丁酸梭菌的分段连续发酵工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种丁酸梭菌的分段连续发酵工艺，包括以下步骤：（1）得到丁酸梭菌菌液；（2）制配培养基，然后投入发酵罐中，成为基础发酵液；之后向基础发酵液中投加复合酶制剂，进行12‑24h的发酵，制得发酵液A；（3）对步骤2）中制得的发酵液A进行低温灭菌，并进行24‑48h的发酵，得到发酵液C。（4）将发酵液C进行排放，同时向发酵罐内补充添加等量的发酵液A，进行发酵，以此循环往复；(5)将步骤3）中制得的发酵液C进行真空减压浓缩后，通过喷雾设备进行喷雾干燥得到成品，本发明专利技术采用全密闭循环发酵，有效避免了菌体内污染的可能，极大程度的提高发酵活菌数和提升菌体浓度。

Continuous fermentation process of Clostridium butyrate

The present invention discloses a continuous fermentation process of Clostridium butyrate, which includes the following steps: (1) obtain Clostridium butyrate liquid; (2) preparation of medium, then put into the fermentation tank, and become the basic fermentation liquid; then add compound enzyme preparation to the base fermentation liquid, fermentation of 12 24h, and make the fermentation liquid A; (3 The fermentation broth A was sterilized at low temperature, and the fermentation broth C was obtained by fermentation of 24 48h 2. (4) the fermentation liquid C was discharged, and the fermenting liquid A was added to the fermenting tank, and the fermentation was carried out to carry out the fermentation. (5) the fermentation liquid C obtained from step 3 was concentrated by vacuum decompression, and the finished product was obtained by spray drying, and the full closed cycle fermentation was used to avoid it effectively. It is possible to increase the number of viable bacteria and enhance the concentration of bacteria.

【技术实现步骤摘要】
丁酸梭菌的分段连续发酵工艺
本专利技术属于微生物发酵
，尤其是涉及一种丁酸梭菌的分段连续发酵工艺。
技术介绍
丁酸梭菌(Clostridiumbutyricum)又名酪酸菌，是一种厌氧的革兰氏阳性芽孢杆菌，是1933年由日本千叶医科大学宫入近治博士首先发现并报告的，因此又叫宫入菌。1935年，Kingimiyairi博士从人的粪便和土壤中分离出丁酸梭菌，随后发现其厌氧培养的过滤物中含有较少的脂肪酸，可抑制肠道中的致病菌，促进肠道中有益菌如双歧杆菌和乳杆菌的生长，具有极强的整肠作用。丁酸梭菌、乳酸菌以及双歧杆菌在调节肠道环境上有着相似的功能，但双歧杆菌、乳酸杆菌等微生态制剂在临床使用中存在一个致命的弱点，即贮存和口服过程中易受外界各种生化和物理因素的影响而失去活性。特别是双歧杆菌对外界环境抵抗力极弱，室温保存活菌数会大幅度降低，直接口服也易被胃酸灭活而降低疗效，需制成肠溶胶囊加以保护且低温存放，另外抗生素也对其有杀灭作用，因而临床上不宜与抗生素同服。而丁酸梭菌耐热、耐酸、耐胆汁，并且对常用抗生素有抗性，能够克服上述微生态制剂的种种弊端。因此，丁酸梭菌在临床上已被广泛应用于治疗消化、小儿等各种原因引起的肠道菌群紊乱、急慢性腹泻、肠易激综合征、抗生素相关性肠炎等各种肠道疾病，而且在日本、韩国等地作为饲料添加剂应用于畜禽养殖上也取得了很好的效果，是一种理想的、具有广阔开发前景的微生态制剂。由于丁酸梭菌严格厌氧，在发酵环境中如有氧气存在，丁酸梭菌菌体将不会生长甚至死亡；丁酸梭菌对于生长最佳pH要求较严格，若偏离最佳pH范围，亦将导致菌体生长不良，因此在生产上极难发酵生产，据可查资料报告，目前实验室最佳发酵成绩是达到菌体浓度8亿CFU/ml，而工业化大生产最佳发酵水平为4亿CFU/ml。
技术实现思路
本专利技术为了克服现有技术的不足，提供一种菌体浓度高、发酵活菌数多的丁酸梭菌的分段连续发酵工艺。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种丁酸梭菌的分段连续发酵工艺，包括以下步骤：(1)依次对丁酸梭菌进行试管培养、三角瓶深层培养、种子罐扩大培养，以此得到丁酸梭菌菌液；(2)制配培养基，之后将培养基的pH调节至7.0于121-128℃条件下消毒30-35min，然后投入发酵罐中，成为基础发酵液；之后向基础发酵液中投加复合酶制剂，进行12-24h的发酵，制得发酵液A；(3)对步骤2)中制得的发酵液A进行低温灭菌，按1％的比例向发酵液A中加入步骤1)制得的丁酸梭菌菌液，并进行24-48h的发酵，得到发酵液C；(4)将步骤3)制得的发酵液C进行排放，同时向发酵罐内补充添加等量的发酵液A，进行发酵，以此循环往复；(5)将步骤3)中制得的发酵液C进行真空减压浓缩后，通过喷雾设备进行喷雾干燥得到成品。本专利技术具有两次接种、两次发酵过程，第一次接种诱导酶进行诱导酶的发酵，第二次接种丁酸梭菌菌液进行丁酸梭菌芽孢的发酵；发酵过程中只需第一次投入发酵液，间隔一定时间进行补料，即可连续向发酵罐外排放发酵液，由此反复循环，避免了间歇性发酵工艺的清罐、上料、灭菌、冷却等复杂的准备性工艺环节，保证了完全在密闭的管道内进行，从而有效地减少了污染机会，降低了生产成本。进一步的，所述培养基由葡萄糖2份、玉米粉1.0份、大豆粉4.0份、酵母粉0.8份、消泡剂0.1份加生活饮用水配制而成。优选的，所述复合酶制剂为蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶、木聚糖酶、葡聚糖酶、甘露聚糖酶中的一种或多种。进一步的，所述步骤3)中，在投放丁酸梭菌菌液之前，先行向发酵液A中加入碳酸氢钙、氯化钙、硫酸铵、硫酸镁、硫酸锰。进一步的，按重量份数计，所述碳酸氢钙、氯化钙、硫酸铵、硫酸镁、硫酸锰的投放量为碳酸氢钙0.05份，氯化钙0.0015份，硫酸铵0.1份，硫酸镁0.015份，硫酸锰0.015份。进一步的，所述步骤2)的发酵环节中发酵罐的温度为37℃、罐压为0.01Mpa。进一步的，所述步骤3)的发酵环节中发酵罐的温度为37℃、罐压为0.01Mpa，罐内PH为6.5。进一步的，所述发酵罐包括内罐体、外罐体、进料管件、设于内罐体和外罐体间的加热层、设于内罐体内的加热管件及与进料管件相配合的密封部件，所述加热管件与所述加热层相连通；所述密封部件包括第一密封件和套设于第一密封件上的第二密封件，所述第一密封件和第二密封件间具有液封层，该液封层通过设于外罐体上的流液开口与加热层相连通；通过设置内加热管件和加热层，可对发酵罐内的液体进行恒温水浴加热，且内管件于内部加热，加热层于外部加热，使整个发酵液内外均匀受热，且维持于37℃恒温下，保持菌体正常生长；设置第一密封件件可对进料管件实现初步密封，避免短时间内氧气进入至发酵罐内，导致菌体死亡，设置第二密封件可实现了二次密封，进一步将进料管件和大气隔开，且于第一密封件和第二密封件之间形成的空隙作为液封层，向内部通入液体实现液封，可完全隔绝氧气进入至发酵罐内，且密封的时间长，不受密封时间的影响，可顺利保证菌体的正常生长；通过设置流液开口将加热层和液封层相连通，因此加热层内的液体可进入至液封层内，对液封层填充液体，且保持液封层的液体温度与加热层内液体温度相同，避免外部温度通过进料管件穿入至发酵罐内，造成发酵罐内温度不稳定而导致菌体无法正常生长；同时还减小了操作工序，无需专门添加液体至液封层内以实现液封，便于操作。进一步的，所述加热层内设有与所述流液开口相配合的封闭件和与所述封闭件固连的弹性件，所述弹性件与所述内罐体固连；所述第二密封件上设有用于推动所述封闭件向下活动的推杆；封闭件可封闭流液开口，于第二封闭件未安装时，使加热层封闭，便于液体填充满加热层，便于提前加热发酵罐，使加热罐内温度达到所需温度，便于发酵液快速达到所需的温度，且使整个发酵液整体受热均匀，避免局部受热而造成部分发酵液无法发酵出菌体；弹性件使封闭件与流液开口紧密贴合，实现对流液开口密封；而设置推杆，在第二密封件套设于进料管件时，推动推杆使封闭件向下活动，打开流液开口使液体进入至液封层内，对液封层实现液封，其操作简单，使用便捷。进一步的，所述外罐体内壁上设有限位套，所述封闭件设于该限位套内；所述弹性件上套设有一套管部件，该套管部件包括固设于内罐体上的下套管和固设于所述封闭件下端面上的上套管，所述下套管部分穿设于所述上套管内；所述下套管外壁上设有一第一凸环，所述上套管内壁上设有与所述第一凸环相配合的第二凸环；设置限位套，且封闭件位于限位套内，对封闭件实现限位，避免封闭件封闭时位置发生偏移而造成流液开口无法完全封闭，导致加热层内液体流出；设置上套管和下套管套设在弹性件上，对弹性件实现定位，避免因弹性件左右晃动而造成封闭件偏移，确保封闭件成功封闭流液开口，且设置成上下套管，不会影响弹性件向下收缩，确保弹性件正常使用；于上套管内设置第一凸环，下套管内设置第二凸环，两凸环相互限制，避免上套管从下套管上脱离开，造成装置不稳定。综上所述，本专利技术具有以下优点：采用发酵液排出，间隔补料的方式进行循环发酵操作，无需进行多次清罐、上料、灭菌、冷却等操作，极大程度的降低了工作量和工人的投入量，降低了生产成本；同时，由于循环发酵全程均在密闭状态下进行，有效避免了菌体内污染的可能，极大程度的提高发酵活菌数和提升菌本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种丁酸梭菌的分段连续发酵工艺，包括以下步骤：(1)依次对丁酸梭菌进行试管培养、三角瓶深层培养、种子罐扩大培养，以此得到丁酸梭菌菌液；(2)制配培养基，之后将培养基的pH调节至7.0，于121‑128℃条件下消毒30‑35min，然后投入发酵罐中，成为基础发酵液；之后向基础发酵液中投加复合酶制剂，进行12‑24h的发酵，制得发酵液A；(3)对步骤2)中制得的发酵液A进行低温灭菌，按1％的比例向发酵液A中加入步骤1)制得的丁酸梭菌菌液，并进行24‑48h的发酵，得到发酵液C；(4)将发酵液C进行排放，同时向发酵罐内补充添加等量的发酵液A，进行发酵，以此循环往复；(5)将步骤3)中制得的发酵液C进行真空减压浓缩后，通过喷雾设备进行喷雾干燥得到成品。

【技术特征摘要】
1.一种丁酸梭菌的分段连续发酵工艺，包括以下步骤：(1)依次对丁酸梭菌进行试管培养、三角瓶深层培养、种子罐扩大培养，以此得到丁酸梭菌菌液；(2)制配培养基，之后将培养基的pH调节至7.0，于121-128℃条件下消毒30-35min，然后投入发酵罐中，成为基础发酵液；之后向基础发酵液中投加复合酶制剂，进行12-24h的发酵，制得发酵液A；(3)对步骤2)中制得的发酵液A进行低温灭菌，按1％的比例向发酵液A中加入步骤1)制得的丁酸梭菌菌液，并进行24-48h的发酵，得到发酵液C；(4)将发酵液C进行排放，同时向发酵罐内补充添加等量的发酵液A，进行发酵，以此循环往复；(5)将步骤3)中制得的发酵液C进行真空减压浓缩后，通过喷雾设备进行喷雾干燥得到成品。2.根据权利要求1所述的丁酸梭菌的分段连续发酵工艺，其特征在于：所述培养基由葡萄糖2份、玉米粉1.0份、大豆粉4.0份、酵母粉0.8份、消泡剂0.1份加生活饮用水配制而成。3.根据权利要求1所述的丁酸梭菌的分段连续发酵工艺，其特征在于：所述复合酶制剂为蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶、木聚糖酶、葡聚糖酶、甘露聚糖酶中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的丁酸梭菌的分段连续发酵工艺，其特征在于：所述步骤3)中，在投放丁酸梭菌菌液之前，先行向发酵液A中加入碳酸氢钙、氯化钙、硫酸铵、硫酸镁、硫酸锰。5.根据权利要求4所述的丁酸梭菌的分段连续发酵工艺，其特征在于：按重量份数计，所述碳酸氢钙、氯化钙、硫酸铵、硫酸镁、硫酸锰的投放量为碳...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨彩梅，刘金松，曾新福，羊春雨，李慧，
申请(专利权)人：浙江惠嘉生物科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33