一种灭菌接种发酵一体化的微生物培养及发酵方法技术

本发明专利技术公开了一种灭菌接种发酵一体化的生物培养及发酵方法，该方法包含：将培养基放入不锈钢浅盘内，装入生物反应器内；通过生物反应器产生的蒸汽，对装在浅盘内的生物培养基进行原位消毒灭菌；将待培养的菌种经摇瓶一级扩大培养，在无菌条件下接入二级种子罐内并进一步扩大培养，进而转接进生物反应器内已灭菌并冷却至适宜温度的培养基上；在布风管内通入无菌空气并保持适度的压力，保持一定的湿度，再通过生物反应器的外夹套和内列管保持对温度的调节和控制，对生物反应器内的浅盘培养基上的菌种进行原位发酵。本发明专利技术的方法实现了工业化生产和过程自动化控制，提高了产品质量，增加了产物得率，降低生产战本及劳动强度。降低生产战本及劳动强度。

【技术实现步骤摘要】
一种灭菌接种发酵一体化的微生物培养及发酵方法


[0001]本专利技术涉及一种微生物培养方法，具体涉及一种灭菌接种发酵一体化的微生物培养及发酵方法。

技术介绍

[0002]微生物发酵是指利用微生物在适宜的条件下将原料经过特定的代谢途径转化为人类所需要的产物的过程。微生物发酵生产水平主要取决于菌种本身的遗传特性和培养条件。
[0003]现有的液体发酵工艺技术，借助于液体介质来完成发酵，需要提取生物菌体，则需经过离心、沉淀或蒸发浓缩，及过滤干燥等工序，生产设备复杂，投资高，能耗大，操作复杂且要求严格，另外亦有产品得率低并且发酵过程易被杂菌感染，对环境有污染，生产成本高等问题。而现有的固体发酵生产工艺(即人工栽培)耗时又费力，劳动强度大，生产周期长，产品质量和产量均受气候，土壤，病虫害等严重影响，同时能耗大，另外其不可或缺的大量聚乙烯菌包对环境的污染以及重金属对产品本身的污染等问题也比较突出。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种灭菌接种发酵一体化的微生物培养及发酵方法，实现了工业化生产和过程自动化控制，提高了产品质量，增加了产物得率，降低生产战本及劳动强度。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术提供了一种灭菌接种发酵一体化的微生物培养及发酵方法，该方法包含：
[0006]将菌种培养基放入不锈钢浅盘内，再将浅盘分组装入有接种管子的框架内，由电动提升机将框架吊装入生物反应器内；通过所述生物反应器产生的蒸汽或外部蒸汽发生器引入的蒸汽，对装在浅盘内的生物培养基进行原位消毒灭菌；将待培养的菌种经摇瓶一级扩大培养，再在无菌条件下接入二级种子罐内并进一步扩大培养，进而转接进生物反应器内已灭菌并冷却至适宜温度的培养基上；布风管经过生物反应器底部的水和加湿器，在所述布风管内通入无菌空气并保持适度的压力，保持一定的湿度，再通过生物反应器的外夹套和内列管保持对温度的调节和控制，对生物反应器内的浅盘培养基上的菌种进行原位发酵；待反应结束后，由电动提升机从生物反应器内吊出浅盘框架。
[0007]优选地，所述原位消毒灭菌的温度为121℃，时间为2～4h；或，温度为100℃，时间为12～16h。
[0008]本专利技术的灭菌接种发酵一体化的微生物培养及发酵方法，具有以下优点：
[0009]本专利技术的方法用于微生物菌体及相应代谢物的生产，通过灭菌、接种、发酵一体化的工艺，在同一套设备内完成了生物菌体及代谢物的生产，实现了工业化生产和过程自动化控制，提高了产品质量，增加了产物得率，降低生产战本及劳动强度，缩短了培养工序及培养时间，减小了环境污染。
[0010]相对于现有的生物发酵工艺技术，本专利技术的方法实现了菌种的液态培养、培养基的固态灭菌、液体菌种的自动化快速接种以及菌体的固态发酵培养等数道工序在一体化的反应器系统内完成的新工艺技术，可以高效，安全，自动化地获取一系列真菌菌丝体(如灵芝，蛹虫草，姬松茸，白桦茸等)或原基，子实体以及细菌菌体及其次级代谢物如各类多糖、腺苷、蛋白等。
具体实施方式
[0011]下面将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，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0012]实施例1
[0013]灭菌接种发酵一体化的微生物培养及发酵方法，该方法包含以下步骤：
[0014](1)原料配制：将清洗后的菌种培养基，放入不锈钢浅盘内，再将浅盘分组装入有接种管子的框架内，由电动提升机或其他设备将框架整体吊装入生物反应器内；
[0015](2)培养基灭菌：生物反应器产生的蒸汽，对装入浅盘内的生物培养基进行原位消毒灭菌(可根据物料投放量，选择121℃下2～4h灭菌，或者采用100℃，12～16h灭菌)，此步骤保证了反应器内的无菌工况，为接种后的纯种培养提供了环境条件；
[0016](3)培养基接种：将菌种经摇瓶一级扩大培养，再在无菌条件下接入二级种子罐内并进一步扩大培养，进而转接进生物反应器内已灭菌并冷却至适宜温度的培养基上；
[0017](4)生物反应器菌种的发酵培养：布风管经过生物反应器底部的水和加湿器(此处保证为反应器内培养物料提供湿润空气，避免物料在接下来的培养周期内被吹干)，由压缩空气或旋涡风机压入无菌空气并保持适度的压力，维持反应器内相对于反应器外环境之正压，并保持一定的湿度(提供生物培养所需之无菌空气，避免了杂菌对物料的感染，保持内部空气压力大于外部空气压力，同样可以避免外部污染物进入反应器内)，再通过生物反应器的外夹套和内列管保持对温度的调节和控制(如灵芝可以保持在菌丝体最佳之28℃，蛹虫草可以保持在24℃)，对生物反应器内的浅盘培养基上的菌种进行原位发酵，生物反应器上的视镜可观测整个生产过程；
[0018](5)待反应结束后，由电动提升机从反应器内整体吊出浅盘框架，进入后续工序。
[0019]采用专利技术的方法对灵芝多糖固态发酵，得率相较国标要求提高了30％以上。而且，传统工艺实践中，以灵芝菌丝体为例，菌丝满袋需要大约20天左右，但本专利技术由于对温度的自动化控制，无菌的培养环境，无菌空气充分供应，使菌丝长满培养基仅需10天不到。同时，本专利技术采用一次性装料，原位灭菌接种及培养，极大地缩短了工序，减小了人力投入及劳动强度。
[0020]尽管本专利技术的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本专利技术的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本专利技术的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本专利技术的保护范围应由所附的权利要求来限定。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种灭菌接种发酵一体化的微生物培养及发酵方法，其特征在于，该方法包含：将菌种培养基放入不锈钢浅盘内，再将浅盘分组装入有接种管子的框架内，由电动提升机将框架吊装入生物反应器内；通过所述生物反应器产生的蒸汽或外部蒸汽发生器引入的蒸汽，对装在浅盘内的生物培养基进行原位消毒灭菌；将待培养的菌种经摇瓶一级扩大培养，再在无菌条件下接入二级种子罐内并进一步扩大培养，进而转接进生物反应器内已灭菌并冷却至适宜温度的培养基上；布风管经过生...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱鹏，
申请(专利权)人：朱鹏，
类型：发明
国别省市：