一種高密度培養(yǎng)芽孢桿菌的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)生物技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用豆制品加工中產(chǎn)生的副產(chǎn)物黃漿水來高密度培養(yǎng)芽孢桿菌的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]芽孢桿菌是一類產(chǎn)芽孢的革蘭氏陽性細(xì)菌，在其生長過程中可產(chǎn)生枯草菌素、多粘菌素、短桿菌肽等活性物質(zhì)，對腸道或植物致病菌具有明顯的抑制作用，通過降低腸道環(huán)境中游離氧、促進(jìn)乳酸菌等益生微生物的生長、腸道免疫調(diào)節(jié)等發(fā)揮益生作用。目前芽孢桿菌屬中的枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、凝結(jié)芽孢桿菌等菌種被廣泛應(yīng)用在農(nóng)業(yè)植保、畜牧飼養(yǎng)業(yè)、環(huán)保三廢處理等領(lǐng)域。目前已有大量的研究報(bào)道了高密度培養(yǎng)芽孢桿菌的方法，其中《一種高密度培養(yǎng)高活菌數(shù)枯草芽孢桿菌的方法》(CN20121054413.X)可到達(dá)108cfu/mL以上，《一種高密度培養(yǎng)枯草芽孢桿菌的方法》(CN201210056296.X)、《一種高密度培養(yǎng)多粘類芽孢桿菌的方法》(CN201210056279.6)是以可溶性淀粉為碳源，蛋白胨為氮源，培養(yǎng)后的枯草芽孢桿菌和多粘類芽孢桿菌數(shù)量分別可達(dá)到19 cfu/mL以上，而這些高密度培養(yǎng)方法都是以水作為溶劑，添加一定量的碳源、氮源和無機(jī)鹽組成，經(jīng)過振蕩培養(yǎng)而收獲菌體。
[0003]黃漿水是傳統(tǒng)豆制品(豆腐、豆腐干、腐乳、豆腐皮)等生產(chǎn)過程中壓濾成型后排出的廢水，又稱乳清廢水。我國大豆制品的年消費(fèi)量接近1000萬噸，而在大豆制品加工過程中產(chǎn)生的黃漿水，總量大約為豆重的5.5?7倍。黃漿水含有大量的大豆低聚糖、蛋白質(zhì)和其他生長因子，豆制品加工過程中黃漿水的隨意排放，不但造成了能源的大量浪費(fèi)，同時還污染了環(huán)境。利用黃漿水作為培養(yǎng)基原料來培養(yǎng)微生物或生產(chǎn)活性物質(zhì)不僅有效降低了了生產(chǎn)的成本，同時還可以起到變廢為寶的目的，提高黃漿水的工業(yè)附加值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在解決豆制品加工過程產(chǎn)生的黃漿水的利用問題，利用液態(tài)發(fā)酵來培養(yǎng)芽孢桿菌，在大量獲取芽孢桿菌生物量的同時，降低微生物培養(yǎng)原料的成本，為此提供一種利用黃漿水來進(jìn)行高密度培養(yǎng)芽孢桿菌的方法。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為:
所述高密度培養(yǎng)芽孢桿菌的方法包括如下步驟:
(1)將保存的芽孢桿菌接種至活化培養(yǎng)基中，于30?42°C，轉(zhuǎn)速100?250rpm的條件下培養(yǎng)20?24 h，得活化后的芽孢桿菌；所述活化培養(yǎng)基由以下重量百分比的組分組成:可溶性淀粉0.5?1.5%、多價胨O?1.0%、氯化鈉O?0.5%、磷酸二氫鉀O?0.3%、磷酸氫二鉀O?0.3%，其余為黃漿水；
(2)將活化后的芽孢桿菌按I?5%接種量接種至發(fā)酵培養(yǎng)基，于30?42°C，轉(zhuǎn)速100?250 rpm的條件下培養(yǎng)20?36 h ;所述發(fā)酵培養(yǎng)基由以下重量百分比的組分組成:可溶性淀粉0.5?1.5%、多價胨或牛肉膏O?1.0%、氯化鈉O?0.5%、磷酸二氫鉀O?0.3%、磷酸氫二鉀O?0.3%，硫酸鎂0.05?0.15%、碳酸鈣0.005?0.015%，硫酸錳0.05?0.15%，其余為黃漿水。
[0006]其中，所述芽孢桿菌為枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、凝結(jié)芽孢桿菌或淀粉液化芽孢桿菌。
[0007]優(yōu)選地，所述活化培養(yǎng)基和發(fā)酵培養(yǎng)基中的黃漿水是將新鮮黃漿水離心后的上清液。
[0008]優(yōu)選地,所述離心時的轉(zhuǎn)速為5000 rpm ο
[0009]優(yōu)選地，所述發(fā)酵培養(yǎng)基的pH值為6.0?8.0。
[0010]本發(fā)明方法培養(yǎng)的芽孢桿菌的細(xì)胞生物量達(dá)到1ltl個/mL以上，比目前普遍的培養(yǎng)結(jié)果至少高出10倍以上。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為:
(1)芽孢桿菌的發(fā)酵生產(chǎn)多以豆柏為生產(chǎn)原料，生產(chǎn)成本高，而對黃漿水的利用比較滯后，本發(fā)明將黃漿水作為一種新的原料來生產(chǎn)芽孢桿菌，可大幅降低芽孢桿菌的高密度培養(yǎng)成本；
(2)利用本方法培養(yǎng)的芽孢桿菌，活菌數(shù)可達(dá)到101(lCfU/mL以上，提高了原料利用效率；
(3)解決了豆制品加工過程中黃漿水的利用問題，提高了豆制品加工業(yè)的工業(yè)附加值。
【具體實(shí)施方式】
[0012]實(shí)施例1
(I)活化培養(yǎng):將斜面中保存的芽孢桿菌接種至活化培養(yǎng)基中進(jìn)行活化。活化培養(yǎng)基組成如下(按重量百分比):可溶性淀粉0.5?1.5%、多價胨O?1.0%、氯化鈉O?0.5%、磷酸二氫鉀O?0.3%、磷酸氫二鉀O?0.3%，黃漿水作為余量，攪拌均勻，加熱。待上述各組分溶解后，用I mol/L NaOH或HCl調(diào)節(jié)pH值至6.0?8.0，補(bǔ)充黃漿水至1000 mL。黃漿水的制備:將新鮮黃漿水進(jìn)行離心，取上清液作為液體培養(yǎng)基原料。將配制好的培養(yǎng)基分裝至250 mL的三角瓶中，每瓶裝量為50 mL，用透氣封口膜封口，121°C高壓蒸汽滅菌30 min?；罨囵B(yǎng)條件為:30?42°C，轉(zhuǎn)速100?250 rpm，振蕩培養(yǎng)20?24 h。
[0013](2)發(fā)酵培養(yǎng):將活化后的芽孢桿菌菌液按照I?5%接種量(v/v)接種至發(fā)酵培養(yǎng)基中。所述發(fā)酵培養(yǎng)基由以下原料組成(重量百分比):可溶性淀粉0.5?1.5%、多價胨O?1.0%、氯化鈉O?0.5%、磷酸二氫鉀O?0.3%、磷酸氫二鉀O?0.3%，硫酸鎂0.05?0.15%、碳酸鈣0.005?0.015%，硫酸錳0.05?0.15%，黃漿水作為余量，調(diào)整pH值為6.0?8.0。發(fā)酵培養(yǎng)條件為:培養(yǎng)溫度30?42°C，轉(zhuǎn)速100?250 rpm，接種量為I?5%(v/v)，振蕩培養(yǎng)20?36 h。
[0014]上述方法培養(yǎng)的芽孢桿菌的細(xì)胞生物量達(dá)到1ltl個/mL以上。
[0015]實(shí)施例2
(I)活化培養(yǎng):將斜面中保存的芽孢桿菌接種至活化培養(yǎng)基中進(jìn)行活化?；罨囵B(yǎng)基組成如下(按重量百分比):可溶性淀粉0.5?1.5%、多價胨O?1.0%、氯化鈉O?0.5%、磷酸二氫鉀O?0.3%、磷酸氫二鉀O?0.3%，黃漿水作為余量，攪拌均勻，加熱。待上述各組分溶解后，用I mol/L NaOH或HCl調(diào)節(jié)pH值至6.0?8.0，補(bǔ)充黃漿水至1000 mL。黃漿水的制備:將新鮮黃漿水進(jìn)行離心，取上清液作為液體培養(yǎng)基原料。將配制好的培養(yǎng)基分裝至250 mL的三角瓶中，每瓶裝量為50 mL，用透氣封口膜封口，121°C高壓蒸汽滅菌30 min。活化培養(yǎng)條件為:30?42°C，轉(zhuǎn)速100?250 rpm，振蕩培養(yǎng)20?24 h。
[0016](2)發(fā)酵培養(yǎng):將活化后的芽孢桿菌菌液按照I?5%接種量(v/v)接種至發(fā)酵培養(yǎng)基中。所述發(fā)酵培養(yǎng)基由以下原料組成(重量百分比):稱取玉米淀粉0.5?1.5%，牛肉膏O?1.0%，氯化鈉O?0.5%、磷酸二氫鉀O?0.3%、磷酸氫二鉀O?0.3%，硫酸鎂0.05?0.15%、碳酸鈣0.005?0.015%，硫酸錳0.05?0.15%，再加入黃漿水，攪拌均勻，加熱。待上述各組分溶解后，用I mol/L NaOH或HCl調(diào)節(jié)pH值至6.0?8.0，補(bǔ)充黃漿水至1000 mL。黃漿水的制備:將新鮮黃漿水進(jìn)行離心，取上清液作為液體培養(yǎng)基原料。將配制好的培養(yǎng)基分裝至250 mL的三角瓶中，每瓶裝量為50 mL，用透氣封口膜封口，121°C高壓蒸汽滅菌30min。發(fā)酵培養(yǎng)條件為:培養(yǎng)溫度30?42°C，轉(zhuǎn)速100?250 rpm，接種量為I?10%(v/v)，振蕩培養(yǎng)20?36 h。
[0017]上述方法培養(yǎng)的芽孢桿菌的細(xì)胞生物量達(dá)到1ltl個/mL以上。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高密度培養(yǎng)芽孢桿菌的方法，其特征在于:所述方法包括如下步驟: 將保存的芽孢桿菌接種至活化培養(yǎng)基中，于30?42°C，轉(zhuǎn)速100?250 rpm的條件下培養(yǎng)20?24 h，得活化后的芽孢桿菌；所述活化培養(yǎng)基由以下重量百分比的組分組成:可溶性淀粉0.5?1.5%、多價胨O?1.0%、氯化鈉O?0.5%、磷酸二氫鉀O?0.3%、磷酸氫二鉀O?0.3%，其余為黃漿水； 將活化后的芽孢桿菌按I?5%接種量接種至發(fā)酵培養(yǎng)基，于30?42°C，轉(zhuǎn)速100?250 rpm的條件下培養(yǎng)20?36 h ;所述發(fā)酵培養(yǎng)基由以下重量百分比的組分組成:可溶性淀粉0.5?1.5%、多價胨或牛肉膏O?1.0%、氯化鈉O?0.5%、磷酸二氫鉀O?0.3%、磷酸氫二鉀O?0.3%，硫酸鎂0.05?0.15%、碳酸鈣0.005?0.015%，硫酸錳0.05?0.15%，其余為黃漿水。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述芽孢桿菌為枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、凝結(jié)芽孢桿菌或淀粉液化芽孢桿菌。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述活化培養(yǎng)基和發(fā)酵培養(yǎng)基中的黃漿水是將新鮮黃漿水離心后的上清液。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述離心時的轉(zhuǎn)速為5000?8000rpm。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述發(fā)酵培養(yǎng)基的pH值為6.0?8.0。
6.一種芽孢桿菌發(fā)酵培養(yǎng)基，其特征在于，所述發(fā)酵培養(yǎng)基由以下重量百分比的組分組成:可溶性淀粉0.5?1.5%、多價胨或牛肉膏O?1.0%、氯化鈉O?0.5%、磷酸二氫鉀O?0.3%、磷酸氫二鉀O?0.3%，硫酸鎂0.05?0.15%、碳酸鈣0.005?0.015%，硫酸錳0.05?0.15%，其余為黃漿水。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述發(fā)酵培養(yǎng)基中的黃漿水是將新鮮黃漿水離心后的上清液。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述離心時的轉(zhuǎn)速為5000?8000rpm。
9.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述發(fā)酵培養(yǎng)基的pH值為6.0?8.0。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高密度培養(yǎng)芽孢桿菌的方法。所述方法是以枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、凝結(jié)芽孢桿菌、淀粉液化芽孢桿菌等芽孢桿菌中的一種為發(fā)酵菌種，經(jīng)活化以后接種到發(fā)酵培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明是利用食品豆制品加工中產(chǎn)生的黃漿水作為培養(yǎng)基原料，添加一定量的碳源、氮源和無機(jī)鹽，來進(jìn)行芽孢桿菌的高密度培養(yǎng)，不僅提高了工業(yè)發(fā)酵過程中芽孢桿菌的活菌數(shù)，同時有效降低了芽孢桿菌高密度培養(yǎng)的成本，芽孢桿菌的細(xì)胞生物量可以達(dá)到1010個/mL以上，比目前報(bào)道的培養(yǎng)結(jié)果高出一到兩個數(shù)量級，提高了近百倍。
【IPC分類】C12R1-10, C12R1-125, C12R1-07, C12N1-20
【公開號】CN104651274
【申請?zhí)枴緾N201510045714
【發(fā)明人】周輝, 蔣立文, 周紅麗, 田云
【申請人】湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2015年1月29日