[发明专利]一种嗜酸乳杆菌的高密度工业化培养和微囊包膜保护方法

说明书

技术领域

本发明属于生物技术领域，为一种嗜酸乳杆菌的高密度工业化培养和微囊包膜保护方法。

背景技术

嗜酸乳杆菌属于乳杆菌属，革兰氏阳性杆菌，杆的末端呈圆形，无鞭毛，无芽孢，是动物肠道重要的有益微生物，可以在肠道环境中定植生长，具有稳定肠道微生态平衡作用，在生长过程中可以产生一些抑菌物质，如有机酸、细菌素及类细菌素，类细菌素是嗜酸乳杆菌在代谢过程中通过核糖体合成机制产生的一类具有抑菌活性的多肽或前体多肽，具有广谱抗菌特性，可以抑制肠道中有害微生物生长繁殖，如白色念珠菌、大肠杆菌、沙门氏菌、克雷氏肺炎球菌、痢疾志贺菌、金黄色葡萄球菌等。

在畜牧业领域使用嗜酸乳杆菌可有效预防动物病原微生物的感染，减少抗生素的使用，对推广绿色无公害畜牧养殖有很大贡献。

类细菌素的产生除菌株自身遗传因素外，与发酵工艺有很大的相关性，其中包括培养基配方、pH值、发酵温度和诱导物等。

嗜酸乳杆菌的产酸力强，当培养液pH值低于4.0时，酸的抑制作用导致菌体繁殖速度大幅度下降，菌体浓度偏低，成品烘干成本高。

在饲料中添加嗜酸乳杆菌可减少或代替抗生素药物的使用，但嗜酸乳杆菌的热稳定性差，在饲料生产加工过程中，成活率低，裸露的菌体与碱性饲料添加剂接触也容易死亡失活，使用效果不稳定，不利于嗜酸乳杆菌的推广应用。

发明内容

本发明的目的，是为了克服嗜酸乳杆菌生产方法存在的菌体浓度低、菌体成活率低、烘干成本高的缺点，提供一种嗜酸乳杆菌的高密度工业化培养和微囊包膜保护方法。

嗜酸乳杆菌的高密度工业化培养和微囊包膜保护方法按下列步骤进行：

1)备好培养基：配制好培养基FMRS；消毒条件是115℃、保温20min。

2)严氧发酵：在培养基中接入嗜酸乳杆菌0.5～3.0％，每隔30min搅拌1min，于35℃严氧培养12h后，补充酵母膏0.1～1％、乳糖0.5～2.5％，用浓度为30％Na₂CO₃溶液维持培养液pH值为5.0，培养36h后结束发酵。

3)超滤浓缩：培养液经过截留分子量为2～10万的中空纤维超滤膜浓缩分离，运行压力0.1MPa，得到浓缩倍数为6倍的浓缩菌体溶液。

4)微囊包膜：在浓缩菌体溶液中加入浓度为30％Na₂CO₃溶液并搅拌均匀，调节pH值为6.5，再分别加入甘油0.5～5.0％，海藻酸钠1～3％并搅拌溶解后，加入淀粉5～8％，制备得包膜材料溶液。包膜材料溶液经压力式雾化喷头形成粒径0.5～1.5mm微囊，微囊落入CaCl₂1～3％溶液固化20～40min，用三足离心机将固化后微囊固液分离，离心转速1000～2000rpm。

5)低温干燥：采用低温沸腾干燥处理微囊，进风温度38～48℃，干燥时间50～120min，20目筛过滤，加入1～10倍重量葡萄糖作为载体，成品活菌数≥3×10¹⁰cfu/g，包膜率≥90.0％，即得微囊包膜嗜酸乳杆菌。

本发明嗜酸乳杆菌的高密度工业化培养和微囊包膜保护方法可以大幅度提高成品活菌数量，工艺稳定性高，生产成本低，加速嗜酸乳杆菌产品在畜牧行业中应用。

具体实施方式：

实施案例1：

按培养基FMRS体积0.8％接入嗜酸乳杆菌，每隔30min搅拌1min，于35℃严氧培养12h后，补充酵母膏0.5％、乳糖1％，用浓度为30％Na₂CO₃溶液维持培养液pH值为5.0，培养36h后结束发酵。培养液经过截留分子量为10万的中空纤维超滤膜浓缩分离，运行压力0.1MPa，得到浓缩倍数为6倍的浓缩菌体溶液。然后加入浓度为30％Na₂CO₃溶液并搅拌均匀，调节pH值为6.5，再分别加入甘油2％、海藻酸钠1.5％并搅拌溶解后，加入淀粉5％，制备得包膜材料溶液。包膜材料溶液经压力式雾化喷头形成粒径0.5～1.5mm微囊，微囊落入CaCl₂1％溶液固化30min，用三足离心机将固化后微囊固液分离，离心转速2000rpm。采用低温沸腾干燥处理微囊，进风温度40℃，干燥时间120min，20目筛过滤，加入5倍重量葡萄糖作为载体，即得微囊包膜嗜酸乳杆菌。

实施案例2

按培养基FMRS体积1.5％接入嗜酸乳杆菌，每隔30min搅拌1min，于35℃严氧培养12h后，补充酵母膏1％、乳糖1.5％，用浓度为30％Na₂CO₃溶液维持培养液pH值为5.0，培养36h后结束发酵。培养液经过截留分子量为10万的中空纤维超滤膜浓缩分离，运行压力0.1MPa，得到浓缩倍数为6倍的浓缩菌体溶液。然后加入浓度为30％Na₂CO₃溶液并搅拌均匀，调节pH值为6.5，再分别加入甘油4％、海藻酸钠1％并搅拌溶解后，加入淀粉8％，制备得包膜材料溶液。包膜材料溶液经压力式雾化喷头形成粒径0.5～1.5mm微囊，微囊落入CaCl₂1.5％溶液固化40min，用三足离心机将固化后微囊固液分离，离心转速2000rpm。采用低温沸腾干燥处理微囊，进风温度48℃，干燥时间80min，20目筛过滤，加入10倍重量葡萄糖作为载体，即得微囊包膜嗜酸乳杆菌。