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水解米渣蛋白的枯草芽孢杆菌HP90的发酵培养基及培养方法技术

技术编号:12178066 阅读:122 留言:0更新日期:2015-10-08 16:01
水解米渣蛋白的枯草芽孢杆菌HP90的发酵培养基,该发酵培养基各组分含量以g/L计为:米渣9.7、氯化钠5.0、七水硫酸镁 0.2、氯化钙 0.1、磷酸氢二钾5.0,其余为水;培养基pH为 7.35。培养方法是将枯草芽孢杆菌HP90接种于种子培养基,于30℃、180r/min下培养24h,制得发酵用种子液;再将发酵种子液按照7%的接种量接种于上述发酵培养基中,在30℃、180r/min下培养60 h。本发明专利技术的HP90发酵培养基是一种优化培养基,用于发酵生产的蛋白酶可高效催化米渣蛋白的水解,且发酵条件容易实现,条件温和,易于控制,有利于工业化生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微生物的培养基,特别涉及水解米渣蛋白的枯草芽孢杆菌HP90的发 酵培养基。
技术介绍
米渣蛋白是以早籼米、陈化米等为原料生产怡糖、味精、葡萄糖、糊精、淀粉等产品 后剩下的副产物残渣,其价格低,产量大,几乎每消耗7kg大米就会有lkg米渣生成。米渣 中蛋白质含量为40%~70%,是大米整粒中蛋白质含量的5~8倍,且高于大豆中蛋白质 含量,被认为粮食蛋白中的最佳者。目前,我国主要将这些米渣蛋白经过简单的粉碎工艺制 程干粉,低价的卖给饲料厂作饲料,其价值远未能得到合理和充分利用。若将这些蛋白转化 成高附加值的多肽和氨基酸,这对提高其生物效价、经济价值和我国稻谷深加工的技术含 量都有重要意义。 米渣蛋白转化成多肽和氨基酸常用酸或商品蛋白酶。酸法水解迅速、彻底,但其 在极端温度和pH下进行,对氨基酸、蛋白质破坏严重,对单糖和多糖大部分破坏使得水解 液呈黑色,不利于后续工序;还能与原料中油脂生成有毒和致癌的氯丙醇类物质,污染环 境。而商业蛋白酶能提高蛋白质理化功能和感官特性,绿色安全,并广泛用于食品、洗涤剂、 药物及皮革业等。同时,商业酶也存在一定的不足:商品酶法由于酶的专一性,须使用多种 蛋白酶结合作用于米渣,而不同酶的作用条件又不一样,导致其活性受环境影响很大;由于 原料中一些蛋白被淀粉等包裹起来,还需加入糖化酶等释放出蛋白质,使得工艺流程复杂 化;因酶本身成本和回收成本较高,工业化应用于米渣成本高。产酶菌株直接应用于蛋白 质,因其酶系丰富可充分利用底物;可扩大培养制成种子液或冻干菌粉大规模使用成本较 低;在发酵过程中其酶活较商品酶稳定;为产酶菌株代替商品酶水解米渣蛋白提供理论依 据。此法不仅兼有酶法的优点,而且可降低生产成本,可循环利用,简单方便。此外,产米渣 蛋白水解酶菌株直接应用于米渣蛋白的水解还非常少见。为此,申请人已研宄出《一株水 解米渣的蛋白酶产生菌枯草芽孢杆菌及其筛选与使用方法》,且申请了中国专利,申请号为 201410474539. 4,该申请件已于2015年3月04日公布。目前中国专利数据库中,涉及杆菌培养基的申请件多达上百件,例如, ZL2010105960593号《一种副猪嗜血杆菌5型高密度发酵培养基及应用》、ZL201110099582X 号《一种应用于微生物肥料的枯草芽孢杆菌深层发酵培养基》、ZL2012102784847号《一种苏 云金芽胞杆菌乳化发酵培养基》、ZL2013100415664号《一种促进地衣芽孢杆菌BL63516生 长的发酵培养基及发酵培养方法》和ZL2013101899388号《一种枯草芽孢杆菌发酵培养基》 等。迄今为止,尚无水解米渣蛋白的枯草芽孢杆菌发酵培养基的申请件。
技术实现思路
本专利技术旨在提供水解米渣蛋白的枯草芽孢杆菌HP90的发酵培养基,通过优化发 酵培养基来提高枯草芽孢杆菌HP90对米渣蛋白的水解度。 本专利技术的又一目的在于提供优化发酵培养基的培养方法,使前述的发酵培养基得 以实际应用。 专利技术人提供的水解米渣蛋白的枯草芽孢杆菌HP90的发酵培养基各组分含量为 (g/L):米渣9. 7、氯化钠5. 0、七水硫酸镁0. 2、氯化钙0. 1、磷酸氢二钾5. 0,其余为水;培养 基pH为 7. 35; 所述米渣购于山东博兴县晓旭饲料贸易有限公司。 上述水解米渣蛋白的枯草芽孢杆菌HP90已于2014年5月18日保藏于武汉中 国典型培养物保藏中心,该中心地址是:中国武汉?武汉大学,邮政编码:430072;简称枯 草芽孢杆菌HP90,保藏编号为CCTCCN0.M2014201,分类命名:枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。该菌株系从中国贵州传统豆鼓中分离得到。 专利技术人提供的HP90发酵培养基的培养方法是将枯草芽孢杆菌HP90接种于种子培 养基,于30°C、180r/min下培养24h,制得发酵用种子液;再将发酵种子液按照7%的接种量 接种于上述发酵培养基中,在30°C、180r/min下培养60h;按此方法,米渣蛋白水解度可达 28. 23%〇 上述种子培养基的各组分(g/L)是:米渣15. 0、氯化钠5. 0、七水硫酸镁0. 2、氯化 妈0. 1、磷酸氢二钾5. 0,自然pH,其余为水,于121°C灭菌20min。 米渣蛋白水解度的计算公式=(菌株水解米渣蛋白的含量/发酵培养基中米渣蛋 白的含量)X100 % 本专利技术的水解米渣蛋白的枯草芽孢杆菌HP90发酵培养基是一种优化培养基,用 于发酵生产的蛋白酶可高效催化米渣蛋白的水解,且发酵条件容易实现,条件温和,易于控 制,有利于工业化生产。采用本专利技术优化后的培养基及条件,该枯草芽孢杆菌HP90对米渣 蛋白的水解度可达28. 23 %,与优化前相比提高了 42 %。本专利技术适用于培养枯草芽孢杆菌。【附图说明】 图1为发酵液pH对菌株HP90水解米渣蛋白水解度的影响; 图2为不同接种量对菌株HP90水解米渣蛋白水解度的影响; 图3为不同发酵时间对菌株HP90水解米渣蛋白水解度的影响; 图4为不同米渣浓度对菌株HP90水解米渣蛋白水解度的影响。【具体实施方式】 本专利技术用下列实施例来进一步说明
技术实现思路
,但是本专利技术的保护范围并不限于下 列实施例。 实施例1 以下为本专利技术所涉及到的培养基及方法 (1)种子培养基(g/L):米渣15. 0、氯化钠5. 0、七水硫酸镁0. 2、氯化钙0. 1、磷酸 氢二钾5. 0,自然pH,其余为水,于121°C灭菌20min (2)发酵种子液的制备:将斜面枯草芽孢杆菌HP90接种于种子培养基,30°C、 180r/min培养24h,即为发酵种子液。 (3)发酵培养基(g/L):同种子培养基。 (4)发酵液的制备:将发酵种子液按6%的接种量接种于发酵生产培养基中30°C、 180r/min下培养48h,然后在4°C,10000r/min的条件下离心lOmin得发酵上清液。 实施例2 单因素试验设计 在30°C、180r/min条件下,以不同的水解pH、时间、接种量及米渣浓度分别考察枯 草芽孢杆菌HP90水解米渣的条件,以米渣蛋白水解度为指标确定菌株水解米渣的作用条 件范围,具体如下: (1)水解pH值对米渣水解度的影响 水解时间48h,接种量6%,米渣浓度1. 5g/100mL,发酵培养基pH分别调至5、6、7、 8、9, (2)水解时间对米渣水解度的影响pH7,接种量6%,米渣浓度1. 5g/100mL,发酵培养时间分别取24h、36h、48h、60h、 72h〇 (3)接种量对米渣水解度的影响 pH7,水解时间48h,米渣浓度1.5g/100mL,接种量分别为2%、4%、6%、8%、 10%〇 (4)米渣蛋白含量对其水解度的影响pH为7,水解时间为48h,接种量为发酵液的6 %,米渣蛋白含量分别为0. 5 %、 1. 0%、1.5%、2. 0%、2. 5%〇 单因素试验结果见图1~图4。Box-Benhnken试验设计 在上述单因素实验的基础上进行Box-Benhnken试验设计,优化了枯草芽孢杆菌 HP90水解米渣的作用条件。选取水解pH值、水解时间、接种量及米渣浓度为研宄对象,以米 渣蛋白水解度作为响应值,通过响应面分析对发酵条件进行优化本文档来自技高网
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【技术保护点】
水解米渣蛋白的枯草芽孢杆菌HP90的发酵培养基,其特征在于该发酵培养基各组分含量以g/L计为:米渣9.7、氯化钠5.0、七水硫酸镁 0.2、氯化钙 0.1、磷酸氢二钾5.0,其余为水;培养基pH为 7.35;所述米渣购于山东博兴县晓旭饲料贸易有限公司。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:何腊平薛荣涛李翠芹王猛张明赞
申请(专利权)人:贵州大学
类型:发明
国别省市:贵州;52

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