[发明专利]一种调控酪酸菌发酵效率的方法

说明书

本发明公开了一种调控酪酸菌发酵效率的方法，包括制备培养基阶段、制备酪酸菌种子液阶段和发酵培养阶段，在发酵培养阶段中，在酪酸菌发酵2h之内流加无菌、无氧的浓度为10g/L的甲酸钠溶液，直至发酵液中甲酸钠的终浓度为0.0625‑0.18g/L。本发明将甲酸钠作为代谢调控因子使用，机理清楚、成分简单、原料易购、生产成本低，实际操作可控性高，适用于大规模的酪酸菌发酵生产；另外，提高了放罐时酪酸菌活细胞数，产生了极好的技术效果，较现有技术具有明显的提升。

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及一种调控酪酸菌发酵效率的方法。

背景技术

酪酸菌(丁酸梭菌，Clostridium butyricum)作为人用或动物新型益生菌具有调整肠道菌群平衡、增强免疫，预防肿瘤发生等重要功能。酪酸菌的营养需求对其生长影响显著，常用的补料氮源是蛋白胨、酵母膏、豆粕、豆粉水解液、鱼粉等，如：对比文献1(采用分批补料发酵法制备酪酸菌活菌制剂的方法，发明专利CN201110287802.1，2011)公开了酪酸菌发酵过程补入10-20％的葡萄糖(碳源)和5-10％的豆粉水解液(氮源)的方法；对比文献2(一种连续发酵法生产酪酸菌制剂的方法，发明专利CN201210135950.6，2012)公开了一种连续发酵生产酪酸菌的方法，其中补入的氮源是6-8％的豆粉水解液等。

对比文献出于酪酸菌对营养需求的考虑以及有机氮源成分对酪酸菌生长代谢影响的复杂性、不确定性和未知性，采用了葡萄糖和有机氮源(豆粉水解液)来笼统的满足酪酸菌的营养需求。但是，这些有机氮源成分复杂、用量较大，使得生产成本较高，而且这些有机氮源代谢中的何种成分能促进酪酸菌的生长和代谢未知，加之每批次豆粉水解液等有机氮源中有效成分的含量不固定，不利于酪酸菌发酵效率的精确调控。

发明内容

本发明的目的是提供一种调控酪酸菌发酵效率的方法，解决了有机氮源成分复杂、用量较大，使得发酵过程调控成本较高，而且有机氮源中有效成分的含量不固定，不利于酪酸菌发酵效率精确调控的问题。

本发明提供的一种调控酪酸菌发酵效率的方法，包括制备培养基阶段、制备酪酸菌种子液阶段和发酵培养阶段，其特征在于，发酵培养阶段中，在酪酸菌发酵2h之内流加无菌、无氧的浓度为10g/L的甲酸钠溶液，直至发酵液中甲酸钠的终浓度为0.0625-0.18g/L。

优选的，所述发酵培养阶段中，在酪酸菌发酵2h之内流加无菌、无氧的浓度为10g/L的甲酸钠溶液，直至发酵液中甲酸钠的终浓度为0.125g/L。

优选的，发酵培养阶段中，采用的发酵罐为100L的发酵罐，装料体积为60L，10g/L的甲酸钠溶液的流加速度为188-540mL/h。

优选的，所述酪酸菌为丁酸梭状芽孢杆菌HBUT-01，在中国典型培养物保藏中心的保藏编号为CCTCCNO：M2016628，保藏日期为2016年11月9日。

与现有技术相比本发明具有如下优点和显著的进步：

(1)将甲酸钠分子作为酪酸菌生长代谢的调控因子来使用，机理清楚、成分简单、原料易购、使用浓度很低(优选浓度只有0.125g/L)，几乎不额外增加生产成本，实际操作可控性高，适用于大规模的酪酸菌发酵生产；

(2)甲酸钠分子的添加促进了酪酸菌的发酵生长，放罐时酪酸菌活细胞数提高了15.6-30.5％，产生了极好的技术效果，较现有技术具有明显的提升。

(3)不同于好养微生物的能量供给系统，酪酸菌发酵生长是典型的厌氧过程，需要增大碳代谢流向乙酰CoA的效率才能使细胞生长所需能量的供给较为充分。以甲酸钠分子作为调控因子，能提高细胞同化CO₂生成乙酰基团的效率，准确调控酪酸菌细胞代谢，促进细胞跨膜Na/H⁺梯度的稳定性，使细胞能量供给效率稳定，细胞活性得以维持。

生物材料保藏信息说明