一种芽孢杆菌的发酵培养基及其发酵工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种芽孢杆菌的发酵培养基及其发酵工艺，涉及微生物发酵技术领域，将筛选出的最优碳源、氮源和无机盐的3个重要因素进行分析统计优化处理，并且在优化的过程中对最佳发酵时间、温度、初始PH值接种量进行逐一优化处理。本发明专利技术的芽孢杆菌的发酵培养基及其发酵工艺，通过利用多组培养因素进行筛选，并且在筛选的过程中利用逐一优化的方式进行进行进一步的确定，从而能够精准的得知所需要的计量，从而能够确保芽孢杆菌能够在最为有利的培养基中进行发酵处理，可以直接增加芽孢杆菌的发酵速度与总量。的发酵速度与总量。的发酵速度与总量。

【技术实现步骤摘要】
一种芽孢杆菌的发酵培养基及其发酵工艺


[0001]本专利技术涉及微生物发酵
，尤其涉及一种芽孢杆菌的发酵培养基及其发酵工艺。

技术介绍

[0002]芽孢杆菌，细菌的一科，能形成芽孢(内生孢子)的杆菌或球菌。包括芽孢杆菌属、芽孢乳杆菌属、梭菌属、脱硫肠状菌属和芽孢八叠球菌属等。它们对外界有害因子抵抗力强，分布广，存在于土壤、水、空气以及动物肠道等处。芽孢杆菌杆菌科的一属细菌。
[0003]由于芽孢杆菌的广泛分布和其重要的作用，因此需要对芽孢杆菌使用的场所也越来越多，因此需要对芽孢杆菌进行发酵处理，从而来增加芽孢杆菌的数量，但是现有的芽孢杆菌在发酵的过程中，其发酵的培养基内部养分无法满足芽孢杆菌最佳的发酵环境，因此会使得芽孢杆菌的发酵速度较慢，且发酵数量较低。

技术实现思路

[0004]基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种芽孢杆菌的发酵培养基及其发酵工艺。
[0005]本专利技术提出的一种芽孢杆菌的发酵培养基及其发酵工艺，包括以下步骤：
[0006]S1：备好以下实验材料：
[0007]1)菌种
[0008]芽孢杆菌菌种；
[0009]2)培养基
[0010]种子培养基：酵母蛋白陈1％、酵母抽提物5％、氯化钠1％、PH值6.5；
[0011]发酵培养基：蔗糖1％、酵母蛋白陈1％、氯化钠0.5％、PH值7.0；
[0012]3)主要试剂
[0013]蔗糖、葡萄糖、玉米淀粉、麦芽糖、玉米浆粉、胰蛋白胨、酵母抽提物(膏)、牛肉膏、黄豆饼粉、尿素；
[0014]S2：培养方法
[0015]1)菌种活化
[0016]将保存的菌种转接到培养基内部，并将培养基放置在37℃恒温的培养箱内部培养24小时进行备用；
[0017]2)制备种子液
[0018]取一环活化的菌种，接入体积为100ml种子培养基的250ml三角瓶中，放入37℃恒温的培养箱内部，转速160r/min，培养时间18小时；
[0019]3)摇瓶培养
[0020]种子液以1％的接种量接入发酵培养基(装液量100ml/250ml的三角瓶)中，温度37℃，转速160r/min，振荡培养24小时进行单因素的发酵条件研究。
[0021]S3：发酵培养基单因素实验
[0022]1)碳源
[0023]分别用1％葡萄糖、玉米淀粉和麦芽糖等量替代发酵培养基中的蔗糖制成培养基，采用摇瓶发酵培养条件，24h后测定发酵液中的活菌含量以确定最佳碳源。
[0024]2)氮源
[0025]分别用1％酵母抽提物、牛肉膏、尿素、氯化铵替代基础发酵液1％的胰蛋白胨，采用摇瓶发酵培养条件，24h后测定发酵液中的活菌含量，以确定最佳氮源。
[0026]3)无机盐
[0027]分别用0.5％硫酸锰、硫酸镁、硫酸亚铁、氯化钙及不加无机盐的空白，替代等量的发酵培养基中氯化钠(0.5％)，采用摇瓶发酵培养条件，24h后测定发酵液中的活菌总数，以确定最佳无机盐。
[0028]优选地，所述将筛选出的最优碳源、氮源和无机盐的3个重要因素进行分析统计优化处理，并且在优化的过程中对最佳发酵时间、温度、初始PH值接种量进行逐一优化处理。
[0029]优选地，所述在对碳源进行优化过程中，分别以1％葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、和玉米淀粉作为碳源，其他组分均相同进行发酵，测定发酵液中的活菌总数，其中葡萄糖、蔗糖和麦芽糖为碳源时芽孢杆菌的生长明显优于玉米淀粉，利用前3种碳源发酵后，芽孢杆菌活菌数超过2.2x10CFU/ml，而利用玉米淀粉时其活菌数在0.9x10
10
CFU/ml以下，说明芽孢杆菌利用单糖和二糖的能力优于淀粉，因此芽孢杆菌生长的最佳碳源是葡萄糖，其次是蔗糖和麦芽糖。
[0030]优选地，所述在对氮源进行优化过程中，以1％葡萄糖为碳源，分别以1％尿素、氯化铵、牛肉膏、酵母抽提物、胰蛋白胨为氮源制成发酵培养基，可知有机氮源效果要明显优于无机氮源，利用有机氮源发酵后，芽孢杆菌活菌数都超过2.2x10
10
CFU/ml，而利用无机氮源时的活菌数在1.0x10
10
CFU/ml以下，说明该芽孢杆菌利用有机氮源的能力优于无机氮源，芽孢杆菌生长的最适氮源是酵母抽提物，这与酵母抽提物富含氨基酸、小肽、核苷酸、B族维生素等生长因子有关。
[0031]优选地，所述在对无机盐进行优化过程中，分别以1％葡萄糖和1％酵母抽提物为碳源和氮源，以不加无机盐为空白，在此基础上分别加入0.5％的硫酸锰、硫酸镁、硫酸亚铁、氯化钠及氯化钙，其中镁离子对芽孢杆菌的生长有一定的促进作用，其菌的生物量为对照组的1.2倍，铁、钙、锰和钠离子对芽孢杆菌的生长有抑制作用，其菌的生长量仅为对照的91.3％、76.5％、70.5％、36.2％。
[0032]优选地，所述培养基中各组分之间有一定的内在关系，在单因素实验的基础上，采用正交实验以寻求培养基中各组分的最佳配比，可以得出因子对活菌含量影响大小为酵母抽提物＞葡萄糖＞硫酸镁，其中酵母抽提物的显著性要比葡萄糖要高，硫酸镁为差异性不显著因素，为验证，进行3次平行试验，测得活菌总数为4.49x10
10
CFU/ml，因此确定地衣芽孢杆菌最佳培养基为葡萄糖1.5％酵母抽提物1.0％硫酸镁0.1％。
[0033]一种芽孢杆菌的发酵培养基及其发酵工艺，所述发酵工艺为：
[0034](1)生长曲线测定
[0035]按1％的接种量接入优化培养基(装液量100ml/250ml的三角瓶)中，放入37℃恒温的培养箱内部，转速160r/min，培养时间24小时，自接种后每2h测定菌液的生物量，并用未
接种的培养基作为空白对照。
[0036]发酵培养0
‑
2h后芽孢杆菌的生长停滞期，菌体数量极少，自2h以后进入对数生长期，菌体数量急剧增多，在16h达到生长高峰期，12～15h为地衣芽孢杆菌生长的稳定期，菌体生长缓慢，自16h后菌体数量开始减少，芽孢杆菌进入生长衰亡期，因此，采用12
‑
16h时的菌液作为种子液较合适，此时芽孢杆菌为对数生长末期，既可保持高的细胞活力，又可获得尽可能多的细胞数。
[0037]2)初始PH
[0038]PH主要通过影响菌体细胞膜电荷、膜渗透性及营养物质离子化程度，从而影响菌体对养分的吸收，由于摇瓶发酵过程中的PH难以控制，只能控制发酵液的初始pH，因此，将初始pH分别调至5.5、6.0、6.5、7.0、7.5和8.0，摇瓶培养16h后测其生物量，在初始pH5.5～8范围内芽孢杆菌均可良好生长，PH为6.5时生长最好，说明芽孢杆菌对pH的适应性较宽，但随pH的增大，生物量呈下降趋势。
[0039](3)温度
[0040]温度主要通过改变酶反应速率来影响菌体的生长。一般培养基温度升高，酶反应速率增大，生长代谢加快，生产期提前，但酶很容易本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种芽孢杆菌的发酵培养基及其发酵工艺，其特征在于，包括以下步骤：S1：备好以下实验材料：1)菌种芽孢杆菌菌种；2)培养基种子培养基：酵母蛋白陈1％、酵母抽提物5％、氯化钠1％、PH值6.5；发酵培养基：蔗糖1％、酵母蛋白陈1％、氯化钠0.5％、PH值7.0；3)主要试剂蔗糖、葡萄糖、玉米淀粉、麦芽糖、玉米浆粉、胰蛋白胨、酵母抽提物(膏)、牛肉膏、黄豆饼粉、尿素；S2：培养方法1)菌种活化将保存的菌种转接到培养基内部，并将培养基放置在37℃恒温的培养箱内部培养24小时进行备用；2)制备种子液取一环活化的菌种，接入体积为100ml种子培养基的250ml三角瓶中，放入37℃恒温的培养箱内部，转速160r/min，培养时间18小时；3)摇瓶培养种子液以1％的接种量接入发酵培养基(装液量100ml/250ml的三角瓶)中，温度37℃，转速160r/min，振荡培养24小时进行单因素的发酵条件研究。S3：发酵培养基单因素实验1)碳源分别用1％葡萄糖、玉米淀粉和麦芽糖等量替代发酵培养基中的蔗糖制成培养基，采用摇瓶发酵培养条件，24h后测定发酵液中的活菌含量以确定最佳碳源。2)氮源分别用1％酵母抽提物、牛肉膏、尿素、氯化铵替代基础发酵液1％的胰蛋白胨，采用摇瓶发酵培养条件，24h后测定发酵液中的活菌含量，以确定最佳氮源。3)无机盐分别用0.5％硫酸锰、硫酸镁、硫酸亚铁、氯化钙及不加无机盐的空白，替代等量的发酵培养基中氯化钠(0.5％)，采用摇瓶发酵培养条件，24h后测定发酵液中的活菌总数，以确定最佳无机盐。2.根据权利要求1所述的一种芽孢杆菌的发酵培养基及其发酵工艺，其特征在于，所述将筛选出的最优碳源、氮源和无机盐的3个重要因素进行分析统计优化处理，并且在优化的过程中对最佳发酵时间、温度、初始PH值接种量进行逐一优化处理。3.根据权利要求2所述的一种芽孢杆菌的发酵培养基及其发酵工艺，其特征在于，所述在对碳源进行优化过程中，分别以1％葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、和玉米淀粉作为碳源，其他组分均相同进行发酵，测定发酵液中的活菌总数，其中葡萄糖、蔗糖和麦芽糖为碳源时芽孢杆菌的生长明显优于玉米淀粉，利用前3种碳源发酵后，芽孢杆菌活菌数超过2.2x10CFU/ml，而利用玉米淀粉时其活菌数在0.9x10
10
CFU/ml以下，说明芽孢杆菌利用单糖和二糖的能力
优于淀粉，因此芽孢杆菌生长的最佳碳源是葡萄糖，其次是蔗糖和麦芽糖。4.根据权利要求1所述的一种芽孢杆菌的发酵培养基及其发酵工艺，其特征在于，所述在对氮源进行优化过程中，以1％葡萄糖为碳源，分别以1％尿素、氯化铵、牛肉膏、酵母抽提物、胰蛋白胨为氮源制成发酵培养基，可知有机氮源效果要明显优于无机氮源，利用有机氮源发酵后，芽孢杆菌活菌数都超过2.2x10
10
CFU/ml，而利用无机氮源时的活菌数在1.0x10
10
CFU/ml以下，说明该芽孢杆菌利用有机氮源的能力优于无机氮源，芽孢杆菌生长的最适氮源是酵母抽提物，这与酵母抽提物富含氨基酸、小肽、核苷酸、B族维生素等生长因子有关。5.根据权利要求1所述的一种芽孢杆菌的发酵培养基及其发酵工艺，其特征在于，所述在对无机盐进行优化过程中，分别以1％葡萄糖和1％酵母抽提物为碳源和氮源，以...

【专利技术属性】
技术研发人员：方文棋，谭文俊，黄钦耿，黄炜乾，唐谢芳，王珍珍，吴森雨，蒋顺进，
申请(专利权)人：清远一生自然生物研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：