量为1∶0.4，发酵48小时后，转接到一个三吨发酵罐(盛有1吨发酵培养基)中，调pH至6.0，保持罐温为28℃，罐压为40kPa，搅拌速率为140转/分，通气量为1∶0.4，发酵48小时后，转接到一个十五吨罐(盛有10吨发酵培养基)中，调pH至6.0，保持罐温为27℃，罐压为30kPa，搅拌速率为150转/分，通气量为1∶0.55，发酵100小时后，发酵液变得非常粘稠，镜检，发现发酵液中有大量灵芝菌丝体，且多数菌丝开始衰老，少量菌丝发生自溶。立即放罐，压滤，得到湿菌丝体。湿菌丝体烘干后粉碎，得到菌丝干粉，其得率为2.8％。取少量菌丝干粉样品，按照苯酚一蒽酮法测得干粉中灵芝多糖的含量为8.08g/100g灵芝干粉。
实施例2：将新鲜的斜面菌种接入十个500ml(盛有摇瓶培养基100ml)三角瓶中，26℃下在摇床上培养90小时。然后把每两个500ml摇瓶菌种倒入一个5000ml(盛有1000ml摇瓶培养基)的三角瓶中，共得到5瓶5000ml摇瓶种，将5瓶摇瓶种于28℃下在摇床上培养48小时。然后将5瓶摇瓶种转接入一个100L(盛有50L发酵培养基)的种子罐中，调pH至5.8，保持罐温在28℃，罐压为30kPa，搅拌速率为130转/分，通气量为1∶0.4，发酵45小时后，转接到一个三吨发酵罐(盛有1吨发酵培养基)中，调pH至5.8，保持罐温为27℃，罐压为40kPa，搅拌速率为120转/分，通气量为1∶0.3，发酵40小时后，转接到一个十五吨罐(盛有10吨发酵培养基)中，调pH至5.8，保持罐温为28℃，罐压为20kPa，搅拌速率为150转/分，通气量为1∶0.6，发酵120小时后，发酵液变得非常粘稠，镜检，发现发酵液中有大量灵芝菌丝体，且多数菌丝开始衰老，少量菌丝发生自溶。立即放罐，压滤，得到湿菌丝体。湿菌丝体烘干后粉碎，得到菌丝干粉，其得率为3.09％。取少量菌丝干粉样品，按照苯酚-蒽酮法测得干粉中灵芝多糖的含量为7.62g/100g灵芝干粉。
实施例3：将新鲜的斜面菌种接入十个500ml(盛有摇瓶培养基100ml)三角瓶中，28℃下在摇床上培养92小时。然后把每两个500ml摇瓶菌种倒入一个5000ml(盛有1000ml摇瓶培养基)的三角瓶中，共得到5瓶5000ml摇瓶种，将5瓶摇瓶种于27℃下在摇床上培养45小时。然后将5瓶摇瓶种转接入一个100L(盛有50L发酵培养基)的种子罐中，调pH至5.5，保持罐温在27℃，罐压为20kPa，搅拌速率为110转/分，通气量为1∶0.3，发酵48小时后，转接到一个三吨发酵罐(盛有1吨发酵培养基)中，调pH至5.5，保持罐温为28℃，罐压为60kPa，搅拌速率为130转/分，通气量为1∶0.3，发酵48小时后，转接到一个十五吨罐(盛有10吨发酵培养基)中，调pH至5.5，保持罐温为28℃，罐压为30kPa，搅拌速率为170转/分，通气量为1∶0.55，发酵120小时后，发酵液变得非常粘稠，镜检，发现发酵液中有大量灵芝菌丝体，且多数菌丝开始衰老，少量菌丝发生自溶。立即放罐，压滤，得到湿菌丝体。湿菌丝体烘干后粉碎，得到菌丝干粉，其得率为2.98％。取少量菌丝干粉样品，按照苯酚-蒽酮法测得干粉中灵芝多糖的含量为7.8g/100g灵芝干粉。
实施例4：，将新鲜的斜面菌种接入十个500ml(盛有摇瓶培养基100ml)三角瓶中，27℃下在摇床上培养96小时。然后把每两个500ml摇瓶菌种倒入一个5000ml(盛有1000ml摇瓶培养基)的三角瓶中，共得到5瓶5000ml摇瓶种，将5瓶摇瓶种于27℃下在摇床上培养48小时。然后将5瓶摇瓶种转接入一个100L(盛有50L发酵培养基)的种子罐中，调pH至6.0，保持罐温在28℃，罐压为40kPa，搅拌速率为120转/分，通气量为1∶0.4，发酵45小时后，转接到一个三吨发酵罐(盛有1吨发酵培养基)中，调pH至6.0，保持罐温为26℃，罐压为60kPa，搅拌速率为120转/分，通气量为1∶0.25，发酵45小时后，转接到一个十五吨罐(盛有10吨发酵培养基)中，调pH至6.0，保持罐温为27℃，罐压为15kPa，搅拌速率为155转/分，通气量为1∶0.65，发酵120小时后，发酵液变得非常粘稠，镜检，发现发酵液中有大量灵芝菌丝体，且多数菌丝开始衰老，少量菌丝发生自溶。立即放罐，压滤，得到湿菌丝体。湿菌丝体烘干后粉碎，得到菌丝干粉，其得率为3.21％。取少量菌丝干粉样品，按照苯酚-蒽酮法测得干粉中灵芝多糖的含量为6.8g/100g灵芝干粉。
实施例5：将新鲜的斜面菌种接入十个500ml(盛有摇瓶培养基100ml)三角瓶中，27℃下在摇床上培养100小时。然后把每两个500ml摇瓶菌种倒入一个5000ml(盛有1000ml摇瓶培养基)的三角瓶中，共得到5瓶5000ml摇瓶种，将5瓶摇瓶种于26℃下在摇床上培养50小时。然后将5瓶摇瓶种转接入一个100L(盛有50L发酵培养基)的种子罐中，调pH至5.8，保持罐温在27℃，罐压为25kPa，搅拌速率为110转/分，通气量为1∶0.35，发酵48小时后，转接到一个三吨发酵罐(盛有1吨发酵培养基)中，调pH至5.8，保持罐温为27℃，罐压为45kPa，搅拌速率为110转/分，通气量为1∶0.2，发酵42小时后，转接到一个十五吨罐(盛有10吨发酵培养基)中，调pH至5.8，保持罐温为28℃，罐压为25kPa，搅拌速率为160转/分，通气量为1∶0.7，发酵105小时后，发酵液变得非常粘稠，镜检，发现发酵液中有大量灵芝菌丝体，且多数菌丝开始衰老，少量菌丝发生自溶。立即放罐，压滤，得到湿菌丝体。湿菌丝体烘干后粉碎，得到菌丝干粉，其得率为3.0％。取少量菌丝干粉样品，按照苯酚-蒽酮法测得干粉中灵芝多糖的含量为7.2g/100g灵芝干粉。
Claims (3)
1.一种灵芝10吨罐发酵工艺，其特征是包括以下步骤：
(1).将灵芝斜面菌种分别接入10个装有100ml摇瓶培养基的500ml摇瓶中，25-28℃培养84-108小时；
(2)将每两瓶500ml摇瓶中的菌种转接入一个装有1000ml摇瓶培养基的5000ml摇瓶中，25-28℃培养36-60小时；
(3)将5瓶5000ml摇瓶中的菌种转接入一个装有50L发酵培养基的100L种子罐中，调pH至55-60，保持罐温25-28℃，罐压20-40kPa，搅拌速率110-140r/min，通气量1∶0.3-0.5，发酵36-48小时；
(4).将种子罐菌种转接到一个装有1吨发酵培养基的3吨发酵罐中，调pH至5.5-6.0，保持罐温25-28℃，罐压40-60kPa，搅拌速率110-130r/min，通气量1∶0.2-0.4，发酵40-48小时；
(5)将3吨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，调pH至5.5-6.0，保持罐温25-28℃，罐压10-30kPa，搅拌速率150-180r/min，通气量1∶0.5-0.8，发酵96-120小时，然后放罐，将发酵液压滤，得湿菌丝体。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征是所用的摇瓶培养基的成份及其配比按重量百分比为：马铃薯20，葡萄糖2，硫酸镁0.02，磷酸二氢钾0.1，维生素B1 0.005，其余为水。
3按照权利要求1或2所述的方法，其特征是所用的发酵培养基的成份及其配比按重量百分比为：玉米粉3-5，豆饼粉1-2，葡萄糖2-5，硫酸镁0.02-0.04，磷酸二氢钾0.1-0.3，维生素B1 0.001-0.005，其余为水。
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