一種利用廉價原料生產(chǎn)乳酸鏈球菌素的方法
【專利摘要】一種利用廉價原料生產(chǎn)乳酸鏈球菌素的方法，屬于微生物發(fā)酵【技術領域】。本發(fā)明使用誘變選育的乳酸鏈球菌E-15，利用糖蜜做碳源、豆餅或豆粕做氮源在厭氧條件下發(fā)酵，維持pH5.0-7.0，進行分批或補料分批發(fā)酵15-30h，最終發(fā)酵液效價達到5000IU/mL。本發(fā)明突出的優(yōu)點是利用廉價的糖蜜和豆餅粕為原料生產(chǎn)乳酸鏈球菌素，減少了蔗糖、酵母粉及蛋白胨等物料的用量，可以降低生產(chǎn)成本。
【專利說明】一種利用廉價原料生產(chǎn)乳酸鏈球菌素的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種以糖蜜、豆餅或豆柏為原料生產(chǎn)乳酸鏈球菌素的方法，屬于微生物發(fā)酵【技術領域】。
【背景技術】
[0002]Nisin (group N inhibitory substance),亦稱為乳酸鏈球菌素(肽),乳鏈菌肽，是由乳酸鏈球菌(StrepiococciAs Iactis)或乳酸乳球菌(Zaciococcus Iactis)部分菌株發(fā)酵產(chǎn)生的一類小分子多肽類化合物。它能有效地抑制引起食品腐敗的革蘭氏陽性細菌及其孢子的生長，延長食品貨架期。同時，Nisin容易被人體消化道中的一些蛋白酶所降解，不會在人體內(nèi)蓄積，是世界公認安全的天然防腐劑。
[0003]Nisin的生產(chǎn)是與菌株的生長密切相關的，有研究表明，Nisin的合成發(fā)生在菌株進入對數(shù)生長期，當菌株進入穩(wěn)定期，Nisin的合成也停止了，表現(xiàn)為初級代謝動力學特征。
[0004]乳酸菌對發(fā)酵培養(yǎng)基的營養(yǎng)比較挑剔，Nisin生產(chǎn)常用的碳源主要有蔗糖和葡萄糖。在實際生產(chǎn)中，蔗糖被認為是最好的碳源。氮源是影響Nisin的發(fā)酵水平的重要因素，通常認為大豆蛋白胨、酵母粉、魚粉、棉子粉、胰蛋白胨、酪蛋白胨為生產(chǎn)Nisin的理想氮源。但上述原料價格昂貴，勢必增加生產(chǎn)成本，選擇廉價的碳、氮源很有必要。
[0005]糖蜜是制糖工業(yè)的副產(chǎn)物，又被稱為廢糖蜜，包括甘蔗糖蜜和甜菜糖蜜，它大約含有40-50%的總糖(主要成分為蔗糖、葡萄糖和果糖)，在發(fā)酵工業(yè)中作為較廉價的碳源原料。它與葡萄糖或蔗糖相 比，價格低廉，已經(jīng)被應用于酵母、酒精、乳酸、檸檬酸、谷氨酸等產(chǎn)品的工業(yè)生產(chǎn)。到目前為止，工業(yè)上還沒有利用糖蜜原料發(fā)酵生產(chǎn)乳酸鏈球菌素的報道。本申請發(fā)明人通過實驗發(fā)現(xiàn)糖廠的廢糖蜜可以用作生產(chǎn)乳酸鏈球菌素的碳源，可以大量減少糖的用量，使生產(chǎn)成本降低。
[0006]大豆餅柏是大豆提取油之后的剩余物。從油料中提取的常用方法有兩種，即壓榨法和有機溶劑浸提法。采取有機溶劑提取豆油之后剩余物為大豆柏；采用壓榨法提取油之后的大豆剩余物，因大多數(shù)壓制成餅狀，所以被稱做豆餅。其中蛋白含量在40%以上，可以作為微生物生長的氮源，減少酵母粉和蛋白胨的用量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種利用廉價原料(糖蜜為碳源，豆餅或豆柏為氮源)發(fā)酵生產(chǎn)乳酸鏈球菌素的方法。
[0008]技術方案:利用糖蜜、豆餅或豆柏為原料發(fā)酵生產(chǎn)乳酸鏈球菌素的方法，是利用乳酸鏈球菌E-15在含有20-100g/L還原糖的糖蜜及5-30g/L的豆餅或豆柏，再添加無機鹽等其它營養(yǎng)物質(zhì)的培養(yǎng)基中發(fā)酵生產(chǎn)乳酸鏈球菌素。
[0009]以下是本發(fā)明方法的詳細描述。
[0010]菌株:乳酸鏈球菌E-15。
[0011]種子培養(yǎng)基的組成為(每L):蔗糖5-20g，酵母粉5-10g，蛋白胨5-10g，K2HPO41-lOg, MgSO4 0.l-0.5，NaCl l_5g。
[0012]發(fā)酵培養(yǎng)基組成(每L):糖蜜(含總還原糖計)20_100g，豆餅或豆柏(含豆餅粉量計)5-30g, KH2PO41-1Og, MgSO40.1-0.5g, NaCl l_5g，吐溫 80 0.1-1.0g。
[0013]種子在三角瓶中培養(yǎng)，裝液量為30-100mL/250mL三角瓶或50-200mL/500mL三角瓶。發(fā)酵在三角瓶或發(fā)酵罐中培養(yǎng)。種子和發(fā)酵培養(yǎng)基滅菌溫度為121°C下15-20min。
[0014]搖瓶培養(yǎng)條件為28 °C -37 °C下靜止培養(yǎng)或30-100rpm搖床培養(yǎng)。
[0015]發(fā)酵罐培養(yǎng)條件為關閉進氣或少量通氣條件下培養(yǎng)，轉(zhuǎn)速為40-100rpm，采用分批或補料分批發(fā)酵，用20-30%的NaOH控制pH5.0-7.0,發(fā)酵周期為20_30h。
[0016]本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
I利用廉價原料糖蜜、豆餅或豆柏發(fā)酵生產(chǎn)乳酸鏈球菌素，代替蔗糖、酵母粉、蛋白胨等原料，可以大幅度降低生產(chǎn)成本；
2本發(fā)明利用工業(yè)廢料糖蜜、豆餅或豆柏作為發(fā)酵原料，可以達到變廢為寶、綜合利用資源的目的。
【具體實施方式】
[0017]以下是利用乳酸鏈球菌利用糖蜜、豆餅或豆柏為原料發(fā)酵生產(chǎn)乳酸鏈球菌素的實施例。但本發(fā)明并不限于所列出的幾個實例。
[0018]實施例1
種子培養(yǎng)基(每U:鹿糖IOg,蛋白胨5g,酵母粉5g,氯化鈉2g,;磷酸氫二鉀IOg,硫酸鎂0.2g/L;用三角瓶培養(yǎng)種子，裝液量為200 mL /500mL。在30°C、50rpm條件下?lián)u床培養(yǎng)6h ；
發(fā)酵培養(yǎng)基(每L):甘蔗糖蜜60g (以含還原糖計)，豆餅20g，氯化鈉2g，磷酸氫二鉀IOg,硫酸鎂0.2g，吐溫-80 Ig ；
在IOL發(fā)酵罐中進行分批發(fā)酵，接種量為8%，發(fā)酵過程中通過流加20%液堿控制pH6.5左右，關閉通氣培養(yǎng)，攪拌轉(zhuǎn)速80rpm，溫度30°C ；
經(jīng)過24h搖床培養(yǎng)，最終乳酸鏈球菌素效價5263IU/mL。
[0019]實施例2
按實施例1方法，先用搖瓶培養(yǎng)一級種子，再用IOL發(fā)酵罐培養(yǎng)二級種子,種子培養(yǎng)時間為5h左右。采用100L發(fā)酵罐培養(yǎng)，開始添加少量甘蔗糖蜜，控制初始還原糖濃度為15g/L，發(fā)酵過程中不斷流加糖蜜，控制還原糖濃度為20-25g/L。豆餅添加量為15g/L，然后按實施例I加入其它營養(yǎng)成分?？刂茰缇篌w積75L，轉(zhuǎn)入5L種子，攪拌轉(zhuǎn)速50rpm，發(fā)酵溫度300C，閉氣培養(yǎng)。發(fā)酵過程中通過流加20%Na0H維持pH在6.5左右；
16h停止補加糖 蜜，經(jīng)過20h發(fā)酵，殘?zhí)橇繛?.2g/L，發(fā)酵液中最終乳酸鏈球菌素效價5915IU/mL。
【權(quán)利要求】
1.一種利用廉價原料生產(chǎn)乳酸鏈球菌素的方法，以乳酸鏈球菌{Lactococcus Iactissubsp.7<3Cii5)E-15為出發(fā)菌株，其特征是利用糖蜜為碳源，以豆餅或豆柏為氮源，控制還原糖在30-100g/L，然后再添加無機鹽等營養(yǎng)物質(zhì)發(fā)酵生產(chǎn)乳酸鏈球菌素。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的糖蜜做碳源、豆餅或豆柏為氮源生產(chǎn)乳酸鏈球菌素的方法，其特征在于所述的糖蜜添加方法為一次性添加、分批流加或連續(xù)流加。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的糖蜜做碳源、豆餅或豆柏為氮源生產(chǎn)乳酸鏈球菌素的方法，其特征在于所述的發(fā)酵方法為:發(fā)酵培養(yǎng)基中各營養(yǎng)成分濃度為，糖蜜以含總還原糖計20-100g/L，豆餅或豆柏 5-30g/L，NaCl l_5g/L，KH2PO4 1-lOg/L，MgSO4 0.1-0.5g/L，吐溫80 0.1-1.0g,培養(yǎng)溫度28-37°C ;搖瓶培養(yǎng)條件為28 V _37°C下靜止培養(yǎng)或30_100rpm搖床培養(yǎng)；發(fā)酵罐培養(yǎng)條件為關閉進氣條件下培養(yǎng)，轉(zhuǎn)速為40-100rpm，采用分批或補料分批發(fā)酵，用20-30%的NaOH控制pH5.0-7.0,發(fā)酵周期為20_30h。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所用糖蜜為甜菜糖蜜或甘蔗糖蜜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所用豆餅柏為黃豆餅柏或黑豆餅柏。
【文檔編號】C12R1/46GK103805660SQ201210443722
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年11月9日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月9日
【發(fā)明者】康傳利, 蘇移山, 朱希強, 袁艷華, 張曉元, 凌沛學 申請人:山東福瑞達生物科技有限公司