【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種基于培養基改良和ph調控提升嗜酸乳桿菌發酵水平的方法，屬于微生物發酵。
技術介紹
1、嗜酸乳桿菌是一種定植于人體口腔和胃腸道的重要益生菌，具有調節腸道菌群、緩解乳糖不耐癥、抑制病原菌、防治肥胖、預防癌癥、提升免疫力等多種益生功能，現已被廣泛應用于食品、醫藥和工業領域。由于目前消費者對此類益生菌的迫切需求，高密度發酵技術對于該菌的活菌制劑的高效生產則顯得尤為重要，但由于嗜酸乳桿菌的菌株差異以及其對營養條件和發酵環境高要求，其工業化生產受到了較大限制。
2、優化培養基的組成是提升發酵效果的常用策略，主要包括對于碳源、氮源的優化，適宜于嗜酸乳桿菌生長的碳源以葡萄糖、蔗糖及乳糖三種為主，但碳源的主要作用是為細菌代謝提供能量，因此對于碳源的優化主要以調整其添加量為主。氮源種類較為豐富，不同氮源對嗜酸乳桿菌的促生長效果也具有較大差異，martin?senz等(control?of?cellmorphology?of?probiotic?lactobacillus?acidophilus?for?enhanced?cell?stabilityduring?industrial?processing,2015)使用了不同的氮源培養嗜酸乳桿菌ncfm，最終優化后的活菌數為1.02×109cfu/ml；伍業旭(酵母浸出物對嗜酸乳桿菌菌體形態及凍干存活率的影響,2023)使用含不同生長因子的多種酵母浸粉培養嗜酸乳桿菌，最終表明適宜的氮源對于嗜酸乳桿菌的細胞分裂有明顯的促進效果，最終的活菌數為2.53×109cfu/ml。
3、除了培養基成分外，高密度發酵時的ph環境也對嗜酸乳桿菌的發酵水平起著決定性的作用，崔樹茂(乳酸菌的生長抑制和凍干存活的影響因素及規律,2016)對嗜酸乳桿菌ccfm137進行了恒定ph?7時的分批補料發酵，最終的活菌數僅有3.1×108cfu/ml；中國專利申請cn108559717a公開了一種嗜酸乳桿菌高密度發酵培養基及其菌粉制備方法，其結果表明嗜酸乳桿菌的最適生長ph值為5.7～6.0，這也是乳酸菌發酵的常用ph范圍；趙燕霞(嗜酸乳桿菌imau30067高密度培養工藝研究,2018)的研究表明嗜酸乳桿菌的最適恒定ph為5.0，王天云(嗜酸乳桿菌在不同ph條件下生長和存活情況的研究，2000)以大豆汁作為培養基并將初始ph值調節為4.5進行嗜酸乳桿菌的培養，但隨著ph持續下降，最終活菌數僅有4.47×108cfu/ml。
技術實現思路
1、[技術問題]
2、本專利技術要解決的技術問題是提升嗜酸乳桿菌ccfm137高密度發酵水平。
3、[技術方案]
4、本專利技術的目的之一在于提供一種適宜于嗜酸乳桿菌ccfm137高密度發酵的改良培養基，其由mrs培養基通過改良氮源種類以及碳氮源濃度得到，能夠提高嗜酸乳桿菌的發酵效果和營養物質利用率，利于大體積發酵。
5、所述改良培養基包括：(1)用于嗜酸乳桿菌ccfm137種子液發酵的改良培養基a，(2)用于嗜酸乳桿菌ccfm137發酵罐恒定ph發酵的不含緩沖鹽的改良培養基b；
6、其中，
7、(1)用于嗜酸乳桿菌ccfm137種子液發酵的改良培養基a，原料包括以下按重量百分比計的成分：葡萄糖3.8％、酵母浸粉fm503?3.0％、無水乙酸鈉0.5％、k2hpo40.2％、檸檬酸銨0.2％、mgso4·7h2o?0.01％、mnso4·h2o?0.005％，l-半胱氨酸鹽酸鹽0.1％、吐溫-800.1％，余量為水；
8、(2)用于嗜酸乳桿菌ccfm137發酵罐恒定ph發酵的不含緩沖鹽的改良培養基b，原料包括以下按重量百分比計的成分：葡萄糖3.4～3.8％、酵母浸粉fm503?3.0％、mgso4·7h2o0.01％、mnso4·h2o?0.005％，l-半胱氨酸鹽酸鹽0.05％、吐溫-80?0.12％，余量為水。
9、本專利技術的目的之二在于提供一種嗜酸乳桿菌ccfm137發酵罐發酵方法，主要包括以下步驟：
10、將嗜酸乳桿菌ccfm137的種子液接種于所述的改良培養基b中，37℃，厭氧，發酵時間10h，攪拌轉速15r/min，發酵過程中通過流加2mol/l氫氧化鈉溶液來維持ph恒定在4.5～4.6，為嗜酸乳桿菌的生長提供了更為適宜的ph環境，從而實現嗜酸乳桿菌的高密度發酵。使用2mol/l氫氧化鈉溶液，可以避免因氫氧化鈉溶液濃度過高造成的補堿不均，即部分區域短時內ph過高，也可以避免因濃度過低，導致需要更大的發酵罐體積。
11、[有益效果]
12、本專利技術結合改良培養基、明確菌株的最適生長ph并控制發酵過程中的ph環境恒定于相應范圍，可以促進細菌快速生長和繁殖，從而起到提高發酵水平和效率、縮短生產周期、減少設備投入和降低生產成本的作用，具有重要的實踐價值。
13、本專利技術的改良培養基，是將mrs中的三種氮源簡化為酵母浸粉fm503，并調整了碳氮源的添加量，具有成分簡單、配制簡便、碳氮源利用率高等優點。在20ml體系含緩沖鹽的發酵條件下，改良后的培養基發酵液活菌數達到1.87×109cfu/ml，比常規的mrs培養基提升了9.03倍，還原糖利用率達52.2％，氨基酸態氮利用率為23.08％，對小體系的嗜酸乳桿菌培養具有一定指導意義。
14、本專利技術在100l大體系下使用改良培養基培養嗜酸乳桿菌ccfm137，并結合恒定ph為4.5～4.6范圍的發酵條件，解決了恒定ph為5.7時造成的細胞形態過長、活菌數較低以及凍干存活率低等問題，此方法最終的發酵液活菌數達到了3.37×109cfu/ml，較常規的mrs培養基提升了16.28倍，還原糖利用率高達88.38％，氨基酸態氮利用率達33.90％，凍干存活率達77.83％，相較于ph5.7時有顯著提升。該培養方法實現了嗜酸乳桿菌的中試規模化生產，提高了生產過程中對原料的利用率，且發酵時間僅為10h，對同等或更大規模的嗜酸乳桿菌發酵具有一定指導意義。
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1.用于嗜酸乳桿菌高密度發酵的改良培養基，其特征在于，包括：(1)用作嗜酸乳桿菌種子培養基的改良培養基A，(2)用于嗜酸乳桿菌發酵罐恒定pH發酵的不含緩沖鹽的改良培養基B；
2.根據權利要求1所述的用于嗜酸乳桿菌高密度發酵的改良培養基，其特征在于，所述嗜酸乳桿菌是嗜酸乳桿菌CCFM137。
3.根據權利要求1所述的用于嗜酸乳桿菌高密度發酵的改良培養基，其特征在于，所述恒定pH是pH4.5～4.6。
4.應用權利要求1-3任一所述改良培養基培養嗜酸乳桿菌CCFM137的方法，其特征在于，主要包括以下步驟：
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，發酵時間10h，攪拌轉速15r/min。
6.根據權利要求4或5所述的方法，其特征在于，接種量為100L改良培養基B接種5～7L種子液。
7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述種子液的制備方法包括以下步驟：
【技術特征摘要】
1.用于嗜酸乳桿菌高密度發酵的改良培養基，其特征在于，包括：(1)用作嗜酸乳桿菌種子培養基的改良培養基a，(2)用于嗜酸乳桿菌發酵罐恒定ph發酵的不含緩沖鹽的改良培養基b；
2.根據權利要求1所述的用于嗜酸乳桿菌高密度發酵的改良培養基，其特征在于，所述嗜酸乳桿菌是嗜酸乳桿菌ccfm137。
3.根據權利要求1所述的用于嗜酸乳桿菌高密度發酵的改良培養基，其特征在于，所述恒定ph是ph4.5～4....
【專利技術屬性】
技術研發人員：閆少全，石陽陽，楊鑫，楊睿，張灝，杭鋒，
申請(專利權)人：揚州江大食生一生食品有限公司，
類型：發明
國別省市：
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