一种菌体回收方法及用于菌体回收的絮凝组合物的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种菌体回收方法及用于菌体回收的絮凝组合物，所述菌体回收方法包括以下步骤：调节菌体发酵液的pH值至6.5-7.0；依次加入适量的硅藻土，磷酸氢二钠，氯化钙，聚丙烯酰胺溶液，混合均匀，菌体絮凝成团；将絮凝成团的菌体分离出来，得到活性菌泥；干燥所述活性菌泥，得到菌粉。采用本发明所提供的菌体回收方法及絮凝组合物，大大简化地简化了生产流程并能大幅度节约能耗，而且能提高活性菌体的收得率。
【专利说明】一种菌体回收方法及用于菌体回收的絮凝组合物
【技术领域】
[0001]本发明涉及生物【技术领域】，尤其涉及一种菌体回收方法及用于菌体回收的絮凝组合物。
【背景技术】
[0002]活菌制剂所含的营养物质极为丰富，现有技术中，越来越多将活菌制剂用于添加到食品、饲料等中。在活菌制剂的生产过程中，一般采用液体培养法，而其主要困难在于活菌培养液中菌体的收集。比如，丁酸梭菌活菌制剂作为饲用微生物添加剂正在被越来越多的饲料厂采用。在丁酸梭菌活菌制剂的生产中，由于丁酸梭菌不能耐受高速离心力，如果通过离心收集活性菌体时必须采用低速离心，发酵培养液直接低速离心式不可能分离出菌体细胞的。如果使用离心喷雾干燥的方法，同样由于菌体不能耐受高速离心力，产品的加工收率往往很低，一般只有40%左右。而采用冷冻干燥方法的话，由于水分蒸发量大，动力成本往往很高。
[0003]因此，现有技术还有待发展。
【发明内容】
[0004]鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种菌体回收方法及用于菌体回收的絮凝组合物，旨在解决现有活菌制剂制备过程中菌体回收困难问题。
[0005]本发明的技术方 案如下:
一种菌体回收方法，其中，所述菌体回收方法，包括以下步骤:
a.调节菌体发酵液的pH值至6.5-7.0 ；
b.依次加入适量的硅藻土，磷酸氢二钠，氯化钙，聚丙烯酰胺，混合均匀，菌体絮凝成
团；
c.将絮凝成团的菌体分离出来，得到活性菌泥；
d.干燥所述活性菌泥，得到菌粉。
[0006]所述的菌体回收方法，其中，所述步骤b具体为:
依次硅藻土、磷酸氢二钠和无水氯化钙，搅拌混合均匀，菌体絮凝聚集形成菌体絮凝体；加入聚丙烯酰胺，使用空气混合均匀，静置10分钟以上，菌体絮凝体形成絮凝团。
[0007]所述的菌体回收方法，其中，所述步骤c中，分离的方式采用压滤或低速度离心的方式。
[0008]所述的菌体回收方法，其中，所述压滤的过程为用压缩空气将发酵液压入板框，进行过滤，再用压缩空气通过隔膜施压压滤。
[0009]所述的菌体回收方法，其中，所述步骤d中，干燥的方式采用冷冻干燥或加热烘干的方式。
[0010]所述的菌体回收方法，其中，按照每升菌体发酵液算，硅藻土占菌体发酵液重量的O~4.0%，磷酸氢二钠占0.7~3.0%，氯化钙占0.5~2.0%，聚丙烯酰胺占20-100ppm ；所述聚丙烯酰胺预先用热水溶解配制成浓度为0.1-6%的聚丙烯酰胺溶液后再使用。
[0011]所述的菌体回收方法，其中，按照每升菌体发酵液算，硅藻土占菌体发酵液重量的1-2%，磷酸氢二钠占1.5%，氯化钙占1.0%，聚丙烯酰胺占30ppm。
[0012]所述的菌体回收方法，其中，所述步骤a中，采用液碱对菌体发酵液进行调节。
[0013]一种用于菌体回收的絮凝组合物，其中，其原料组成包括，硅藻土，磷酸氢二钠，氯化钙，聚丙烯酰胺溶液；
按照每升菌体发酵液算，硅藻土占菌体发酵液重量的0-4.0%，磷酸氢二钠占
0.7~3.0%，氯化钙占0.5~2.0%，聚丙烯酰胺占20-100ppm ；
所述聚丙烯酰胺溶液为浓度为0.1-6%的聚丙烯酰胺溶液。
[0014]所述的用于菌体回收的絮凝组合物，其中，按照每升菌体发酵液算，硅藻土占菌体发酵液重量的1_2%，磷酸氢二钠占1.5%，氯化钙占1.0%，聚丙烯酰胺占30ppm。
[0015]有益效果:本发明所提供一种菌体回收方法及用于菌体回收的絮凝组合物，所述絮凝组合物包括无机絮凝剂和高分子有机絮凝剂，所述菌体回收方法是先在发酵液中添加无机絮凝剂，形成小的絮凝体，再添加有机高分子絮凝剂，将小的菌体絮凝体连接在一起，形成大的絮凝团，就可以通过压滤或低速度离心的方式，轻易地收集得到活性菌泥，将此活性菌泥干燥后，就完成了活菌制剂的收集和制备。采用本发明所提供的菌体回收方法及絮凝组合物，大大简化地简化了生产流程并能大幅度节约能耗，而且能提高活性菌体的收得率。
【具体实施方式】
[0016]本发明提供一种菌体回收方法及用于菌体回收的絮凝组合物，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0017]由于微生物细胞表面带有电荷，本发明所提供的一种菌体回收方法，先在发酵液中添加无机絮凝剂，可以中和菌体表面电荷，因而菌体可以絮凝即聚集在一起，形成小的絮凝体；然后继续添加有机高分子絮凝剂，可以通过絮凝架桥作用，将小的菌体絮凝体连接在一起，形成大的絮凝团。最后，菌体絮凝成团后，就可以通过压滤或低速度离心的方式，轻易地收集得到活性菌泥，将此活性菌泥干燥后，就完成了活菌制剂的收集和制备。活性菌泥的干燥可以采取冷冻干燥或直接烘干的方式进行。采用本发明所提供的菌体回收方法，大大简化地简化了生产流程并能大幅度节约能耗，而且能提高活性菌体的收得率。
[0018]具体地，所述菌体回收方法，包括以下步骤:
调节菌体发酵液的PH值至6.5-7.0 ；
依次加入适量的硅藻土，磷酸氢二钠，氯化钙，聚丙烯酰胺，使用空气混匀，使菌体絮凝成团；
将絮凝成团的菌体分离出来，得到活性菌泥；
干燥所述活性菌泥，得到菌粉。
[0019]其中，在调节发酵液pH值时，优选为采用液碱调节，采用液态酸碱能快速地融入发酵液中，节省调节酸碱的时间。所述液碱优选为使用液体氢氧化钠。
[0020]在加入絮凝剂的过程中，磷酸氢二钠溶解需要时间，需要待其充分溶解后再加入氯化钙。所述聚丙烯酰胺需要预先用热水溶解聚丙烯酰胺配制成浓度为0.1-6%的聚丙烯酰胺溶液。优选地，所述絮凝剂的添加量按照每升发酵液算，添加占发酵液重量0-4.0%的硅藻土，0.7~3.0%的磷酸氢二钠，0.5~2.0%的氯化钙，20-100ppm的聚丙烯酰胺。最为优选的方法中，所述絮凝剂的添加量按照每升发酵液算，添加占发酵液重量1-2%的硅藻土，
1.5%的磷酸氢二钠，1.0%的氯化钙，30ppm的浓度为3%聚丙烯酰胺溶液。采用此最优选方案的絮凝剂添加量，剂量低，且菌体絮凝效果最好。在所添加的絮凝剂中，硅藻土、磷酸氢二钠和无水氯化钙为无机絮凝剂，聚丙烯酰胺溶液为高分子有机絮凝剂。在添加絮凝剂的过程中，当硅藻土、磷酸氢二钠和无水氯化钙添加完毕后，待此三种物质经过搅拌混合均匀后，菌体可以絮凝聚集在一起，形成小的絮凝体；然后再加入高分子有机絮凝剂聚丙烯酰胺溶液，混合均匀后，静置10分钟以上，在此静置过程中，通过絮凝架桥作用，将小的菌体絮凝体连接在一起，形成大的絮凝团。
[0021]所述使用空气混合均匀的过程是将空气通入装有发酵液的容器内(发酵罐或絮凝罐)，由空气带动液体翻动，由于空气翻动的剪切力远小于机械搅拌的剪切力，不会造成絮凝体的破碎。
[0022]将絮凝成团的菌体分离出来的过程可以通过压滤或低速度离心的方式，轻易地收集得到活性菌泥。所述压滤的过程可以为用压缩空气将发酵液从罐中压入板框，进行过滤，进料结束后用压缩空气通过隔膜施压压滤，待滤饼成型后，收集滤饼。
[0023]所述干燥活性菌泥的过程，可以根据菌体的特性，采取冷冻干燥或加热烘干的方式进行。所述烘干的过程要将温度控制在4(T65°C。烘干过程中温度不能过高，否则容易影响菌体的活性。
[0024]本发明中还提供一种用于菌体回收的絮凝组合物，所述用于菌体回收的絮凝组合物的原料组成包括，硅藻土，磷酸氢二钠，氯化钙，聚丙烯酰胺溶液。其中，用于菌体回收的絮凝组合物中每项原料的添加量，按照每升发酵液算，分别占菌体发酵液重量0-4.0%的硅藻土，0.7~3.0%的磷酸氢二钠，0.5~2.0%的氯化钙，20-100ppm的聚丙烯酰胺。其中，所述聚丙烯酰胺预先用热水溶解配制成浓度为0.1-6%的聚丙烯酰胺溶液后再使用。
[0025]下面以丁酸梭菌发酵液和芽孢杆菌发酵液为例，对本发明作进一步说明，但本发明不限于以下实施例的举例。
[0026]实施例1
取350升的丁酸梭菌发酵液，发酵液芽孢浓度为12亿CFU/毫升。
[0027]调节丁酸梭菌发酵液的pH值至6.5，依次加入适量的硅藻土 3.5公斤，磷酸氢二钠
5.25公斤，氯化钙3.5公斤，待前述物质搅拌混合均匀，菌体充分絮凝后，加入3%聚丙烯酰胺溶液350毫升，向絮凝罐中通入空气使液体翻动约5分钟后，静置十分钟以上，使菌体絮凝成团，即可进行压滤或离心。本实施例中采用压滤的方式分离菌体絮凝团，其中，所得滤饼的湿重为24公斤。将所述滤饼在50°C下烘干5个小时，得到菌粉重量10.5公斤，经检测，菌粉的含菌量为300亿CFU/毫升，其收得率在75%以上。
[0028]实施例2
取3500升的丁酸梭菌发酵液，发酵液芽孢浓度为15亿CFU/毫升。
[0029]调节丁酸梭菌发酵液的pH值至6.5，依次加入适量的硅藻土 70公斤，磷酸氢二钠
52.5公斤，氯化钙35公斤，待前述物质搅拌混合均匀，菌体充分絮凝后，加入3%聚丙烯酰胺溶液3500毫升，向絮凝罐中通入空气使液体翻动约5分钟后，静置十分钟以上，使菌体絮凝成团，即可进行压滤或离心。本实施例中采用压滤的方式分离菌体絮凝团，其中，所得滤饼的湿重为290公斤。将所述滤饼在50°C下烘干5个小时，得到菌粉重量136公斤，经检测，菌粉的含菌量为300亿CFU/毫升，其收得率在77%以上。
[0030]实施例3
取350升的枯草芽孢杆菌发酵液，发酵液芽孢浓度为100亿CFU/毫升。
[0031]调节枯草芽孢杆菌发酵液的pH值至7.0，依次加入适量的硅藻土 1.75公斤，磷酸氢二钠7公斤，氯化钙3.5公斤，待前述物质搅拌混合均匀，菌体充分絮凝后，加入6%聚丙烯酰胺溶液175毫升，向絮凝罐中通入空气使液体翻动约5分钟后，静置十分钟以上，使菌体絮凝成团，即可进行压滤或离心。本实施例中采用压滤的方式分离菌体絮凝团，其中，所得滤饼的湿重为47公斤。将所述滤饼在45°C的烘箱中烘干6个小时，得到菌粉重量26公斤，经检测，菌粉的含菌量为1000亿CFU/毫升，其收得率在74%以上。
[0032]实施例4
取3500升的地衣芽孢杆菌发酵液，发酵液芽孢浓度为150亿CFU/毫升。调节芽孢杆菌发酵液的PH值至6.5，依次加入适量的硅藻土 140公斤，磷酸氢二钠105公斤，氯化钙140公斤，待前述物质搅拌混合均匀，菌体充分絮凝后，加入0.1%聚丙烯酰胺溶液7500毫升，向絮凝罐中通入空气使液体翻动约5分钟后，静置十分钟以上，使菌体絮凝成团，即可进行压滤或离心。本实施例中采用压滤的方式分离菌体絮凝团，其中，所得滤饼的湿重为550公斤。将所述滤饼在65°C烘箱中烘干4个小时，得到菌粉重量320公斤，经检测，菌粉的含菌量为1200亿CFU/毫升，其收得率在73%以上。
[0033]综上所述，本发明所提供一种新的菌体回收方法及用于菌体回收的絮凝组合物，所述絮凝组合物包括无机絮凝剂和高分子有机絮凝剂，所述菌体回收方法是先在发酵液中添加无机絮凝剂，形成小的絮凝体`，再添加有机高分子絮凝剂，将小的菌体絮凝体连接在一起，形成大的絮凝团，就可以通过压滤或低速度离心的方式，轻易地收集得到活性菌泥，将此活性菌泥干燥后，就完成了活菌制剂的收集和制备。采用本发明所提供的菌体回收方法及絮凝组合物，大大简化地简化了生产流程并能大幅度节约能耗，而且能提高活性菌体的收得率。
[0034]应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
【权利要求】
1.一种菌体回收方法，其特征在于，所述菌体回收方法，包括以下步骤: a.调节菌体发酵液的pH值至6.5-7.0 ； b.依次加入适量的硅藻土，磷酸氢二钠，氯化钙，聚丙烯酰胺，混合均匀，菌体絮凝成团； c.将絮凝成团的菌体分离出来，得到活性菌泥； d.干燥所述活性菌泥，得到菌粉。
2.根据权利要求1所述的菌体回收方法，其特征在于，所述步骤b具体为: 依次硅藻土、磷酸氢二钠和无水氯化钙，搅拌混合均匀，菌体絮凝聚集形成菌体絮凝体；加入聚丙烯酰胺，使用空气混合均匀，静置10分钟以上，菌体絮凝体形成絮凝团。
3.根据权利要求1所述的菌体回收方法，其特征在于，所述步骤c中，分离的方式采用压滤或低速度离心的方式。
4.根据权利要求3所述的菌体回收方法，其特征在于，所述压滤的过程为用压缩空气将发酵液压入板框，进行过滤，再用压缩空气通过隔膜施压压滤。
5.根据权利要求1所述的菌体回收方法，其特征在于，所述步骤d中，干燥的方式采用冷冻干燥或加热烘干的方式。
6.根据权利要求1~5任一所述的菌体回收方法，其特征在于，按照每升菌体发酵液算，硅藻土占菌体发酵液重量的0-4.0%，磷酸氢二钠占0.7^3.0%，氯化钙占0.5^2.0%，聚丙烯酰胺占 20-1OOppm; 所述聚丙烯酰胺预先用热水溶解配制成浓度为0.1~6%的聚丙烯酰胺溶液后再使用。
7.根据权利要求6所述的菌体回收方法，其特征在于，按照每升菌体发酵液算，硅藻土占菌体发酵液重量的1_2%，磷酸氢二钠占1.5%，氯化钙占1.0%，聚丙烯酰胺占30ppm。
8.根据权利要求1所述的菌体回收方法，其特征在于，所述步骤a中，采用液碱或液酸对菌体发酵液进行调节。
9.一种用于菌体回收的絮凝组合物，其特征在于，其原料组成包括，硅藻土，磷酸氢二钠，氯化钙，聚丙烯酰胺溶液； 按照每升菌体发酵液算，硅藻土占菌体发酵液重量的0-4.0%，磷酸氢二钠占0.7~3.0%，氯化钙占0.5~2.0%，聚丙烯酰胺占20-100ppm ； 所述聚丙烯酰胺溶液为浓度为0.1~6%的聚丙烯酰胺溶液。
10.根据权利要求9所述的用于菌体回收的絮凝组合物，其特征在于，按照每升菌体发酵液算，硅藻土占菌体发酵液重量的1_2%，磷酸氢二钠占1.5%，氯化钙占1.0%，聚丙烯酰胺占 30ppm。
【文档编号】C08K3/34GK103725615SQ201310742181
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年12月30日 优先权日:2013年12月30日
【发明者】付幸福, 周玉岩, 逯佩凤, 曾文年, 叶嘉进 申请人:广东海纳川药业股份有限公司