本發明屬于發酵技術領域,特別是涉及一種冰城鏈霉菌發酵生產米爾貝霉素的培養基和培養方法。
背景技術:
米爾貝霉素是二十世紀70年代從鏈霉菌屬中分離得到的一類具有廣譜抗蟲活性的十六元大環內酯結構的天然產物,廣泛應用于農業和畜牧業的抗蟲藥物。
目前,國內米爾貝霉素的發酵生產采用三級發酵模式,該方式存在的主要問題有以下幾點:
1 米爾貝霉素發酵水平較低,其發酵水平維持在1g/L左右。
2 國內缺少米爾貝霉素發酵工藝的文獻報道。
3 米爾貝霉素發酵成本較高,降低了該產品的市場競爭力。
技術實現要素:
本發明的目的就在于克服上述現有技術的缺陷,提供一種發酵工藝簡單,有效提高發酵單位,同時最大限度的降低原輔料對發酵單位的影響,降低生產成本,且原輔料來源不受環境影響,保證其供應充足,實現米爾貝霉素穩定、高效生產的冰城鏈霉菌發酵生產米爾貝霉素的培養基。
本發明的另一目的是提供利用上述培養基生產米爾貝霉素的培養方法。
為實現上述目的所采取的技術方案為:
一種冰城鏈霉菌發酵生產米爾貝霉素的培養基,其特征在于包括一級種子培養基、二級種子培養基和發酵培養基,其中
所述一級種子培養基的組成為:
甜菜糖蜜3~7ml/L、麥芽糖6~10g/L、麥芽糖酶0.001~0.005g/L、配方魚粉8~12g/L、一浸豆粕粉6~10g/L、玉米漿10-14ml/L、硫酸銨0.5~0.9g/L、輕質碳酸鈣1~5g/L;
所述二級種子培養基的組成為:
甜菜糖蜜5~9ml/L、麥芽糖8~12g/L、麥芽糖酶0.002~0.006g/L、配方魚粉10~14g/L、一浸豆粕粉6~10g/L、玉米漿10-14ml/L、發酵豆腐干渣4-8g/L,硫酸銨0.5~0.9g/L、輕質碳酸鈣1~5g/L;
所述發酵培養基的組成為:
甜菜糖蜜8~12ml/L、麥芽糖11~15g/L、麥芽糖酶0.003~0.007g/L、配方魚粉13~17g/L、一浸豆粕粉9~13g/L、玉米漿12-16ml/L,發酵豆腐干渣6-10g/L、甜菜堿3~7g/L、硫酸銨0.5~0.9g/L、輕質碳酸鈣1~5g/L、磷酸二氫鉀0.07~0.11g/L、硫酸鎂0.02~0.06g/L、硫酸亞鐵0.06~0.1g/L、聚醚改性硅油0.5~0.9ml/L。
所述配方魚粉是指魚粉中含有5-10%的骨粉。
一種利用上述培養基發酵生產米爾貝霉素的培養方法,其特征在于工藝步驟為:
1) 一級種子培養:首先將一級種子培養基滅菌并冷卻至20~25℃,并用無菌空氣保壓,然后在火焰保護下,將已經培養好的冰城鏈霉菌母瓶發酵液按照0.1~0.2L/m3的接種量接入一級種子培養基中進行一級種子培養,至菌體濃度25~29%、培養時間35~37h移種;
2) 二級種子培養:首先將二級種子培養基滅菌并冷卻至20~25℃,并用無菌空氣保壓,將已經培養好的一級種子培養基移入二級種子培養基中進行二級種子培養,至菌體濃度35~40%、培養時間30~34h時移入發酵培養基;
3) 發酵培養:先將發酵培養基滅菌,冷卻至20~25℃,并用無菌空氣保壓,然后將培養好的二級種子液移入發酵培養基進行發酵培養,至菌體濃度35~40%、化學效價>1.5g/L時終止發酵。
所述一級種子培養基滅菌后的質量要求為:氨基氮35~45mg/L、溶磷100~120ug/ml、總糖5~10g/L;
所述二級種子培養基滅菌后的質量要求為:氨基氮40~50mg/L、溶磷80~100ug/ml、總糖10~15g/L;
所述發酵培養基滅菌后的質量要求為:氨基氮50~60mg/L、溶磷20~30ug/ml、總糖15~20g/L。
所述培養好的冰城鏈霉菌母瓶發酵液質量要求為:菌體濃度20~30%;鏡檢無雜菌。
所述一級種子培養條件為:罐壓0.03~0.05MPa;罐溫28~29℃;空氣流量:0~5h,采用空氣攪拌代替機械攪拌;6h~移種:20~40m3/h;攪拌轉速60~80r/min。
所述二級種子培養條件為:罐壓0.03~0.05MPa;罐溫28~30℃;空氣流量40~60m3/h;攪拌轉速70~90r/min。
所述發酵培養條件為:
a pH:初始pH,發酵培養基滅菌后pH控制在6~7,發酵過程中pH控制在5~7;
b 溫度:采用變溫控制工藝,
發酵時間0~70h:培養溫度27~28℃,
發酵時間71~200h:培養溫度28~29℃,
發酵時間201h~發酵結束:培養溫度27~28℃;
c 攪拌轉速:采用變頻攪拌控制工藝,
發酵時間0~70h:轉速控制在80-90r/min,
發酵時間71~200h:轉速控制在110-120r/min,
發酵時間201h~發酵結束:轉速控制在70-80r/min;
d 壓力控制:罐壓0.05~0.06MPa;
e 空氣流量:
發酵時間0~70h:100~150m3/h,
發酵時間71~200h:200~300m3/h,
發酵時間201h~發酵結束:150~200m3/h;
f 溶氧控制:
發酵前70h內,不控制溶氧,
發酵時間71~200h,溶氧控制在40%以上,
發酵時間201~發酵結束:溶氧控制在30%以上。
所述發酵過程中采用流加法進行補料,補料包括補增效劑、補水、補硫酸銨、補麥芽糖和pH控制,其中
a 補增效劑工藝控制:
在發酵周期分別達到120h,180h補入增效劑;
b補水工藝控制:
發酵前70h不用進行補水,
發酵時間在71~200h,當菌體濃度高于45%,加入滅菌水,要求控制發酵液菌體濃度在40~45%,每隔6~8h檢測發酵液菌體濃度,
發酵時間在201h~發酵結束,當菌體濃度高于40%,加入滅菌水,要求控制發酵液菌體濃度在35~40%,每隔6~8h檢測發酵液菌體濃度;
c 發酵過程pH控制工藝:
發酵前70h,pH不進行控制,
發酵時間在71~200h,若pH<6.0,采用流加法加入10~20%的氫氧化鈉,調節pH至6~7,若pH>7,采用流加法加入30%的硫酸溶液,調節pH至6~7,
發酵時間在201~發酵結束,若pH<6.2,加入10~20%的氫氧化鈉,調節pH控至6.2~6.6;若pH>6.6,加入30%的硫酸溶液,調節pH至6.3~6.6;
d 補入麥芽糖:
發酵前70h,總糖含量不進行控制,
發酵71h至200h:總糖含量<2g/L時,補入已滅菌的麥芽糖溶液,使總糖的含量控制在3~5g/L,
發酵201h至發酵結束:總糖含量<0.5g/L時,補入已滅菌的麥芽糖溶液,使總糖的含量控制在0.5~1g/L,
上述麥芽糖溶液中加入麥芽糖酶,其濃度控制在0.001~0.003%;
e 補硫酸銨:
在發酵120h和180h時補入10%的硫酸銨溶液,其用量控制在發酵液體積的0.01~0.03%。
所述增效劑為絲氨酸、谷氨酸和核黃素的水溶液,其各自濃度控制在0.001~0.005%;補料過程中,其用量為發酵液體積的0.01~0.03%。
本發明的技術優勢體現在:
1 本發明確認了冰城鏈霉菌發酵生產米爾貝霉素的種子培養基、發酵培養基中碳源、氮源和最佳配伍比例。特別是發酵培養基中添加了發酵豆腐渣,培養基中的碳源、氮源含有米爾貝霉素生物合成過程中所需的關鍵物質,保證了米爾貝霉素的技術效果。
2 本發明對種子培養、發酵培養的工藝進行了詳細的闡述,確認了米爾貝霉素最佳的發酵工藝和控制參數。通過本發明發酵生產米爾貝霉素,其發酵單位達到1.5g/L以上,同國內技術相比,發酵單位提高了50%以上。
3 本發明適用于規模化發酵生產米爾貝霉素,至少能夠滿足年產5噸米爾貝霉素的生產需求。
5 培養基中使用麥芽糖代替葡萄糖,避免出現葡萄糖碳化現象。
具體實施方法
下面用實例予以說明本發明,應該理解的是,實例是用于說明本發明而不是對本發明的限制。本發明的范圍與核心內容依據權利要求書加以確定。
下述實施例的菌種選用冰城鏈霉菌:生產使用的菌種來源為母瓶發酵液。母瓶發酵液質量要求為:菌體濃度20~30%;鏡檢無雜菌。
發酵豆腐干渣來源:寧夏金夏食品有限公司。發酵豆腐渣干為豆腐生產后的殘渣的發酵產物。目前,各種食品廠糟渣特別是豆腐渣含有豐富的營養,被處理之后利用具有很大的經濟效益。發酵過程中分泌與合成的大量活菌、蛋白質、氨基酸、各種生化酶、促生長因子等營養與激素類物質。
實施例1
一級種子培養:一級種子培養基體積1m3。
甜菜糖蜜3/L、麥芽糖6kg、麥芽糖酶1g、配方魚粉8kg、一浸豆粕粉6kg、玉米漿10L、硫酸銨0.5kg、輕質碳酸鈣1kg。
二級種子培養:二級種子培養基體積5m3。
甜菜糖蜜25L、麥芽糖40kg、麥芽糖酶10g、配方魚粉50kg、一浸豆粕粉30kg、玉米漿50L、發酵豆腐干渣20kg、硫酸銨2.5kg、輕質碳酸鈣5kg。
發酵培養:發酵培養基體積50m3。
甜菜糖蜜400L、麥芽糖550kg、麥芽糖酶0.15kg、配方魚粉650kg、一浸豆粕粉450kg、玉米漿600L、發酵豆腐干渣300kg、甜菜堿150kg、硫酸銨25kg、輕質碳酸鈣50kg、磷酸二氫鉀3.5kg、硫酸鎂1kg、硫酸亞鐵3kg、聚醚改性硅油25L。
一級種子培養:首先將一級種子培養基滅菌并冷卻至20℃,并用無菌空氣保壓。經檢測:氨基氮35.2mg/L、溶磷101ug/ml、總糖5.1g/L。然后在火焰保護下,將已經培養好的冰城鏈霉菌母瓶發酵液按照0.1m3的接種量接入一級種子培養基中進行一級種子培養,一級種子培養條件為:罐壓0.03~0.05MPa;罐溫28~29℃;空氣流量:0~5h,采用空氣攪拌代替機械攪拌;6h~移種:20m3/h;攪拌轉速60r/min;至菌體濃度25%、培養時間35h,待移種。
二級種子培養:首先將二級種子培養基滅菌并冷卻至20℃,并用無菌空氣保壓。經檢測,氨基氮40.3mg/L、溶磷82ug/ml、總糖10.2g/L。將已經培養好的一級種子培養基移入二級種子培養基中進行二級種子培養,二級種子培養條件為:罐壓0.03~0.05MPa;罐溫28~30℃;空氣流量40m3/h;攪拌轉速70r/min;至菌體濃度35%、培養時間30h時移入發酵培養基。
發酵培養:先將發酵培養基滅菌,冷卻至20~25℃,并用無菌空氣保壓。經檢測,氨基氮50.4mg/L、溶磷20.4ug/ml、總糖15g/L。然后將培養好的二級種子液移入發酵培養基進行發酵培養。
發酵培養條件為:
a培養基初始pH:發酵培養基滅菌后pH控制在6;
b 溫度:采用變溫控制工藝。
0~70h:培養溫度27~28℃;71~200h:培養溫度28~29℃;201h~發酵結束:培養溫度27~28℃。
c 攪拌轉速:采用變頻攪拌控制工藝。0~70h:轉速控制在80r/min;71~200h:轉速控制在110r/min;201h~發酵結束:轉速控制在70r/min;
d 壓力控制:罐壓0.05~0.06MPa;
e pH控制:發酵過程中pH控制在5~7;
f 空氣流量:0~70h:100m3/h;71~200h:200m3/h,201h~發酵結束:150m3/h;
h 溶氧控制:發酵前70h內,不控制溶氧;71~200h,溶氧控制在40%以上,201~發酵結束:溶氧控制在30%以上。
至菌體濃度35%、化學效價1.6g/L終止發酵。
實施例2
一級種子培養:一級種子培養基體積1m3。
甜菜糖蜜4/L、麥芽糖7kg、麥芽糖酶2g、配方魚粉9kg、一浸豆粕粉7kg、玉米漿11L、硫酸銨0.6kg、輕質碳酸鈣2kg。
二級種子培養:二級種子培養基體積5m3。
甜菜糖蜜30L、麥芽糖45kg、麥芽糖酶15g、配方魚粉55kg、一浸豆粕粉35kg、玉米漿55L、發酵豆腐干渣25kg,硫酸銨3kg、輕質碳酸鈣10kg。
發酵培養:發酵培養基體積50m3。
甜菜糖蜜450L、麥芽糖600kg、麥芽糖酶0.2kg、配方魚粉700kg、一浸豆粕粉500kg、玉米漿650L,發酵豆腐干渣350kg、甜菜堿200kg、硫酸銨30kg、輕質碳酸鈣100kg、磷酸二氫鉀4kg、硫酸鎂1.5kg、硫酸亞鐵3.5kg、聚醚改性硅油30L。
一級種子培養:首先將一級種子培養基滅菌并冷卻至21℃,并用無菌空氣保壓。經檢測:氨基氮36.8mg/L、溶磷106.1ug/ml、總糖6.3g/L。然后在火焰保護下,將已經培養好的冰城鏈霉菌母瓶發酵液按照0.13m3的接種量接入一級種子培養基中進行種子培養,一級種子培養條件為:罐壓0.03~0.05MPa;罐溫28~29℃;空氣流量:0~5h,采用空氣攪拌代替機械攪拌;6h~移種:25m3/h;攪拌轉速65r/min;至菌體濃度26%、培養時間35.5h,待移種。
二級種子培養:首先將二級種子培養基滅菌并冷卻至21℃,并用無菌空氣保壓。經檢測,氨基氮43.7mg/L、溶磷85.4ug/ml、總糖11.7g/L。將已經培養好的一級種子培養基移入二級種子培養基中進行二級種子培養,二級種子培養條件為:罐壓0.03~0.05MPa;罐溫28~30℃;空氣流量45m3/h;攪拌轉速75r/min;至菌體濃度36%、培養時間31h時移入發酵培養基。
發酵培養:先將發酵培養基滅菌,冷卻至21℃,并用無菌空氣保壓。經檢測,氨基氮53.0mg/L、溶磷22.9ug/ml、總糖16.4g/L。然后將培養好的二級種子液移入發酵培養基進行發酵培養。
發酵培養條件為:
a培養基初始pH:發酵培養基滅菌后pH控制在6.3;
b 溫度:采用變溫控制工藝。
0~70h:培養溫度27~28℃;71~200h:培養溫度28~29℃;201h~發酵結束:培養溫度27~28℃。
c 攪拌轉速:采用變頻攪拌控制工藝。0~70h:轉速控制在82r/min;71~200h:轉速控制在113r/min;201h~發酵結束:轉速控制在72r/min;
d 壓力控制:罐壓0.05~0.06MPa;
e pH控制:發酵過程中pH控制在5~7;
f 空氣流量:0~70h:110m3/h;71~200h:215m3/h,201h~發酵結束:160m3/h;
h 溶氧控制:發酵前70h內,不控制溶氧;71~200h,溶氧控制在40%以上,201~發酵結束:溶氧控制在30%以上。
至菌體濃度36%、化學效價1.7g/L終止發酵。
實施例3
一級種子培養:一級種子培養基體積1m3。
甜菜糖蜜5/L、麥芽糖8kg、麥芽糖酶3g、配方魚粉10kg、一浸豆粕粉8kg、玉米漿12L、硫酸銨0.7kg、輕質碳酸鈣3kg;
二級種子培養:二級種子培養基體積5m3。
甜菜糖蜜35L、麥芽糖50kg、麥芽糖酶20g、配方魚粉60kg、一浸豆粕粉40kg、玉米漿60L、發酵豆腐干渣30kg,硫酸銨3.5kg、輕質碳酸鈣15kg;
發酵培養:發酵培養基體積50m3。
甜菜糖蜜500L、麥芽糖650kg、麥芽糖酶0.25kg、配方魚粉750kg、一浸豆粕粉550kg、玉米漿700L、發酵豆腐干渣400kg、甜菜堿250kg、硫酸銨35kg、輕質碳酸鈣150kg、磷酸二氫鉀4.5kg、硫酸鎂2kg、硫酸亞鐵4kg、聚醚改性硅油35L。
一級種子培養:首先將一級種子培養基滅菌并冷卻至22℃,并用無菌空氣保壓。經檢測:氨基氮39.4mg/L、溶磷110.5ug/ml、總糖7.5g/L。然后在火焰保護下,將已經培養好的冰城鏈霉菌母瓶發酵液按照0.15m3的接種量接入一級種子培養基中進行種子培養,一級種子培養條件為:罐壓0.03~0.05MPa;罐溫28~29℃;空氣流量:0~5h,采用空氣攪拌代替機械攪拌;6h~移種:30m3/h;攪拌轉速70r/min;至菌體濃度27%、培養時間36h,待移種。
二級種子培養:首先將二級種子培養基滅菌并冷卻至22℃,并用無菌空氣保壓。經檢測,氨基氮45.3mg/L、溶磷89.9ug/ml、總糖12.6g/L。將已經培養好的一級種子培養基移入二級種子培養基中進行二級種子培養,二級種子培養條件為:罐壓0.03~0.05MPa;罐溫28~30℃;空氣流量50m3/h;攪拌轉速80r/min;至菌體濃度37%、培養時間32h時移入發酵培養基。
發酵培養:先將發酵培養基滅菌,冷卻至22℃,并用無菌空氣保壓。經檢測,氨基氮55.2mg/L、溶磷25.4ug/ml、總糖17.8g/L。然后將培養好的二級種子液移入發酵培養基進行發酵培養。
發酵培養條件為:
a培養基初始pH:發酵培養基滅菌后pH控制在6.5;
b 溫度:采用變溫控制工藝。
0~70h:培養溫度27~28℃;71~200h:培養溫度28~29℃;201h~發酵結束:培養溫度27~28℃。
c 攪拌轉速:采用變頻攪拌控制工藝。0~70h:轉速控制在85r/min;71~200h:轉速控制在115r/min;201h~發酵結束:轉速控制在75r/min;
d 壓力控制:罐壓0.05~0.06MPa;
e pH控制:發酵過程中pH控制在5~7;
f 空氣流量:0~70h:120m3/h;71~200h:250m3/h,201h~發酵結束:175m3/h;
h 溶氧控制:發酵前70h內,不控制溶氧;71~200h,溶氧控制在40%以上,201~發酵結束:溶氧控制在30%以上。
至菌體濃度36%、化學效價1.8g/L終止發酵。
實施例4
一級種子培養:一級種子培養基體積1m3。
甜菜糖蜜6/L、麥芽糖9kg、麥芽糖酶4g、配方魚粉11kg、一浸豆粕粉9kg、玉米漿13L、硫酸銨0.8kg、輕質碳酸鈣4kg;
二級種子培養:二級種子培養基體積5m3。
甜菜糖蜜40L、麥芽糖55kg、麥芽糖酶25g、配方魚粉65kg、一浸豆粕粉45kg、玉米漿65L、發酵豆腐干渣35kg,硫酸銨4kg、輕質碳酸鈣20kg;
發酵培養:發酵培養基體積50m3。
甜菜糖蜜550L、麥芽糖700kg、麥芽糖酶0.3kg、配方魚粉800kg、一浸豆粕粉600kg、玉米漿750L,發酵豆腐干渣450kg、甜菜堿300kg、硫酸銨40kg、輕質碳酸鈣200kg、磷酸二氫鉀5kg、硫酸鎂2.5kg、硫酸亞鐵4.5kg、聚醚改性硅油40L。
一級種子培養:首先將一級種子培養基滅菌并冷卻至23℃,并用無菌空氣保壓。經檢測:氨基氮43.1mg/L、溶磷114.8ug/ml、總糖8.6g/L。然后在火焰保護下,將已經培養好的冰城鏈霉菌母瓶發酵液按照0.17m3的接種量接入一級種子培養基中進行種子培養,一級種子培養條件為:罐壓0.03~0.05MPa;罐溫28~29℃;空氣流量:0~5h,采用空氣攪拌代替機械攪拌;6h~移種:35m3/h;攪拌轉速75r/min;至菌體濃度28%、培養時間36.5h,待移種。
二級種子培養:首先將二級種子培養基滅菌并冷卻至23℃,并用無菌空氣保壓。經檢測,氨基氮48.2mg/L、溶磷94.4ug/ml、總糖13.9g/L。將已經培養好的一級種子培養基移入二級種子培養基中進行二級種子培養,二級種子培養條件為:罐壓0.03~0.05MPa;罐溫28~30℃;空氣流量55m3/h;攪拌轉速85r/min;至菌體濃度38%、培養時間33h時移入發酵培養基。
發酵培養:先將發酵培養基滅菌,冷卻至23℃,并用無菌空氣保壓。經檢測,氨基氮57.6mg/L、溶磷27.9ug/ml、總糖18.8g/L。然后將培養好的二級種子液移入發酵培養基進行發酵培養。
發酵培養條件為:
a培養基初始pH:發酵培養基滅菌后pH控制在6.7;
b 溫度:采用變溫控制工藝。
0~70h:培養溫度27~28℃;71~200h:培養溫度28~29℃;201h~發酵結束:培養溫度27~28℃。
c 攪拌轉速:采用變頻攪拌控制工藝。0~70h:轉速控制在87r/min;71~200h:轉速控制在117r/min;201h~發酵結束:轉速控制在78r/min;
d 壓力控制:罐壓0.05~0.06MPa;
e pH控制:發酵過程中pH控制在5~7;
f 空氣流量:0~70h:135m3/h;71~200h:275m3/h,201h~發酵結束:185m3/h;
h 溶氧控制:發酵前70h內,不控制溶氧;71~200h,溶氧控制在40%以上,201~發酵結束:溶氧控制在30%以上。
至菌體濃度38%、化學效價1.7g/L終止發酵。
實施例5
一級種子培養:一級種子培養基體積1m3。
甜菜糖蜜7/L、麥芽糖10kg、麥芽糖酶5g、配方魚粉12kg、一浸豆粕粉10kg、玉米漿14L、硫酸銨0.9kg、輕質碳酸鈣5kg;
二級種子培養:二級種子培養基體積5m3。
甜菜糖蜜45L、麥芽糖60kg、麥芽糖酶30g、配方魚粉70kg、一浸豆粕粉50kg、玉米漿70L、發酵豆腐干渣40kg,硫酸銨4.5kg、輕質碳酸鈣25kg;
發酵培養:發酵培養基體積50m3。
甜菜糖蜜600L、麥芽糖750kg、麥芽糖酶0.35kg、配方魚粉850kg、一浸豆粕粉650kg、玉米漿800L,發酵豆腐干渣500kg、甜菜堿350kg、硫酸銨45kg、輕質碳酸鈣250kg、磷酸二氫鉀5.5kg、硫酸鎂3kg、硫酸亞鐵5kg、聚醚改性硅油45L。
一級種子培養:首先將一級種子培養基滅菌并冷卻至25℃,并用無菌空氣保壓。經檢測:氨基氮45mg/L、溶磷119.6ug/ml、總糖9.8g/L。然后在火焰保護下,將已經培養好的冰城鏈霉菌母瓶發酵液按照0.2m3的接種量接入一級種子培養基中進行種子培養,一級種子培養條件為:罐壓0.03~0.05MPa;罐溫28~29℃;空氣流量:0~5h,采用空氣攪拌代替機械攪拌;6h~移種:40m3/h;攪拌轉速80r/min;至菌體濃度30%、培養時間37h,待移種。
二級種子培養:首先將二級種子培養基滅菌并冷卻至25℃,并用無菌空氣保壓。經檢測,氨基氮50mg/L、溶磷99.6ug/ml、總糖15g/L。將已經培養好的一級種子培養基移入二級種子培養基中進行二級種子培養,二級種子培養條件為:罐壓0.03~0.05MPa;罐溫28~30℃;空氣流量60m3/h;攪拌轉速90r/min;至菌體濃度40%、培養時間34h時移入發酵培養基。
發酵培養:先將發酵培養基滅菌,冷卻至23℃,并用無菌空氣保壓。經檢測,氨基氮60mg/L、溶磷30ug/ml、總糖19.9g/L。然后將培養好的二級種子液移入發酵培養基進行發酵培養。
發酵培養條件為:
a培養基初始pH:發酵培養基滅菌后pH控制在6.9;
b 溫度:采用變溫控制工藝。
0~70h:培養溫度27~28℃;71~200h:培養溫度28~29℃;201h~發酵結束:培養溫度27~28℃。
c 攪拌轉速:采用變頻攪拌控制工藝。0~70h:轉速控制在90r/min;71~200h:轉速控制在120r/min;201h~發酵結束:轉速控制在80r/min;
d 壓力控制:罐壓0.05~0.06MPa;
e pH控制:發酵過程中pH控制在5~7;
f 空氣流量:0~70h:150m3/h;71~200h:300m3/h,201h~發酵結束:200m3/h;
h 溶氧控制:發酵前70h內,不控制溶氧;71~200h,溶氧控制在40%以上,201~發酵結束:溶氧控制在30%以上。
至菌體濃度40%、化學效價1.7g/L終止發酵。
上述實施例1-5的發酵過程中,根據檢測情況,采用流加法進行補料,補料包括補增效劑、補水、補硫酸銨、補麥芽糖和pH控制,其中
a 補增效劑工藝控制:
在發酵周期分別達到120h,180h補入增效劑;
b補水工藝控制:
發酵前70h不用進行補水,
發酵時間在71~200h,當菌體濃度高于45%,加入滅菌水,要求控制發酵液菌體濃度在40~45%,每隔6~8h檢測發酵液菌體濃度,
發酵時間在201h~發酵結束,當菌體濃度高于40%,加入滅菌水,要求控制發酵液菌體濃度在35~40%,每隔6~8h檢測發酵液菌體濃度;
c 發酵過程pH控制工藝:
發酵前70h,pH不進行控制,
發酵時間在71~200h,若pH<6.0,采用流加法加入10~20%的氫氧化鈉,調節pH至6~7,若pH>7,采用流加法加入30%的硫酸溶液,調節pH至6~7,
發酵時間在201~發酵結束,若pH<6.2,加入10~20%的氫氧化鈉,調節pH控至6.2~6.6;若pH>6.6,加入30%的硫酸溶液,調節pH至6.3~6.6;
d 補入麥芽糖:
發酵前70h,總糖含量不進行控制,
發酵71h至200h:總糖含量<2g/L時,補入已滅菌的麥芽糖溶液,使總糖的含量控制在3~5g/L,
發酵201h至發酵結束:總糖含量<0.5g/L時,補入已滅菌的麥芽糖溶液,使總糖的含量控制在0.5~1g/L,
上述麥芽糖溶液中加入麥芽糖酶,其濃度控制在0.001~0.003%;
e 補硫酸銨:
在發酵120h和180h時補入10%的硫酸銨溶液,其用量控制在發酵液體積的0.01~0.03%。
所述增效劑為絲氨酸、谷氨酸和核黃素的水溶液,其各自濃度控制在0.001~0.005%;補料過程中,其用量為發酵液體積的0.01~0.03%。
對比實施例(培養工藝及控制參數依據實施例3)
一級種子培養:一級種子培養基體積1m3。
一級種子培養基組成:玉米淀粉13kg、葡萄糖13kg、黃豆餅粉13kg、玉米漿14L、蛋白胨9kg、硫酸銨0.7kg、輕質碳酸鈣3kg。滅菌后一級種子培養基的質量:氨基氮26mg/L、溶磷76ug/ml、總糖3.7mg/L。一級種子培養結束,菌體濃度18%、pH值6.4、培養時間36h。
二級種子培養:二級種子培養基體積5m3。
二級種子培養基組成:玉米淀粉65kg、葡萄糖60kg、黃豆餅粉65kg、玉米漿85L、蛋白胨50kg、硫酸銨2kg、輕質碳酸鈣15kg。滅菌后的二級種子培養基的質量:氨基氮31mg/L、溶磷59ug/ml、總糖4.2g/L。將已經培養好的一級種子培養基移入二級種子培養基中進行二級種子培養,至菌體濃度30%、pH值6.4、培養時間32h時移入發酵培養基。
發酵培養:發酵培養基體積50m3。
發酵培養基組成:玉米淀粉1000kg、葡萄糖1200kg、黃豆餅粉900kg、蛋白胨600kg、玉米漿700L、硫酸銨30kg、輕質碳酸鈣300kg、磷酸二氫鉀15kg、硫酸鎂2.5kg、硫酸亞鐵18kg、聚醚改性硅油50L。
先將發酵培養基滅菌,冷卻至25℃,并用無菌空氣保壓,滅菌后發酵培養基的質量為:氨基氮42mg/100ml、溶磷16ug/ml、總糖11.2g/L。發酵過程中,按照補料工藝要求進行補料,不補入增效劑。發酵結束,菌體濃度34%、化學效價0.9g/L。