一種高密度培養芽孢桿菌的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于農業生物技術領域，具體涉及一種利用豆制品加工中產生的副產物黃漿水來高密度培養芽孢桿菌的方法。
【背景技術】
[0002]芽孢桿菌是一類產芽孢的革蘭氏陽性細菌，在其生長過程中可產生枯草菌素、多粘菌素、短桿菌肽等活性物質，對腸道或植物致病菌具有明顯的抑制作用，通過降低腸道環境中游離氧、促進乳酸菌等益生微生物的生長、腸道免疫調節等發揮益生作用。目前芽孢桿菌屬中的枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、凝結芽孢桿菌等菌種被廣泛應用在農業植保、畜牧飼養業、環保三廢處理等領域。目前已有大量的研究報道了高密度培養芽孢桿菌的方法，其中《一種高密度培養高活菌數枯草芽孢桿菌的方法》(CN20121054413.X)可到達108cfu/mL以上，《一種高密度培養枯草芽孢桿菌的方法》(CN201210056296.X)、《一種高密度培養多粘類芽孢桿菌的方法》(CN201210056279.6)是以可溶性淀粉為碳源，蛋白胨為氮源，培養后的枯草芽孢桿菌和多粘類芽孢桿菌數量分別可達到19 cfu/mL以上，而這些高密度培養方法都是以水作為溶劑，添加一定量的碳源、氮源和無機鹽組成，經過振蕩培養而收獲菌體。
[0003]黃漿水是傳統豆制品(豆腐、豆腐干、腐乳、豆腐皮)等生產過程中壓濾成型后排出的廢水，又稱乳清廢水。我國大豆制品的年消費量接近1000萬噸，而在大豆制品加工過程中產生的黃漿水，總量大約為豆重的5.5?7倍。黃漿水含有大量的大豆低聚糖、蛋白質和其他生長因子，豆制品加工過程中黃漿水的隨意排放，不但造成了能源的大量浪費，同時還污染了環境。利用黃漿水作為培養基原料來培養微生物或生產活性物質不僅有效降低了了生產的成本，同時還可以起到變廢為寶的目的，提高黃漿水的工業附加值。

【發明內容】

[0004]本發明旨在解決豆制品加工過程產生的黃漿水的利用問題，利用液態發酵來培養芽孢桿菌，在大量獲取芽孢桿菌生物量的同時，降低微生物培養原料的成本，為此提供一種利用黃漿水來進行高密度培養芽孢桿菌的方法。
[0005]為了達到上述目的，本發明提供的技術方案為:
所述高密度培養芽孢桿菌的方法包括如下步驟:
(1)將保存的芽孢桿菌接種至活化培養基中，于30?42°C，轉速100?250rpm的條件下培養20?24 h，得活化后的芽孢桿菌；所述活化培養基由以下重量百分比的組分組成:可溶性淀粉0.5?1.5%、多價胨O?1.0%、氯化鈉O?0.5%、磷酸二氫鉀O?0.3%、磷酸氫二鉀O?0.3%，其余為黃漿水；
(2)將活化后的芽孢桿菌按I?5%接種量接種至發酵培養基，于30?42°C，轉速100?250 rpm的條件下培養20?36 h ;所述發酵培養基由以下重量百分比的組分組成:可溶性淀粉0.5?1.5%、多價胨或牛肉膏O?1.0%、氯化鈉O?0.5%、磷酸二氫鉀O?0.3%、磷酸氫二鉀O?0.3%，硫酸鎂0.05?0.15%、碳酸鈣0.005?0.015%，硫酸錳0.05?0.15%，其余為黃漿水。
[0006]其中，所述芽孢桿菌為枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、凝結芽孢桿菌或淀粉液化芽孢桿菌。
[0007]優選地，所述活化培養基和發酵培養基中的黃漿水是將新鮮黃漿水離心后的上清液。
[0008]優選地,所述離心時的轉速為5000 rpm ο
[0009]優選地，所述發酵培養基的pH值為6.0?8.0。
[0010]本發明方法培養的芽孢桿菌的細胞生物量達到1ltl個/mL以上，比目前普遍的培養結果至少高出10倍以上。
[0011]與現有技術相比，本發明的有益效果為:
(1)芽孢桿菌的發酵生產多以豆柏為生產原料，生產成本高，而對黃漿水的利用比較滯后，本發明將黃漿水作為一種新的原料來生產芽孢桿菌，可大幅降低芽孢桿菌的高密度培養成本；
(2)利用本方法培養的芽孢桿菌，活菌數可達到101(lCfU/mL以上，提高了原料利用效率；
(3)解決了豆制品加工過程中黃漿水的利用問題，提高了豆制品加工業的工業附加值。
【具體實施方式】
[0012]實施例1
(I)活化培養:將斜面中保存的芽孢桿菌接種至活化培養基中進行活化。活化培養基組成如下(按重量百分比):可溶性淀粉0.5?1.5%、多價胨O?1.0%、氯化鈉O?0.5%、磷酸二氫鉀O?0.3%、磷酸氫二鉀O?0.3%，黃漿水作為余量，攪拌均勻，加熱。待上述各組分溶解后，用I mol/L NaOH或HCl調節pH值至6.0?8.0，補充黃漿水至1000 mL。黃漿水的制備:將新鮮黃漿水進行離心，取上清液作為液體培養基原料。將配制好的培養基分裝至250 mL的三角瓶中，每瓶裝量為50 mL，用透氣封口膜封口，121°C高壓蒸汽滅菌30 min。活化培養條件為:30?42°C，轉速100?250 rpm，振蕩培養20?24 h。
[0013](2)發酵培養:將活化后的芽孢桿菌菌液按照I?5%接種量(v/v)接種至發酵培養基中。所述發酵培養基由以下原料組成(重量百分比):可溶性淀粉0.5?1.5%、多價胨O?1.0%、氯化鈉O?0.5%、磷酸二氫鉀O?0.3%、磷酸氫二鉀O?0.3%，硫酸鎂0.05?0.15%、碳酸鈣0.005?0.015%，硫酸錳0.05?0.15%，黃漿水作為余量，調整pH值為6.0?8.0。發酵培養條件為:培養溫度30?42°C，轉速100?250 rpm，接種量為I?5%(v/v)，振蕩培養20?36 h。
[0014]上述方法培養的芽孢桿菌的細胞生物量達到1ltl個/mL以上。
[0015]實施例2
(I)活化培養:將斜面中保存的芽孢桿菌接種至活化培養基中進行活化。活化培養基組成如下(按重量百分比):可溶性淀粉0.5?1.5%、多價胨O?1.0%、氯化鈉O?0.5%、磷酸二氫鉀O?0.3%、磷酸氫二鉀O?0.3%，黃漿水作為余量，攪拌均勻，加熱。待上述各組分溶解后，用I mol/L NaOH或HCl調節pH值至6.0?8.0，補充黃漿水至1000 mL。黃漿水的制備:將新鮮黃漿水進行離心，取上清液作為液體培養基原料。將配制好的培養基分裝至250 mL的三角瓶中，每瓶裝量為50 mL，用透氣封口膜封口，121°C高壓蒸汽滅菌30 min。活化培養條件為:30?42°C，轉速100?250 rpm，振蕩培養20?24 h。
[0016](2)發酵培養:將活化后的芽孢桿菌菌液按照I?5%接種量(v/v)接種至發酵培養基中。所述發酵培養基由以下原料組成(重量百分比):稱取玉米淀粉0.5?1.5%，牛肉膏O?1.0%，氯化鈉O?0.5%、磷酸二氫鉀O?0.3%、磷酸氫二鉀O?0.3%，硫酸鎂0.05?0.15%、碳酸鈣0.005?0.015%，硫酸錳0.05?0.15%，再加入黃漿水，攪拌均勻，加熱。待上述各組分溶解后，用I mol/L NaOH或HCl調節pH值至6.0?8.0，補充黃漿水至1000 mL。黃漿水的制備:將新鮮黃漿水進行離心，取上清液作為液體培養基原料。將配制好的培養基分裝至250 mL的三角瓶中，每瓶裝量為50 mL，用透氣封口膜封口，121°C高壓蒸汽滅菌30min。發酵培養條件為:培養溫度30?42°C，轉速100?250 rpm，接種量為I?10%(v/v)，振蕩培養20?36 h。
[0017]上述方法培養的芽孢桿菌的細胞生物量達到1ltl個/mL以上。
【主權項】
1.一種高密度培養芽孢桿菌的方法，其特征在于:所述方法包括如下步驟: 將保存的芽孢桿菌接種至活化培養基中，于30?42°C，轉速100?250 rpm的條件下培養20?24 h，得活化后的芽孢桿菌；所述活化培養基由以下重量百分比的組分組成:可溶性淀粉0.5?1.5%、多價胨O?1.0%、氯化鈉O?0.5%、磷酸二氫鉀O?0.3%、磷酸氫二鉀O?0.3%，其余為黃漿水； 將活化后的芽孢桿菌按I?5%接種量接種至發酵培養基，于30?42°C，轉速100?250 rpm的條件下培養20?36 h ;所述發酵培養基由以下重量百分比的組分組成:可溶性淀粉0.5?1.5%、多價胨或牛肉膏O?1.0%、氯化鈉O?0.5%、磷酸二氫鉀O?0.3%、磷酸氫二鉀O?0.3%，硫酸鎂0.05?0.15%、碳酸鈣0.005?0.015%，硫酸錳0.05?0.15%，其余為黃漿水。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述芽孢桿菌為枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、凝結芽孢桿菌或淀粉液化芽孢桿菌。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述活化培養基和發酵培養基中的黃漿水是將新鮮黃漿水離心后的上清液。
4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述離心時的轉速為5000?8000rpm。
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述發酵培養基的pH值為6.0?8.0。
6.一種芽孢桿菌發酵培養基，其特征在于，所述發酵培養基由以下重量百分比的組分組成:可溶性淀粉0.5?1.5%、多價胨或牛肉膏O?1.0%、氯化鈉O?0.5%、磷酸二氫鉀O?0.3%、磷酸氫二鉀O?0.3%，硫酸鎂0.05?0.15%、碳酸鈣0.005?0.015%，硫酸錳0.05?0.15%，其余為黃漿水。
7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，所述發酵培養基中的黃漿水是將新鮮黃漿水離心后的上清液。
8.如權利要求6所述的方法，其特征在于，所述離心時的轉速為5000?8000rpm。
9.如權利要求6所述的方法，其特征在于，所述發酵培養基的pH值為6.0?8.0。
【專利摘要】本發明公開了一種高密度培養芽孢桿菌的方法。所述方法是以枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、凝結芽孢桿菌、淀粉液化芽孢桿菌等芽孢桿菌中的一種為發酵菌種，經活化以后接種到發酵培養基中進行培養。與現有技術相比，本發明是利用食品豆制品加工中產生的黃漿水作為培養基原料，添加一定量的碳源、氮源和無機鹽，來進行芽孢桿菌的高密度培養，不僅提高了工業發酵過程中芽孢桿菌的活菌數，同時有效降低了芽孢桿菌高密度培養的成本，芽孢桿菌的細胞生物量可以達到1010個/mL以上，比目前報道的培養結果高出一到兩個數量級，提高了近百倍。
【IPC分類】C12R1-10, C12R1-125, C12R1-07, C12N1-20
【公開號】CN104651274
【申請號】CN201510045714
【發明人】周輝, 蔣立文, 周紅麗, 田云
【申請人】湖南農業大學
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2015年1月29日