一种包含红曲废弃菌丝体和玉米粗原料的培养基及其在培养纳豆激酶生产菌中的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种包含红曲废弃菌丝体和玉米粗原料的培养基及其在培养纳豆激酶生产菌中的应用。将发酵产生的红曲废弃菌丝体进行回收，用酸性纤维素酶和复合酶水解成含有还原糖、游离氨基酸和小肽等物质的水解液；再用KOH将水解液pH调制6.5~7.5，最后用中和后的水解液配置纳豆芽孢杆菌发酵培养基。本发明专利技术的水解红曲废弃菌丝体和玉米粗原料作为纳豆激酶生产菌发酵原料，为纳豆激酶生产菌提供了丰富的氨基酸碳源，实现了废物再利用，降低了纳豆激酶生产菌培养基的成本；纳豆激酶生产菌在其发酵培养基中生长良好，显著降低了发酵法生产红曲过程中发酵废弃物的处理量，不仅提升了菌体的培养效果，而且大大提高其附加值。

A Medium Containing Waste Monascus Mycelium and Crude Corn Material and Its Application in the Culture of Nattokinase Producing Bacteria

The invention discloses a culture medium comprising waste Monascus mycelium and crude corn material and its application in cultivating nattokinase producing bacteria. The waste mycelium of Monascus fermentation was recycled and hydrolyzed into hydrolysate containing reducing sugar, free amino acids and small peptides by acid cellulase and complex enzyme. The pH of hydrolysate was modulated by KOH from 6.5 to 7.5, and the fermentation medium of Bacillus natto was prepared by neutralized hydrolysate. The waste mycelium of hydrolyzed Monascus and crude corn material are used as fermentation raw materials of nattokinase producing bacteria, which provide rich amino acid carbon source for nattokinase producing bacteria, realize waste reuse, reduce the cost of culture medium for nattokinase producing bacteria, and grow well in its fermentation medium. The amount of fermentation waste in the production of red yeast by fermentation method was significantly reduced, which not only improved the culture effect of the bacteria, but also greatly increased its added value.

【技术实现步骤摘要】
一种包含红曲废弃菌丝体和玉米粗原料的培养基及其在培养纳豆激酶生产菌中的应用
本专利技术涉及纳豆激酶生产菌发酵培养
，具体涉及一种利用玉米粗原料发酵红曲废弃菌丝体培养纳豆激酶生产菌的方法和应用。
技术介绍
在发酵培养基中，作为培养生产红曲色素的主要碳源有葡萄糖、麦芽糖、果糖等。为了适应不同行业对红曲霉产红曲色素的需求，需要寻找更廉价、可再生的培养基原料以降低生产成本。玉米粗原料不仅可以一种全新的碳源为培养基提供营养，而且相比葡萄糖等原料价格更低，是作为一种用于红曲霉生物合成红曲色素的理想原料，兼具经济性和环保价值。在利用红曲霉发酵产红曲色素时，红曲霉在液体培养基中呈现菌丝体的形态，胞外的水溶性红曲色素在发酵时直接溶于液体培养基中，而胞内的脂溶性红曲色素则由菌丝体通过乙醇萃取而得。在红曲色素提取完成之后，通常会将红曲菌丝体作为废弃物处理。目前红曲霉液态发酵菌丝体的开发应用较少，主要被用来提取壳聚糖、食品生产添加物以及动物饲料等方面，而将红曲废弃菌丝体进一步处理作为培养基的成分目前还没有被报道。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供了一种包含红曲废弃菌丝体和玉米粗原料的培养基及其在培养纳豆激酶生产菌中的应用，满足现代产业高效培养纳豆激酶生产菌的需求。一种包含红曲废弃菌丝体和玉米粗原料的培养基，所述培养基中红曲废弃菌丝体水解液占培养基总体积的5%~50%、玉米粗原料5~30g/L、无机盐0.01~1g/L。所述红曲废弃菌丝体水解液的获得方法为：首先滤出红曲发酵液中的菌体，将过滤得到的菌体配置成浓度为8g/L~35g/L的菌体液，然后再用酸性纤维素酶和复合酶水解；水解的pH值为4.0~4.5，水解温度为35~55℃，水解时间控制在24~72h；水解完成后用KOH将水解液pH调制6.5~7.5。一种包含红曲废弃菌丝体和玉米粗原料的培养基，首先滤出红曲发酵液中的菌体，再将菌丝体进行回收，用酸性纤维素酶和复合酶水解成含有还原糖、游离氨基酸和小肽等物质的水解液；再用KOH将水解液pH调制6.5~7.5，最后用中和后的水解液配置纳豆激酶生产菌发酵培养基。进一步的，将过滤得到的菌体配置成浓度为8g/L~35g/L的废弃菌体液，然后再用酸性纤维素酶和复合酶以2:1的配比进行水解，其中复合酶是由中性蛋白酶和葡聚糖酶按照1:1进行复合；所述的pH值的条件为4.0~4.5，温度条件为35~55℃，水解时间控制在24~72h。进一步的，所述红曲废弃菌丝体水解液占纳豆芽孢杆菌发酵培养基总体积的5%~20%。进一步的，所述的纳豆激酶生产菌发酵液中还包括一些辅助因子，所述辅助因子为玉米粗原料、氯化钙、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、硫酸镁和生物素等多钟组合。进一步优选为，所述培养基中红曲废弃菌丝体水解液占培养基总体积的5%~50%、玉米粗原料5~30g/L、无机盐0.01~1g/L依次加入水中，搅拌均匀，然后在121℃下维持20min进行灭菌处理，再降温至20~35℃，配置而成。进一步的，所述的纳豆激酶生产菌采用枯草芽杆菌(Bacillussubtilis)CGMCCNo.13932，所述的纳豆激酶生产菌在所述的生产菌发酵培养基中的接种量控制在2%-10%，发酵温度在25℃~40℃，发酵20h~72h。本专利技术的水解红曲废弃菌丝体和玉米粗原料作为纳豆激酶生产菌发酵原料，为纳豆激酶生产菌提供了丰富的氨基酸碳源，实现了废物再利用，降低了纳豆激酶生产菌培养基的成本；纳豆激酶生产菌在其发酵培养基中生长良好，显著降低了发酵法生产红曲过程中发酵废弃物的处理量，不仅减少环境污染，而且大大提高其附加值。废弃的红曲菌丝体经过水解后会产生大量的还原糖和氨基酸成分，通常，纳豆激酶生产菌的发酵基质主要以黄豆为主，其培养方法多基于日本纳豆发酵工艺，培养基成分中主要添加了葡萄糖、蔗糖、胰蛋白胨以及各种氨基酸和小肽等，然而现有的培养纳豆激酶生产菌的培养基中所需的氨基酸和小肽的含量较多，成分较为复杂，如果将废弃红曲菌丝体的水解液作为纳豆激酶生产菌培养基的成分，同时将玉米粗原料作为培养基中的碳源，不仅可以实现废物再利用，降低纳豆激酶生产菌培养基的成本，而且可以为发酵基质提供更多更丰富碳源和氮源。有益效果：与传统液体发酵培养基相比，本专利技术添加的红曲废弃菌丝体和玉米粗原料培养基发酵生产纳豆激酶活性高，同时成本大幅度降低。具体实施方式下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技人员所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。以下实施例中所采用的红曲发酵液是在葡萄糖4.5%（w/v），大豆蛋白胨8%（w/v），KH2PO40.7%（w/v），CaCl20.001%（w/v），余量为蒸馏水的培养基下，接种10-20%（v/w）的红曲菌，再通过180r/min、30℃条件下发酵一周左右时间得到的。其中所述的红曲菌菌种为紫色红曲菌BNCC189220(MonasucspurpureusBNCC189220)，购自北纳生物。以下实施例中所采用的纳豆激酶生产菌为枯草芽杆菌(Bacillussubtilis)CGMCCNo.13932，来自中国普通微生物菌种保藏管理中心。实施例1将100L红曲发酵液通过6000rpm离心15min后过滤发酵液，得到红曲废弃菌丝体，红曲废弃菌丝体的初始pH值为4.98，将pH调节成4.0~4.5，用酸性纤维素酶（100U/g，诺维信中国投资有限公司）和复合酶（中性蛋白酶60000U/g、β-葡聚糖2000U/g，大连美仑生物技术有限公司，两者按1:1复合）按照2:1的比例共同水解成含有还原糖、游离氨基酸和小肽等物质的水解液；最佳水解温度为37℃和水解时间为24h，再用KOH溶液将水解液pH调制6.5~7.5，最后用中和后的水解液配置纳豆芽孢杆菌发酵培养基。按照质量比取各原料备用，其中红曲废弃菌丝体水解液占培养基总体积的20%，玉米粗原料15g/L、氯化钙0.3g/L，磷酸二氢钾0.5g/L，磷酸氢二钾0.5g/L、硫酸镁0.1g/L、生物素0.03g/L依次加入水中，搅拌均匀，在121℃下维持20min进行灭菌处理，再降温至20~35℃，制得纳豆激酶生产菌发酵培养基。以下通过对照组实验，说明本专利技术对于纳豆激酶生产菌的可行性及其效果。对照组：发酵培养基采用葡萄糖15g/L、氯化钙0.3g/L、磷酸二氢钾0.5g/L，磷酸氢二钾0.5g/L、硫酸镁0.1g/L、甘氨酸5g/L、丙氨酸5g/L、组氨酸5g/L、天冬氨酸5g/L、亮氨酸5g/L、大豆蛋白肽1.5g/L生物素0.03g/L，其余为水。本实施例和对照组发酵工艺均按照如下步骤：将处于对数生长期的枯草芽杆菌CGMCCNo.13932按照5%（体积比）比例的接种量接入对照培养基和本实施例中的发酵培养基，在pH7.4，温度30℃，转速180rpm，接种量为8%的条件下发酵72h。然后选择600nm测其OD（光密度，opticaldensity）值。两组发酵培养基中纳豆激酶生产菌生长情况见表1。结论：本实施例和对照组培养3天后，含有玉米粗原料和红曲废弃菌丝体培养基的菌体培养效果明显高于培养基中仅含有葡本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种包含红曲废弃菌丝体和玉米粗原料的培养基，其特征在于，所述培养基中红曲废弃菌丝体水解液占培养基总体积的5%~50%、玉米粗原料5~30g/L、无机盐0.01~1 g/L。

【技术特征摘要】
1.一种包含红曲废弃菌丝体和玉米粗原料的培养基，其特征在于，所述培养基中红曲废弃菌丝体水解液占培养基总体积的5%~50%、玉米粗原料5~30g/L、无机盐0.01~1g/L。2.根据权利要求1所述的一种包含红曲废弃菌丝体和玉米粗原料的培养基，其特征在于，所述红曲废弃菌丝体水解液的获得方法为：首先滤出红曲发酵液中的菌体，将过滤得到的菌体配置成浓度为8g/L~35g/L的菌体液，然后再用酸性纤维素酶和复合酶水解；水解的pH值为4.0~4.5，水解温度为35~55℃，水解时间控制在24~72h；水解完成后用KOH将水解液pH调制6.5~7.5。3.根据权利要求1所述的一种包含红曲废弃菌丝体和玉米粗原料的培养基，其特征在于，所述无机盐包括钙盐、钾盐、镁盐、磷酸盐、硫酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝宁，沈杨婷，冯宇静，郭格格，刘兆星，李艳，李干禄，陈可泉，欧阳平凯，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32