[发明专利]利用食品工业废料生产乳酸链球菌素的方法

说明书

技术领域

本发明涉及微生物发酵技术领域，具体涉及一种利用食品工业废料生产乳酸链球菌素的方法。

背景技术

Nisin（group N inhibitory substance），亦称为乳酸链球菌素（肽），乳链菌肽，是由乳酸链球菌（Streptococcus lactis ）或乳酸乳球菌（Lactococcus lactis ）部分菌株发酵产生的一类小分子多肽类化合物。它能有效地抑制引起食品腐败的革兰氏阳性细菌及其孢子的生长，延长食品货架期。同时，Nisin 容易被人体消化道中的一些蛋白酶所降解，不会在人体内蓄积，是世界公认安全的天然防腐剂。

Nisin 的生产是与菌株的生长密切相关的，有研究表明，Nisin 的合成发生在菌株进入对数生长期，当菌株进入稳定期，Nisin 的合成也停止了，表现为初级代谢动力学特征。乳酸菌对发酵培养基的营养比较挑剔，Nisin 生产常用的碳源主要有蔗糖和葡萄糖。在实际生产中，蔗糖被认为是最好的碳源。氮源是影响 Nisin 的发酵水平的重要因素，通常认为大豆蛋白胨、酵母粉、鱼粉、棉子粉、胰蛋白胨、酪蛋白胨为生产 Nisin 的理想氮源。但上述原料价格昂贵，势必增加生产成本，选择廉价的碳、氮源很有必要。

木糖醇渣是生产木糖醇的废弃物，原料是玉米芯，原料含糖量54%，经提取木糖醇后含糖量仍有20%左右，主要成分是葡萄糖和果糖，目前尚未用于发酵工业的碳源材料，一直被废弃用于锅炉燃料。

玉米浆也就是玉米浸泡废水，是生产淀粉糖过程中所产生的废弃物，玉米浆中玉米浆中含有丰富的可溶性蛋白、生长素和一些前体物质，并且含有酵母菌、乳酸菌等，为乳酸链球菌菌株生长提供丰富能量，又能大大降低生产过程中酵母的使用量，并且提取乳酸链球菌素以后可以和其他残夜被制成乳酸钠，作为乳酸链球菌素的副产品。

豆渣是生产大豆蛋白过程中的残渣，蛋白含量19%。原来一直被用于低价值饲料使用，如果将豆渣加入发酵液可以给乳酸链球菌提供氮源，可降低乳酸链球菌素的生产成本，属于资源综合利用。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种利用食品工业废料生产乳酸链球菌素的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种利用食品工业废料生产乳酸链球菌素的方法，采用玉米浆、木糖醇渣和大豆蛋白被提取后的豆渣制作基础发酵液，结合部分蔗糖和酵母经过发酵生产乳酸链球菌素，具体方法步骤为：。

菌株采用乳酸链球菌E-15；种子培养基的组成：每升种子培养基中含有蔗糖 5~20g，含有酵母粉5~10g，含有蛋白胨5~10g，含有K₂HPO₄ 1~10g，含有MgSO₄ 0.1~0.5 g，含有NaCl 1~5g；发酵培养基组成：玉米浆80~120g/L；木糖醇渣120~180g/L；豆渣30~80g/L，K₂HPO₄ 1~10 g/L，MgSO₄ 0.1~0.5 g/L，NaCl 1~5 g/L，吐温80 0.1~1.0 g/L；种子在三角瓶中培养，发酵在三角瓶或发酵罐中进行，种子和发酵培养基灭菌温度为110~130℃，发酵过程转速为40~100rpm，采用一次投料发酵，用 20-30%的 NaOH 控制 pH5.0~7.0，发酵周期为30小时。

上述培养条件为 28℃~37℃下静止培养或50~120rpm 摇床培养，发酵罐培养条件为关闭进气或少量通气条件下培养。

上述乳酸链球菌E-15是以乳酸链球菌ATCC11454为出发菌株，经紫外线、微波、亚硝酸钠及亚硝基胍复合诱变处理，并采用 Nisin 作为抗性筛选剂，结合双层琼脂扩散法，最终选育出一株Nisin 高产菌株，将其命名为乳酸链球菌E-15。

本发明利用多种食品工业废料发酵生产乳酸链球菌素，代替或者部分代替蔗糖、酵母粉、蛋白胨等原料，大幅度降低生产成本的同时，变废为宝，很大程度上减少甚至消除废物无害化处理所产生的成本，达到资源综合利用的目的，同时为这些工业废料处理提供了一种环保途径，本发明实现了废料循环使用，即保护了环境，也实现了生产成本的大幅度降低。

具体实施方式

例1

一种利用食品工业废料生产乳酸链球菌素的方法，菌株采用乳酸链球菌E-15；种子培养基的组成：