[发明专利]乳酸链球菌的发酵工艺

说明书

技术领域

本发明属于微生物发酵技术领域，具体地说，涉及乳酸链球菌的发酵工艺。

背景技术

乳酸菌是肠道益生菌，能够促进动物生长，调节胃肠道菌群、维持微生态平衡，从而改善胃肠道功能；提高食物消化率和生物效价；抑制肠道内腐败菌生长，提高机体免疫力等。1989年，研究者将乳酸菌作为微生态制剂添加到仔猪饲料中，发现乳酸菌可以预防消化道疾病，促进仔猪生长作用；1998年，Sorokulova研究发现饲喂益生菌可提高巨噬细胞活性，增强动物的免疫力。

随着生物技术的发展，对微生态制剂的研究不断深入。微生态制剂是通过益生菌或有益菌群的增殖来调整肠道微生态平衡，促进宿主健康。益生菌主要通过竞争抑制和营养助生长两种方式，促进动物生长和防病治病。例如，益生菌群进入宿主动物肠道后，通过增强粘膜屏障，提高对肠道病原菌的抗性，在宿主腹泻后恢复正常的肠道微生态环境；而有些益生菌能与有害菌群竞争营养物质和氧气，竞争性的排斥有害菌，抑制其生长繁殖；另外一些益生菌可以产生乳酸、乙酸和丙酸等小分子有机酸，降低肠道pH值，改善生理生化环境。同时，益生菌群产生的溶菌酶、过氧化氢等抗菌物质能够杀死外源病原菌。此外，益生菌群代谢产生的蛋白酶、淀粉酶、植酸酶等各种消化酶能帮助动物消化，增进食欲，并能够促进机体对蛋白质、维生素、钙、锌、铁的吸收，有效促进动物的生长。

目前可用于微生态制剂的微生物种类已有多种，主要包括乳酸菌、芽孢杆菌、酵母菌、放线菌、光合细菌等几大类。其中，乳酸菌是一群相当庞杂的细菌，根据细胞呈球状或呈杆状，又分成乳酸杆菌族和链球菌族。近年来，主要侧重于对链球菌族中乳酸菌的研究，应用范围由传统食品、乳制品工业发展到植物原料发酵食品以及新兴的微生态制剂，为人类健康，农林牧副的发展，医药保健和环境保护作出了重要贡献。

乳酸链球菌隶属链球菌族，是一种专性厌氧菌，对营养条件要求高，由于乳酸链球菌大规模生产对发酵技术要求较高，以及后期处理工艺复杂，导致乳酸链球菌尚无法达到工业化生产。

发明内容

本发明针对目前无法对乳酸链球菌进行工业化生产的问题，提供一种中试规模的高密度液体发酵制备乳酸链球菌的方法。

为了实现本发明目的，本发明提供一种乳酸链球菌的发酵工艺，将乳酸链球菌（Streptococcus lactis）在改良MRS固体培养基上进行传代培养，然后将活化后的乳酸链球菌接种到液体种子培养基中进行静止培养，所得种子液按2～5%的接种量接种到发酵培养基中，经过扩大培养得到乳酸链球菌发酵液。

其中，所述发酵培养基的配方为：豆粕粉15～25g/L、玉米粉10～20g/L、蔗糖5～10g/L、蛋白胨5～10g/L、酵母膏3～5g/L、番茄汁50mL/L、磷酸二氢钾2g/L、结晶硫酸镁0.5g/L，pH值6.2～6.9；发酵培养条件为：30～35℃(优选30℃)，溶解氧0%，间歇式旋转环境中培养20～45h。

所述改良MRS固体培养基的配方为：葡萄糖10～20g/L、蛋白胨10～15g/L、酵母膏5～7.5g/L、牛肉膏10～15g/L、磷酸二氢钾0.2g/L、乙酸钠2g/L、柠檬酸三胺2g/L、结晶硫酸镁0.5g/L、琼脂18g/L、水1000mL，pH值6.2～6.9(优选pH值6.8)。所述传代培养是指将乳酸链球菌菌株接种到改良MRS固体斜面培养基上，于30～35℃(优选30℃)培养3～5天。

所述液体种子培养基的配方为：豆粕粉15～25g/L、玉米粉10～20g/L、蔗糖5～10g/L、蛋白胨5～10g/L、酵母膏3～5g/L、牛肉膏3～5g/L、磷酸二氢钾0.2～2g/L、乙酸钠2～5g/L、柠檬酸三胺2g/L、结晶硫酸镁0.5g/L、水1000mL，pH值6.2～6.9(优选pH值6.8)；静止培养的条件为：30～35℃(优选30℃)，每隔6h摇瓶一次，静止培养18～24h。

配制上述培养基中使用的豆粕粉、玉米粉的细度为80目。发酵培养基中添加的番茄汁，其制备方法为：番茄清洗后置于90～95℃水中5～10min，然后将番茄剥皮后榨汁，调pH值6.2～6.9，100～110℃灭菌10～15min，即得。

前述发酵工艺中，所述扩大培养是指进行三级发酵：将种子液按2～5%的接种量接种到100L发酵罐中进行发酵培养，发酵完成后，将该罐发酵液全部转接入1000L发酵罐中，继续发酵培养，完成后，将1000L罐中发酵液全部转接入10000L发酵罐中进行发酵培养，得到发酵产物；其中，各发酵罐的装液量为60～70%。