利用食品工业废料生产乳酸链球菌素的方法与流程

文档序号:13026911阅读:905来源:国知局

本发明涉及微生物发酵技术领域,具体涉及一种利用食品工业废料生产乳酸链球菌素的方法。



背景技术:

nisin(groupninhibitorysubstance),亦称为乳酸链球菌素(肽),乳链菌肽,是由乳酸链球菌(streptococcuslactis)或乳酸乳球菌(lactococcuslactis)部分菌株发酵产生的一类小分子多肽类化合物。它能有效地抑制引起食品腐败的革兰氏阳性细菌及其孢子的生长,延长食品货架期。同时,nisin容易被人体消化道中的一些蛋白酶所降解,不会在人体内蓄积,是世界公认安全的天然防腐剂。

nisin的生产是与菌株的生长密切相关的,有研究表明,nisin的合成发生在菌株进入对数生长期,当菌株进入稳定期,nisin的合成也停止了,表现为初级代谢动力学特征。乳酸菌对发酵培养基的营养比较挑剔,nisin生产常用的碳源主要有蔗糖和葡萄糖。在实际生产中,蔗糖被认为是最好的碳源。氮源是影响nisin的发酵水平的重要因素,通常认为大豆蛋白胨、酵母粉、鱼粉、棉子粉、胰蛋白胨、酪蛋白胨为生产nisin的理想氮源。但上述原料价格昂贵,势必增加生产成本,选择廉价的碳、氮源很有必要。

木糖醇渣是生产木糖醇的废弃物,原料是玉米芯,原料含糖量54%,经提取木糖醇后含糖量仍有20%左右,主要成分是葡萄糖和果糖,目前尚未用于发酵工业的碳源材料,一直被废弃用于锅炉燃料。

玉米浆也就是玉米浸泡废水,是生产淀粉糖过程中所产生的废弃物,玉米浆中玉米浆中含有丰富的可溶性蛋白、生长素和一些前体物质,并且含有酵母菌、乳酸菌等,为乳酸链球菌菌株生长提供丰富能量,又能大大降低生产过程中酵母的使用量,并且提取乳酸链球菌素以后可以和其他残夜被制成乳酸钠,作为乳酸链球菌素的副产品。

豆渣是生产大豆蛋白过程中的残渣,蛋白含量19%。原来一直被用于低价值饲料使用,如果将豆渣加入发酵液可以给乳酸链球菌提供氮源,可降低乳酸链球菌素的生产成本,属于资源综合利用。



技术实现要素:

针对现有技术存在的不足,本发明提供了一种利用食品工业废料生产乳酸链球菌素的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:

一种利用食品工业废料生产乳酸链球菌素的方法,采用玉米浆、木糖醇渣和大豆蛋白被提取后的豆渣制作基础发酵液,结合部分蔗糖和酵母经过发酵生产乳酸链球菌素,具体方法步骤为:。

菌株采用乳酸链球菌e-15;种子培养基的组成:每升种子培养基中含有蔗糖5~20g,含有酵母粉5~10g,含有蛋白胨5~10g,含有k2hpo41~10g,含有mgso40.1~0.5g,含有nacl1~5g;发酵培养基组成:玉米浆80~120g/l;木糖醇渣120~180g/l;豆渣30~80g/l,k2hpo41~10g/l,mgso40.1~0.5g/l,nacl1~5g/l,吐温800.1~1.0g/l;种子在三角瓶中培养,发酵在三角瓶或发酵罐中进行,种子和发酵培养基灭菌温度为110~130℃,发酵过程转速为40~100rpm,采用一次投料发酵,用20-30%的naoh控制ph5.0~7.0,发酵周期为30小时。

上述培养条件为28℃~37℃下静止培养或50~120rpm摇床培养,发酵罐培养条件为关闭进气或少量通气条件下培养。

上述乳酸链球菌e-15是以乳酸链球菌atcc11454为出发菌株,经紫外线、微波、亚硝酸钠及亚硝基胍复合诱变处理,并采用nisin作为抗性筛选剂,结合双层琼脂扩散法,最终选育出一株nisin高产菌株,将其命名为乳酸链球菌e-15。

本发明利用多种食品工业废料发酵生产乳酸链球菌素,代替或者部分代替蔗糖、酵母粉、蛋白胨等原料,大幅度降低生产成本的同时,变废为宝,很大程度上减少甚至消除废物无害化处理所产生的成本,达到资源综合利用的目的,同时为这些工业废料处理提供了一种环保途径,本发明实现了废料循环使用,即保护了环境,也实现了生产成本的大幅度降低。

具体实施方式

例1

一种利用食品工业废料生产乳酸链球菌素的方法,菌株采用乳酸链球菌e-15;种子培养基的组成:

种子培养基(每l):酵母粉3g,氯化钠1g,蔗糖5g,蛋白胨3g,磷酸氢二钾6g,硫酸镁0.1g/l;用三角瓶培养种子,装液量为100ml/300ml。在35℃、70rpm条件下摇床培养10h;

发酵培养基(每l):玉米浆30g,豆渣10g,木糖醇渣10g,氯化钠1g,磷酸氢二钾5g,硫酸镁0.1g,吐温-801g;在10l发酵罐中进行分批发酵,接种量为10%,发酵过程中通过流加20%液碱,控制ph6.5左右,关闭通气培养搅拌转速50rpm,温度35℃,种子和发酵培养基灭菌温度为121℃,采用一次投料发酵,用20%的naoh控制ph6.5,发酵周期为30小时,最终乳酸链球菌素效价4378iu/ml。

例2

一种利用食品工业废料生产乳酸链球菌素的方法,菌株采用乳酸链球菌e-15;种子培养基的组成:

种子培养基(每l):酵母粉3g,氯化钠1g,蔗糖5g,蛋白胨3g,磷酸氢二钾6g,硫酸镁0.1g/l;用三角瓶培养种子,装液量为100ml/300ml。在35℃、70rpm条件下摇床培养10h;

发酵培养基(每l);玉米浆30g,豆渣10g,蔗糖10g,氯化钠1g,磷酸氢二钾5g,硫酸镁0.1g,吐温-801g;在10l发酵罐中进行分批发酵,接种量为10%,发酵过程中通过流加20%液碱控制ph6.5左右,关闭通气培养,搅拌转速50rpm,温度35℃,最终乳酸链球菌素效价4832iu/ml。



技术特征:

技术总结
利用食品工业废料生产乳酸链球菌素的方法,其特征是采用玉米浆、木糖醇渣和大豆蛋白被提取后的豆渣制作基础发酵液,结合部分蔗糖和酵母经过发酵生产乳酸链球菌素。本发明利用多种食品工业废料发酵生产乳酸链球菌素,代替或者部分代替蔗糖、酵母粉、蛋白胨等原料,大幅度降低生产成本的同时,变废为宝,很大程度上减少甚至消除废物无害化处理所产生的成本,达到资源综合利用的目的,同时为这些工业废料处理提供了一种环保途径,本发明实现了废料循环使用,即保护了环境,也实现了生产成本的大幅度降低。

技术研发人员:许宸华;李波;陈卫良
受保护的技术使用者:伟日(山东)生物科技有限公司
技术研发日:2017.06.08
技术公布日:2017.11.28
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