一種快速深層液態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)繡球菌菌粉的方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種快速深層液態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)繡球菌菌粉的方法，該方法是將繡球菌菌種采用半連續(xù)發(fā)酵工藝快速獲取富含大量的菌絲體的發(fā)酵液，然后將發(fā)酵液通過微濾膜處理分離得到繡球菌的菌絲體。本發(fā)明專利技術(shù)改變了傳統(tǒng)繡球菌間歇性的分批發(fā)酵工藝，并且菌絲體的分離采用高效的陶瓷膜微濾替代離心機(jī)分離方式。半連續(xù)發(fā)酵工藝克服了傳統(tǒng)分批發(fā)酵工藝的工藝環(huán)節(jié)多，中間間隙時(shí)間長，設(shè)備效率低等缺點(diǎn)；而采用高效的陶瓷膜過濾發(fā)酵液，能夠減少進(jìn)入濾液的菌絲體，既能提高菌絲體的收率，降低濾液的COD，降低污水處理量，又不破壞細(xì)胞本身，保證胞內(nèi)有效成分的全部回收。與傳統(tǒng)的工藝相比，本發(fā)明專利技術(shù)具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)保效益。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于微生物
，具體涉及一種快速利用深層液態(tài)發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)真菌菌絲體的方法，更確切地說是一種快速深層液態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)繡球菌菌粉的方法。
技術(shù)介紹
微生物發(fā)酵可分為分批、補(bǔ)料分批、半連續(xù)、連續(xù)等多種模式。分批發(fā)酵的人力、物力消耗較大，每批發(fā)酵都需要進(jìn)行裝料、滅菌、接種、放料、清洗等操作，工序繁瑣，發(fā)酵周期較長，生產(chǎn)效率較低；補(bǔ)料分批發(fā)酵雖可通過補(bǔ)料補(bǔ)充養(yǎng)分或前體的不足，但是由于有害代謝產(chǎn)物的不斷積累，產(chǎn)物合成最終難免受到阻遏；連續(xù)發(fā)酵較分批發(fā)酵和補(bǔ)料分批發(fā)酵生產(chǎn)強(qiáng)度大大提高，但容易遭受雜菌的污染，菌種易退化，設(shè)備投資較大，且發(fā)酵產(chǎn)物濃度較低；半連續(xù)發(fā)酵過程中，通過放掉部分發(fā)酵液再補(bǔ)入新鮮培養(yǎng)基，不僅可以補(bǔ)充養(yǎng)分和前體，而且代謝有害物被稀釋，從而有利于產(chǎn)物的繼續(xù)合成。半連續(xù)發(fā)酵工藝的應(yīng)用可以起到緩解產(chǎn)物抑制和避免代謝副產(chǎn)物積累的作用，改善了微生物的培養(yǎng)環(huán)境，有助于保持菌體活力的穩(wěn)定，并且對(duì)于某些次級(jí)代謝產(chǎn)物，其最高的生產(chǎn)速率僅在某些瞬態(tài)條件下才能達(dá)到。采用半連續(xù)發(fā)酵工藝不僅可以使這種瞬態(tài)條件反復(fù)出現(xiàn)，而且還可以提高設(shè)備的利用率，因此半連續(xù)發(fā)酵工藝在次級(jí)代謝產(chǎn)物的生產(chǎn)方面有著重要的應(yīng)用。繡球菌(Sparassiscrispa)，又名繡球菇、繡球蕈、繡球蘑、白地花、白繡球花，屬真菌門、擔(dān)子菌距門、層菌綱、無隔擔(dān)子菌亞綱、非褶孔菌目、繡球菌科、繡球菌屬。是一種藥食兼用的大型真菌，含有十分豐富的多糖。近年來由于它的卓越抗癌、免疫調(diào)節(jié)、提高造血功能等功效，而逐漸成為研究的熱點(diǎn)。這其中又以日本和韓國為甚，我國的研究相對(duì)落后。繡球菌野生產(chǎn)地十分有限，自然生長的繡球菌少，產(chǎn)量低，是一種非常珍稀名貴的藥食兩用菌，在食用菌中僅次于冬蟲夏草、羊肚菌、塊菌等珍品。因野生繡球菌稀少，而人工培養(yǎng)難度大，因此在國外有“夢幻之菇”、“萬菇之王”之稱。傳統(tǒng)繡球菌液態(tài)發(fā)酵工藝多為間隙性的分批發(fā)酵工藝，而分批發(fā)酵工藝的人力、物力消耗較大，每批發(fā)酵都需要進(jìn)行裝料、滅菌、接種、放料、清洗等操作，工序繁瑣，非發(fā)酵周期較長，生產(chǎn)效率較低；而后續(xù)的分離工藝傳統(tǒng)多用離心機(jī)進(jìn)行分離，該方式因受制于離心機(jī)分離因子影響，分離過程中菌絲體遭到剪切力破壞，部分有效成分流失到濾液中導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量和收率下降，分離所得濾液較渾濁，里面含有較多的碎菌絲，導(dǎo)致外排濾液COD偏高，該濾液若達(dá)到污水排放標(biāo)準(zhǔn)，需要經(jīng)過復(fù)雜的污水處理，污水處理系統(tǒng)工作量太大，給企業(yè)帶來了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是為了解決上述繡球菌菌粉生產(chǎn)的不足，從而設(shè)計(jì)了一種快速深層液態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)繡球菌菌粉的綠色新方法，該方法采用半連續(xù)發(fā)酵工藝既能減少了工藝環(huán)節(jié)，縮短了非發(fā)酵時(shí)間，提高了設(shè)備利用率，降低了生產(chǎn)成本；同時(shí)又采用高效的陶瓷膜過濾，提高菌絲體的收率，減少進(jìn)入濾液的菌絲體，降低濾液的COD，降低污水處理量；又不破壞細(xì)胞本身，保證胞內(nèi)有效成分的全部回收。該專利技術(shù)不但能快速得到高品質(zhì)的繡球菌的菌絲體，又提高了分離過程中菌絲體的收率，增加了經(jīng)濟(jì)效益；又降低了廢水中COD，減輕了污水處理系統(tǒng)壓力，增加了社會(huì)效益。本專利技術(shù)目的主要是通過以下方式實(shí)現(xiàn)的：一種快速深層液態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)繡球菌菌粉的方法，該方法按照下述步驟進(jìn)行：1)繡球菌半連續(xù)發(fā)酵液制備：將繡球菌種子液接種到滅菌后的發(fā)酵培養(yǎng)基進(jìn)行深層液態(tài)發(fā)酵得到繡球菌發(fā)酵培養(yǎng)液，所述的深層液態(tài)發(fā)酵接種量為體積含量的10～20％(v/v)，通風(fēng)比為1：0.1-1.0vvm，罐壓0.02～0.05Mpa，在25～30℃下發(fā)酵培養(yǎng)7-12天后，放出培養(yǎng)器容積的10-50％的發(fā)酵液，補(bǔ)入同等體積的滅菌后的發(fā)酵培養(yǎng)基，繼續(xù)發(fā)酵2-4天；如此不斷放料、補(bǔ)料，每次補(bǔ)料繼續(xù)發(fā)酵2-4天，反復(fù)多次，操作周期可以根據(jù)次數(shù)調(diào)整為11-28天，得到繡球菌發(fā)酵液；將繡球菌種子液接種到滅菌后的發(fā)酵培養(yǎng)基之前可以將將繡球菌菌株以常規(guī)方法活化后制備得到繡球菌種子液；優(yōu)選深層液態(tài)發(fā)酵條件為通風(fēng)比為1：0.4vvm，罐壓0.04Mpa，在28℃下發(fā)酵培養(yǎng)10天；2)繡球菌發(fā)酵液陶瓷膜過濾：將步驟1)中所得的繡球菌發(fā)酵液通過微濾膜得到發(fā)酵液的微濾透析液和菌絲體，收集菌絲體；3)低溫真空烘干：將步驟2)中所得的菌絲體在真空度為-0.065～-0.095Mpa，70～85℃條件下進(jìn)行干燥。所述的繡球菌種子液是通過以下方法制備得到的：繡球菌種子培養(yǎng)基組成為淀粉1-3％、葡萄糖0.1-1.0％、酵母膏0.1-1.0％、蛋白胨0.1-0.5％、磷酸二氫鉀0.1-0.5％、七水硫酸鎂0.1-0.5％、硫酸鈣0.1-0.5％、豆油0.01-0.05％；調(diào)節(jié)pH值5.0-7.0；培養(yǎng)條件為：通風(fēng)比為1：0.1-1.0vvm，罐壓0.02～0.05Mpa，培養(yǎng)溫度25～30℃，培養(yǎng)周期7-15天。繡球菌種子液優(yōu)選是通過以下方法制備得到的：將經(jīng)活化搖瓶繡球菌菌種接入種子培養(yǎng)基，繡球菌種子培養(yǎng)基組成為淀粉2％、葡萄糖0.5-0.6％、酵母膏0.5-0.8％、蛋白胨0.3-0.5％、磷酸二氫鉀0.2-0.3％、七水硫酸鎂0.2％、硫酸鈣0.25-0.3％、豆油0.02-0.025％；調(diào)節(jié)pH值5.0-7.0；培養(yǎng)條件為：通風(fēng)比為1：0.4-0.5vvm，罐壓0.03～0.04Mpa，培養(yǎng)溫度27～28℃，培養(yǎng)周期10-12天。繡球菌發(fā)酵培養(yǎng)基組成為淀粉1-3％、葡萄糖0.1-1.0％、酵母膏0.1-1.0％、蛋白胨0.1-0.5％、磷酸二氫鉀0.1-0.5％、七水硫酸鎂0.1-0.5％、硫酸鈣0.1-0.5％、豆油0.01-0.05％；調(diào)節(jié)pH值5.0-7.0；上述微濾膜為陶瓷膜或有機(jī)膜，其孔徑在0.05～0.5μm，操作溫度為50～60℃，工作壓力：進(jìn)壓為2～4bar，出壓為0～5bar。優(yōu)選步驟2)所述的微濾膜為陶瓷膜或有機(jī)膜，其孔徑在50nm，操作溫度為50～60℃，工作壓力：進(jìn)壓為3bar，出壓為1bar。本專利技術(shù)適用于任何繡球菌菌種(Sparassiscrispa)，如保藏于中國農(nóng)業(yè)微生物菌種資源庫，菌種編碼ACCC51488等均可以使用。本專利技術(shù)所采用的繡球菌菌株不限于某個(gè)具體生產(chǎn)廠家，市售均可使用。本專利技術(shù)為快速深層液態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)繡球菌菌粉提供了一種新的方法。該方法具有以下幾個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)：1、發(fā)酵周期短：傳統(tǒng)的分批發(fā)酵工藝，每批發(fā)酵都需要進(jìn)行裝料、滅菌、接種、放料、清洗等操作，工序繁瑣，非發(fā)酵周期長，而采用半連續(xù)發(fā)酵工藝減少了工藝環(huán)節(jié)，縮短了非發(fā)酵時(shí)間和發(fā)酵時(shí)間，提高了設(shè)備利用率和發(fā)酵強(qiáng)度，降低了本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種快速深層液態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)繡球菌菌粉的方法，其特征是該方法包括下述步驟：1)繡球菌半連續(xù)發(fā)酵液制備：將繡球菌種子液接種到滅菌后的發(fā)酵培養(yǎng)基進(jìn)行深層液態(tài)發(fā)酵得到繡球菌發(fā)酵培養(yǎng)液，所述的深層液態(tài)發(fā)酵接種量為10～20％，通風(fēng)比為1：0.1?1.0vvm，罐壓0.02～0.05Mpa，在25～30℃下發(fā)酵培養(yǎng)7?12天后，放出培養(yǎng)器容積的10?50％的發(fā)酵液，補(bǔ)入同等體積的滅菌后的發(fā)酵培養(yǎng)基，繼續(xù)發(fā)酵2?4天；如此不斷放料、補(bǔ)料，每次補(bǔ)料繼續(xù)發(fā)酵2?4天，反復(fù)多次，得到繡球菌發(fā)酵液；2)繡球菌發(fā)酵液陶瓷膜過濾：將步驟1)中所得的繡球菌發(fā)酵液通過微濾膜得到發(fā)酵液的微濾透析液和菌絲體，收集菌絲體；3)低溫真空烘干：將步驟2)中所得的菌絲體在真空度為?0.065～?0.095Mpa，70～85℃條件下進(jìn)行干燥。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種快速深層液態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)繡球菌菌粉的方法，其特征是該方法包括下述步驟：
1)繡球菌半連續(xù)發(fā)酵液制備：將繡球菌種子液接種到滅菌后的發(fā)酵培養(yǎng)基進(jìn)行深層
液態(tài)發(fā)酵得到繡球菌發(fā)酵培養(yǎng)液，所述的深層液態(tài)發(fā)酵接種量為10～20％，通風(fēng)比為1：
0.1-1.0vvm，罐壓0.02～0.05Mpa，在25～30℃下發(fā)酵培養(yǎng)7-12天后，放出培養(yǎng)器容積的10-50％
的發(fā)酵液，補(bǔ)入同等體積的滅菌后的發(fā)酵培養(yǎng)基，繼續(xù)發(fā)酵2-4天；如此不斷放料、補(bǔ)料，
每次補(bǔ)料繼續(xù)發(fā)酵2-4天，反復(fù)多次，得到繡球菌發(fā)酵液；
2)繡球菌發(fā)酵液陶瓷膜過濾：將步驟1)中所得的繡球菌發(fā)酵液通過微濾膜得到發(fā)酵液
的微濾透析液和菌絲體，收集菌絲體；
3)低溫真空烘干：將步驟2)中所得的菌絲體在真空度為-0.065～-0.095Mpa，70～85℃
條件下進(jìn)行干燥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速深層液態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)繡球菌菌粉的方法，其特征是所述的通
風(fēng)比為1：0.4vvm，罐壓0.04Mpa，在28℃下發(fā)酵培養(yǎng)10天后，再放出培養(yǎng)器容積的10-50％
的發(fā)酵液。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速深層液態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)繡球菌菌粉的方法，其特征是所述的繡
球菌種子液是通過以下方法制備得到的：繡球菌種子培養(yǎng)基組成為淀粉1-3％、葡萄糖
0.1-1.0％、酵母膏0.1-1.0％、蛋白胨0.1-0.5％、磷酸二氫鉀0.1-0.5％、七水硫酸鎂0.1-0.5％、
硫酸鈣0.1-0.5％、豆油0.01-0.05％；調(diào)節(jié)pH值5.0-7.0；培養(yǎng)條件為：通風(fēng)比為1：0.1-1.0vvm，
...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王文風(fēng)，徐國華，徐玲，楊亞威，張芙蓉，孫妮娜，董彩虹，劉新利，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：江蘇神華藥業(yè)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：江蘇;32