一株具有淀粉凝聚作用的乳酸菌的高密度培养方法技术

本发明专利技术提供一株具有淀粉凝聚作用的乳酸菌的高密度培养方法，属于微生物技术领域。本发明专利技术通过优化液体培养基以及对培养条件的控制等方法实现对首次分离得到的一株具淀粉凝集作用的乳酸菌——柠檬明串珠菌(Leuconostoc citreum)SFL‑2‑8的高密度发酵。本发明专利技术的高密度发酵方法发酵活菌数高、发酵时间短，培养成本低，将制备得到的发酵培养液加入淀粉浆中，在相同条件下与自然沉降相比淀粉沉淀分离周期大约缩短80‑90％，因此极具工业应用价值。

High density culture method of a lactic acid bacteria with starch coacervation

【技术实现步骤摘要】
一株具有淀粉凝聚作用的乳酸菌的高密度培养方法
本专利技术属于微生物
，具体涉及一株具有淀粉凝聚作用的乳酸菌高密度培养方法。
技术介绍
甘薯又名地瓜、红薯、山芋、番薯等，富含淀粉。我国的甘薯种植面积和产量均居世界首位，我国甘薯年产量在1亿吨以上，产量仅次于水稻、小麦和玉米。除直接食用外，利用生鲜甘薯生产甘薯淀粉及其粉条等衍生产品是甘薯最主要的深加工方式之一。甘薯淀粉生产主要工艺流程为：生鲜甘薯洗涤→加水打浆→筛分薯渣→离心浓缩→淀粉分离→洗涤精制→商品淀粉。其中“淀粉分离”工序是整个工艺的关键，目前主要有3种分离方式：①自然沉降：是一种利用淀粉颗粒与浆液比重的不同而进行淀粉自然沉降的一种分离方式。②酸浆沉淀：首先进行酸浆培养，然后将培养好的酸浆与淀粉浆混合，酸浆使淀粉颗粒凝集从而加速沉降速度。③多级旋流：利用旋流分离器在离心力作用下，浆液重相经底流口排出，轻相物料由溢流口排出，从而达到固液分离目的。甘薯淀粉生产淀粉的分离一般需要15-19级旋流，电能消耗高，淀粉质量不如沉淀分离的好。目前，我国的多数甘薯淀粉生产企业多数仍然是采用自然沉降或酸浆沉淀方式生产。自然沉降分离周期长，采用酸浆沉淀可以大幅缩短淀粉沉淀分离周期。但酸浆培养主要依赖工人经验，酸浆质量不稳定，沉淀效果没有保障。相关研究表明，酸浆沉淀淀粉的的本质是酸浆中含有具有能够凝集淀粉的乳酸菌。如果能够采用纯种培养制备替代“酸浆”的淀粉沉淀剂，则会大大提高过程稳定性。但到目前有关淀粉凝集乳酸菌的纯种培养的技术研究的并不多见，并仅限于实验室规模，至今没有在工业上得到应用的报道。究其原因可能是因为菌种纯种培养技术要求高，实现菌种的低成本、高密度培养困难、配套技术缺乏，因此限制了其工业化应用。因此，筛选具有高淀粉凝集活性的优良菌株并研究其低成本高密度培养技术，实现淀粉凝集菌的纯种培养的工业化应用，对提高传统淀粉加工技术水平、提高其生产效率、降低资源能源消耗，具有十分重要的意义。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术在分离得到一株具有优异淀粉凝聚能力的乳酸菌——柠檬明串珠菌(Leuconostoccitreum)SFL-2-8的基础上，对其工业化低成本高密度培养方式进行进一步探究，经试验验证，柠檬明串珠菌(Leuconostoccitreum)SFL-2-8在适宜的培养条件下，能够在短时间内实现快速扩增，获得高浓度菌体，使用量低于传统“酸浆”的1/3，且稳定性高。从而为该菌株在工业化淀粉沉淀分离中的应用奠定良好的基础。为实现上述目的，本专利技术涉及以下技术方案：本专利技术提供一种具有淀粉凝聚作用的乳酸菌的高密度培养方法，所述方法包括：将乳酸菌接种至发酵培养基中进行发酵培养，得菌株高密度发酵液；其中，所述乳酸菌为柠檬明串珠菌(Leuconostoccitreum)SFL-2-8，该菌株已于2018年9月18日保藏于中国典型培养物保藏中心(地址：中国.武汉.武汉大学)，其生物保藏号为CCTCCNO:M2018631。该菌株系专利技术人从一淀粉沉淀池中分离得到，表现出较其他菌株更为优异的淀粉凝聚能力，同时本专利技术也是系首次报道柠檬明串珠菌具有淀粉凝聚活性。优选的，柠檬明串珠菌(Leuconostoccitreum)SFL-2-8接种量为0.5～10％，接种量进一步优选为0.5％、1％、5％，最优选为1％；优选的，综合考虑培养成本和菌体浓度，原料来源的可行性，确定所述发酵培养基为：以甘薯汁为基底，添加葡萄糖或淀粉糖化液、玉米浆、蔬菜汁和碳酸钙；进一步优选的，所述甘薯汁为生鲜甘薯汁(控制可溶性固形物含量为2.0％)；所述蔬菜汁为番茄汁、大豆汁、白菜汁或萝卜汁，更优选的，所述蔬菜汁为白菜汁或萝卜汁；优选的，所述发酵培养基组分为：以甘薯汁为基底，添加0～2.5％葡萄糖或淀粉糖化液、0～1.5％玉米浆、1～20％萝卜汁或白菜汁、0～1％碳酸钙；优选的，所述发酵培养基组分为：以甘薯汁为基底，添加1％葡萄糖或淀粉糖化液、0.5％玉米浆、5％萝卜汁或白菜汁、0.5％碳酸钙；培养条件可以选择有氧培养、微耗氧培养或厌氧培养，进一步优选为厌氧培养或微耗氧培养；最优选为微耗氧培养；微耗氧培养时，通气比≤0.05vvm；优选的，发酵培养时控制发酵液pH5.0-6.5(优选5.5-6.0)，培养温度25-30℃(优选26-28℃)；优选的，所述发酵培养方式为分批发酵培养；优选的，所述高密度培养方法还包括将制备得到的菌株高密度发酵液进行离心处理干燥处理得柠檬明串珠菌(Leuconostoccitreum)SFL-2-8菌体。本专利技术的有益效果：本专利技术通过优化液体培养基以及对培养条件的控制等方法实现对一株具有淀粉凝聚作用的柠檬明串珠菌(Leuconostoccitreum)SFL-2-8高密度培养。本专利技术的采用的高密度培养方法获得的纯种培养液活菌数高、培养周期短，培养成本低，相同条件下与自然沉降相比沉淀分离周期大约缩短80-90％，极具工业应用价值。本专利技术所述柠檬明串珠菌(Leuconostoccitreum)SFL-2-8高密度培养或分离菌体不仅可用于甘薯淀粉的沉淀分离，同时也可用于马铃薯淀粉、绿豆淀粉、木薯淀粉、豌豆淀粉和玉米淀粉的沉淀分离。附图说明图1为菌株SFL-2-8的菌落形态图；图2为菌株SFL-2-8菌体形态图(×1600)；图3为菌株SFL-2-8系统发育树；图4为玉米浆添加对菌株SFL-2-8生长的影响；图5为葡萄糖添加对菌株SFL-2-8生长的影响；图6为酵母粉添加对菌株SFL-2-8生长的影响；图7碳酸钙添加对菌株SFL-2-8菌体浓度的影响；图8不同接种量菌株SFL-2-8生长曲线；图9氧的供给对SFL-2-8菌体生长的影响。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。以下通过实施例对本专利技术做进一步解释说明，但不构成对本专利技术的限制。应理解这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件进行。其中，实施例中使用的培养基组分如下：MRS培养基(g/L)：蛋白胨10，牛肉膏10，酵母膏5，柠檬酸氢二铵2，葡萄20，吐温801，乙酸5，磷酸氢二钾2，硫酸镁0.58硫酸锰0.25pH6.2-6.6菌种筛选培养基：以甘薯汁为基质添加2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一株具有淀粉凝聚作用的乳酸菌的高密度培养方法，其特征在于，所述方法包括：将乳酸菌接种至发酵培养基中进行发酵培养，得菌株高密度发酵液；/n其中，所述乳酸菌为柠檬明串珠菌(Leuconostoc citreum)SFL-2-8，所述柠檬明串珠菌(Leuconostoc citreum)SFL-2-8已于2018年9月18日保藏于中国典型培养物保藏中心，其生物保藏号为CCTCC NO:M 2018631。/n

【技术特征摘要】
1.一株具有淀粉凝聚作用的乳酸菌的高密度培养方法，其特征在于，所述方法包括：将乳酸菌接种至发酵培养基中进行发酵培养，得菌株高密度发酵液；
其中，所述乳酸菌为柠檬明串珠菌(Leuconostoccitreum)SFL-2-8，所述柠檬明串珠菌(Leuconostoccitreum)SFL-2-8已于2018年9月18日保藏于中国典型培养物保藏中心，其生物保藏号为CCTCCNO:M2018631。


2.如权利要求1所述的高密度培养方法，其特征在于，所述柠檬明串珠菌(Leuconostoccitreum)SFL-2-8接种量为0.5～10％，接种量进一步优选为0.5％、1％、5％，最优选为1％。


3.如权利要求1所述的高密度培养方法，其特征在于，所述发酵培养基为：以甘薯汁为基底，添加葡萄糖或淀粉糖化液、玉米浆、蔬菜汁和碳酸钙。


4.如权利要求3所述的高密度培养方法，其特征在于，
所述甘薯汁为生鲜甘薯汁。


5.如权利要求3所述的高密度培养方法，其特征在于，
所述蔬菜汁为番茄汁、大豆汁、白菜汁或萝卜汁；
优选的，所述蔬菜汁为...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵祥颖，张立鹤，张家祥，赵晨，姚明静，韩延雷，刘建军，
申请(专利权)人：山东省食品发酵工业研究设计院，
类型：发明
国别省市：山东;37