[发明专利]一种从芽孢杆菌发酵液中快速回收芽孢杆菌细胞的方法

说明书

本发明公开一种从芽孢杆菌发酵液中快速回收芽孢杆菌细胞的方法，属于微生物后处理技术领域。本发明首先将芽孢杆菌发酵液pH值调整至合适范围，然后加入天然安全无毒絮凝剂和促凝剂溶液，充分搅拌使絮凝剂与发酵液中细胞结合并絮凝成团，静置一段时间后移去上层清液，回收下层富含细菌的絮团沉积液。通过这种絮凝沉积方法，可使芽孢杆菌发酵液浓缩至原体积1/5～1/9，细菌回收率达90％以上，最高可达97％。本发明通过往发酵液中添加絮凝剂方式使发酵液中芽孢杆菌细胞絮凝成团并快速沉降浓缩，可从发酵液中快速回收高浓度菌体，该方法可减少传统喷雾干燥工艺蒸发量，可大大减少设备投资，节省后处理时间，降低生产成本。

技术领域

本发明属于微生物后处理技术领域，具体涉及一种从芽孢杆菌发酵液中快速回收芽孢杆菌细胞的方法。

背景技术

芽孢杆菌属是大的(4～10μm)，革兰氏阳性，严格需氧或兼性厌氧的有荚膜的杆菌。该属细菌的重要特性是能够产生对不利条件具有特殊抵抗力的芽孢。芽孢杆菌具有丰富的蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纤维素酶、脱氢酶、脱羧酶、氧化酶等，能强烈的分解碳系污染物，分解蛋白质和复杂多糖，对水溶性有机物分解也有重要的作用。目前在工农业上应用较多的芽孢杆菌有：枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和凝结芽孢杆菌等。枯草芽孢杆菌作为一种安全、高效、多功能和极具开发潜力的微生物菌种已广泛应用于工业、农业、医药、卫生、食品、畜牧业、水产及科研诸领域。

目前生产芽孢杆菌发酵方式有固态发酵和液态发酵两种方式，由于固态发酵芽孢杆菌容易污染杂菌，产品质量不稳定，而液态发酵易扩大生产规模，生产过程中液体输送方便，易于机械化操作，是非常适合工业化大规模生产的发酵工艺。微生态制剂的剂型主要有两类，固体剂型和液体剂型，其中，液体剂型存在活菌数下降快、贮藏期短、携带运输不便、容易污染等缺点。固体剂型则以其活菌数高、便于携带、实用性强、使用方便、保质期长等优点已成为微生态制剂领域应用较广的剂型。固体剂型的加工工艺很多，主要有热力干燥法(如喷雾干燥，沸腾干燥等)、真空冷冻干燥法和固定化细胞技术等。目前，通过液体发酵生产芽孢杆菌多采用喷雾干燥方式进行干燥。采用喷雾干燥法直接处理发酵液，存在设备投入成本高、能耗大、耗时长等缺点。发酵液在喷雾干燥前若能对发酵液中细胞进行浓缩预处理，则可大大减少待干燥细胞液处理量，即可降低设备投资成本，降低能耗和节省后处理时间。

絮凝技术由于具有低成本、操作简单、能提高固液分离速度等一系列特点，逐渐成为微生物产品分离研究的热点。壳聚糖和海藻酸钠都属于天然高分子聚合物，具有无毒、无害、无副作用及良好的生物相容性且可生物降解等特点，也常被用作为益生菌微型胶囊化的壁材。壳聚糖能够吸附发酵液中的胶体颗粒并引起桥架作用，形成较大的絮团。壳聚糖对一些细菌发酵液具有很好的絮凝效果，能使菌体细胞絮凝成团。海藻酸钠也是一种典型的多糖絮凝剂，由于其成本低、无毒副作用、脱水性能好，已广泛被用于水处理行业。

发明内容

为了克服现有芽孢杆菌发酵液中后处理工艺的缺点与不足，本发明的目的在于提供一种从芽孢杆菌发酵液中快速回收芽孢杆菌细胞的方法。

本发明旨在提供一种通过絮凝沉积方式从芽孢杆菌发酵液中快速浓缩细胞方法，摒弃芽孢杆菌工业生产过程中直接喷雾干燥、离心或过滤等工艺流程，可大大减少设备投资，减少菌体回收环节处理时间，降低生产成本。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种从芽孢杆菌发酵液中快速回收芽孢杆菌细胞的方法，是通过往芽孢杆菌发酵液添加絮凝剂和促凝剂使细胞快速絮凝成团沉积；

包括如下步骤：

首先用酸性溶液调节芽孢杆菌发酵液pH值至5.0～7.0，再往调整好pH值的芽孢杆菌发酵液中加入20ml/L～60ml/L壳聚糖溶液，采用较快速度搅拌2～3min，搅拌转速120～150rpm，使壳聚糖与发酵液充分混合均匀，之后加入10ml/L～40ml/L海藻酸钠溶液，缓慢搅拌，使菌体与壳聚糖絮凝成团，静置沉降包含菌体的絮团，收集底层富含芽孢杆菌菌体浓缩液。