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《您會(huì)成為制作納豆的高手》
2010-02-28 13:56:37 閱讀5 評(píng)論0 字號(hào):大中小
《您會(huì)成為制作納豆的高手》與大家見(jiàn)面。 血栓疾病是一類嚴(yán)重危害人類健康和生命的疾病,包括心血栓、腦血栓、肺栓塞和末梢動(dòng)靜脈血栓等常見(jiàn)疾病。據(jù)估計(jì),全世界有血栓性疾病患者約1500萬(wàn)人,其中每年死于心腦血栓疾病的就高達(dá)1200萬(wàn)人。在我國(guó),血栓性疾病造成的損失也極為嚴(yán)重,尤其是隨著人們生活水平和生活方式改變導(dǎo)致膳食中高脂肪、高蛋白的過(guò)量攝取和老齡化社會(huì)的到來(lái),血栓性疾病已超過(guò)癌癥和糖尿病成為第一健康殺手,每年約有100萬(wàn)人因此死亡。
目前臨床上治療血栓和栓塞主要是通過(guò)注射尿激酶(UK)、鏈激酶(SK)、組織型纖溶酶原激活劑(t-PA)、乙?;w溶酶原鏈激酶激活劑(APSAC)和單鏈尿激酶型纖溶酶原激活劑(SCUPA)。些藥物均為纖溶酶原激活劑,通過(guò)激活纖溶酶原生成纖溶酶而降解纖維蛋白。在實(shí)際應(yīng)用中它們都具有一定的局限性,或是毒性比較強(qiáng),易引起出血,不良反應(yīng)大;或是在體內(nèi)半衰期短,且不易被吸收,只能靜脈給藥,藥效難以發(fā)揮;或是來(lái)源緊缺,成本高,價(jià)格昂貴。
1987年,日本學(xué)者須見(jiàn)洋行等首次報(bào)道在納豆中存在一種具有強(qiáng)烈纖溶活性的酶—納豆激酶。20年來(lái),研究者們對(duì)納豆激酶的理化特性、作用機(jī)制及生產(chǎn)工藝等方面進(jìn)行了較為詳盡的研究。實(shí)驗(yàn)研究證實(shí),該酶不僅易于提取純化,成本低廉,溶栓效果好,作用迅速,藥效時(shí)間長(zhǎng),而且安全性好,無(wú)任何毒副作用。因此,有望成為一種新型溶栓藥物。
回復(fù)網(wǎng)友制作納豆的一些問(wèn)題
有不少網(wǎng)友在在制作納豆時(shí)關(guān)于無(wú)菌操作問(wèn)題,我告之一個(gè)小竅門:在煮沸水的水蒸氣上方就是無(wú)菌區(qū)域(用口徑大的水煲煮),您可在上面操作,我曾搞過(guò)食用菌的繁殖及蘆薈組織培養(yǎng),肓種就是用這個(gè)土辦法的,百試百靈。
也有不少網(wǎng)友提到如何在寒冬制作納豆時(shí)的保溫保濕問(wèn)題,我也告之一個(gè)行之有效的土辦法:為了保證酸奶機(jī)內(nèi)溫度的恒定,保持酸奶機(jī)內(nèi)濕度的足夠,就得提高酸奶機(jī)外的溫度和濕度。有一個(gè)簡(jiǎn)易的做法,就是用兩個(gè)大小不同的紙皮箱,小的紙皮箱能放置酸奶機(jī)及加濕熱即可, 大小紙箱之間填充泡沫作保溫層,在小箱內(nèi)的上方掛兩只串聯(lián)的20或40瓦(瓦數(shù)要相同)的燈泡(一定要串聯(lián),才會(huì)產(chǎn)生紅外線而生熱量)供箱體產(chǎn)熱之用,我過(guò)去曾用此法繁殖家禽呢,很好用。干燥季節(jié)記得開(kāi)加濕機(jī)加濕。
有不少熱衷于制作納豆的網(wǎng)友,在實(shí)踐中都或多或少會(huì)有點(diǎn)新的想法:納豆菌種有點(diǎn)貴(50-100元/瓶,只能制作納豆三十次), 為了減少成本,有什么辦法在原有的菌種能多做些納豆嗎?如何提高納豆里納豆激酶的含量?有什么辦法改善納豆的口感?還可制作其他納豆產(chǎn)品嗎?還有……。
本文收集了不少有關(guān)制作納豆的資料,內(nèi)容豐富,值得一看.當(dāng)您利用了這些資料制作納豆時(shí),上面種種急待解決的難題便會(huì)迎刃而解了.您會(huì)感到如虎添翼,得心應(yīng)手.您將會(huì)成為制作納豆的高手。
如人們每天都能以納豆為食,長(zhǎng)壽將與您共存!
納豆菌的培育
提供一種簡(jiǎn)捷、有效的納豆菌培育繁殖方法。
上述目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
用水浸泡大豆,大豆膨脹到2倍左右時(shí),蒸或煮熟,按與浸泡前大豆重量4000—10000:l的比例取納豆菌菌種放進(jìn)容器,加入菌種量1000-1500倍的60-100℃溫開(kāi)水或開(kāi)水稀釋菌種;將植入菌種的熟大豆進(jìn)行發(fā)酵,發(fā)酵溫度37—40℃,發(fā)酵時(shí)間20—24小時(shí),納豆菌便得到培育繁殖。
也可用納豆培育納豆菌:用水浸泡大豆,大豆膨脹到2倍左右時(shí),蒸或煮熟,按與浸泡前大豆重量40:1的比例將納豆直接加入熟大豆中,拌勻均勻,進(jìn)行發(fā)酵,發(fā)酵溫度37-40℃,發(fā)酵時(shí)間20-24小時(shí),納豆菌便得到培育繁殖。
以納豆菌為菌種、用熟大豆作培養(yǎng)基,通過(guò)接種、發(fā)酵達(dá)到培育繁殖納豆菌的目的。其特點(diǎn)是:材料易取、設(shè)備簡(jiǎn)單、方法有效。
具體實(shí)施方式
1、挑選大豆。去掉大豆中的雜質(zhì)以及蟲(chóng)蠹、發(fā)霉的豆粒。
2、清洗大豆。將大豆置于清洗容器中,加上足夠凈水清洗大豆,洗凈后撈出大豆倒入浸泡容器中。
3、浸泡大豆。在浸泡容器中加入2.5-3倍于大豆的凈水,蓋上容器,以防進(jìn)入異物。浸泡10—16小時(shí),待大豆膨脹到2倍左右時(shí),撈出大豆空掉水分。
4、蒸煮大豆。在使用壓力鍋的情況下,將浸泡好的大豆蒸50—70分鐘(視鍋內(nèi)壓力而定)。如不使用壓力鍋,蒸煮時(shí)間為l80-240分鐘。大豆熟透標(biāo)準(zhǔn):用手指輕輕一捏就破即可。
5、器具消毒。將容器、勺子、筷子及橡膠手套用開(kāi)水沖煮、除去雜菌。
6、調(diào)配菌液。戴上滅過(guò)菌的橡膠手套,按與浸泡前大豆重量4000—10000:1的比例(大豆4000-10000份、納豆菌1份)取菌種放進(jìn)容器,加入納豆菌1000—1500倍量的60一100℃溫開(kāi)水或開(kāi)水,用勺子攪拌稀釋菌種。
如果沒(méi)有現(xiàn)成納豆菌,可用新鮮納豆替代。在使用新鮮納豆的情況下,不必用水稀釋。將熟透大豆控掉水分、倒進(jìn)消過(guò)毒的容器中。容器中熟大豆的厚度以2~3厘米為益。按40:l的比例(40份熟大豆、1份新鮮納豆)將納豆直接攙入熟大豆中,用消過(guò)毒的筷子輕輕將菌種、熟大豆攪拌均勻。
7、恒溫發(fā)酵。將植入菌種的熟大豆放進(jìn)發(fā)酵箱、發(fā)酵罐或發(fā)酵室(窖)。溫度以控制在37-40℃為宜,發(fā)酵時(shí)間可掌握在20-24小時(shí)。也可將植入菌種的熟大豆放在30-37℃的環(huán)境中發(fā)酵,發(fā)酵時(shí)間24-48小時(shí)。
通過(guò)上述工序,納豆菌便得到了培育繁殖。
根據(jù)需要,可以把發(fā)酵好的大豆分別進(jìn)行如下處理:
(1)用3-5倍的涼開(kāi)水把發(fā)酵好的大豆稀釋成納豆液、濾去其中大豆,將納豆菌液裝進(jìn)無(wú)菌容器冷凍保存。
(2)利用離心方式或板框過(guò)濾、噴霧干燥方式將稀釋的納豆液提純成納  豆菌.    (3)將納豆液置于一3℃一0℃的恒溫環(huán)境中,3日之后,納豆液中的納豆菌變成胞子,再在常溫中利用離心方式或板框過(guò)濾、噴霧干燥方式提純。
納豆的制作
提供一種工藝簡(jiǎn)單、操作方便的納豆食品的制作方法。
大豆食品的制作方法,包括下述步驟:
①將大豆清洗后,將其破碎成粒度為3-6mm的顆粒;
②將上述大豆顆粒用3倍量的水進(jìn)行浸泡,浸泡時(shí)間為8~36小時(shí);
③將浸泡好的大豆放進(jìn)鍋內(nèi)蒸1.5~2.5小時(shí),或用普通高壓鍋煮10-20分鐘;
④將蒸煮熟的大豆裝入無(wú)菌罐內(nèi),同時(shí)噴灑發(fā)酵劑5~10ml/kg,所述發(fā)酵劑為含有0.05~0.15%的鹽、0.15~0.3%發(fā)酵大豆和2-3%的無(wú)菌水;
⑤將上述接種后的大豆均勻平鋪于無(wú)菌容器中,厚度為2~3cm,再噴灑發(fā)酵劑7-15ml/kg,然后密閉;
⑥將上述密閉容器置于37-42度條件下培養(yǎng)20~24小時(shí),發(fā)酵完成得到納豆。
所述納豆在O℃冷藏保存或進(jìn)行分裝冷藏保藏。所述制作過(guò)程空氣的相對(duì)濕度為25~55%。
實(shí)施例1:
將大豆l000g進(jìn)行徹底清洗,將洗凈的大豆破碎,破碎成粒度為3~6mm的顆粒(一般一粒大豆被破為6瓣左右),然后用3000g的水進(jìn)行浸泡,夏季浸泡時(shí)間為8~12小時(shí),以使大豆吸水重量增加2~2.5倍為最好:將浸泡好的大豆放進(jìn)鍋內(nèi)蒸2.0小時(shí):將蒸煮熟的大豆裝入無(wú)菌罐內(nèi),同時(shí)噴灑發(fā)酵劑,發(fā)酵劑為含有15mg的鹽、20mg糖、發(fā)酵大豆300mg的無(wú)菌水;將上述接種后的大豆均勻平鋪于無(wú)菌容器中,厚度為2~3cm,再次噴灑發(fā)酵劑,然后密閉;將上述密閉容器置于37~42度條件下培養(yǎng)20~24小時(shí),發(fā)酵完成得到納豆。
納豆在O℃冷藏保存或進(jìn)行分裝冷藏保藏。
生產(chǎn)過(guò)程中接觸原料的所有器具均要進(jìn)行滅菌、消毒,以避免雜菌的混入,并且生產(chǎn)過(guò)程中環(huán)境相對(duì)濕度一般控制在25-55%。
實(shí)施例2:
將大豆5000g進(jìn)行徹底清洗,將洗凈的大豆破碎,破碎成粒度為3-6mm的顆粒(一般一粒大豆被破為6瓣左右),然后用l5000g的水進(jìn)行浸泡,浸泡時(shí)間為20-24小時(shí),以使大豆吸水重量增加2~2.5倍為最好;將浸泡好的大豆放進(jìn)普通高壓鍋,在充分放氣后煮l5~20分鐘;將蒸煮熟的大豆裝入無(wú)菌罐內(nèi),同時(shí)噴灑發(fā)酵劑,發(fā)酵劑為含有50mg的鹽、lOOmg糖、l000mg發(fā)酵大豆的無(wú)菌水;將上述接種后的大豆均勻平鋪于無(wú)菌容器中,厚度為2~3cm,再次噴灑發(fā)酵劑,然后密閉;將上述密閉容器置于37~42℃條件下培養(yǎng)20-24小時(shí),發(fā)酵完成得到納豆。
生產(chǎn)過(guò)程中接觸原料的所有器具均要進(jìn)行滅菌、消毒,以避免雜菌的混入,并且生產(chǎn)過(guò)程中環(huán)境相對(duì)濕度一般控制在25~55%。
實(shí)施例3:
將大豆l0000g進(jìn)行徹底清洗,將洗凈的大豆破碎,破碎成粒度為3~6mm的顆粒(一般一粒大豆被破為6瓣左右),然后用30000g的水進(jìn)行浸泡,夏季浸泡時(shí)間為8~12小時(shí),以使大豆吸水重量增加2~2.5倍為最好;將浸泡好的大豆放進(jìn)鍋內(nèi)蒸2.5小時(shí);將蒸煮熟的大豆裝入無(wú)菌罐內(nèi),同時(shí)噴灑發(fā)酵劑,發(fā)酵劑為含有200mg的鹽、250mg的糖、2500mg的發(fā)酵大豆的無(wú)菌水;將上述接種后的大豆均勻平鋪于無(wú)菌容器中,厚度為2—3cm,再次噴灑發(fā)酵劑,然后密閉;將上述密閉容器置于37-42℃條件下培養(yǎng)20-24小時(shí),發(fā)酵完成得到納豆。
實(shí)施例4:    將大豆l0000g進(jìn)行徹底清洗,將洗凈的大豆破碎,破碎成粒度為3—6mm的顆粒(一般一粒大豆被破為6瓣左右),然后用30000g的水進(jìn)行浸泡,夏季浸泡時(shí)間為8~12小時(shí),以使大豆吸水重量增加2~2.5倍為最好;將浸泡好的大豆放進(jìn)鍋內(nèi)蒸2.5小時(shí);將蒸煮熟的大豆裝入無(wú)菌罐內(nèi),同時(shí)噴灑發(fā)酵劑,發(fā)酵劑為含有200mg的鹽、250mg的糖、2500mg的發(fā)酵大豆的無(wú)菌水;將上述接種后的大豆均勻平鋪于無(wú)菌容器中,厚度為2~3cm,再次噴灑發(fā)酵劑,然后密閉;將上述密閉容器置于30℃自然環(huán)境中培養(yǎng)3~5天,發(fā)酵完成得到納豆。
納豆激酶制備
目前,采用固體或液體發(fā)酵培養(yǎng)微生物,使其產(chǎn)生納豆激酶,然后再?gòu)陌l(fā)酵產(chǎn)物中以常規(guī)提取純化的方法制備納豆激酶。各種制備方法的差異主要集中在使用的納豆原材料方面,現(xiàn)分別介紹如下
實(shí)例 238  豆豉纖溶酶制備
納豆激酶分布于發(fā)酵液中,過(guò)濾除去菌體,以硫酸鐵鹽析獲得粗品酶,再以離子交換樹(shù)脂、分子篩進(jìn)行純化,最后進(jìn)行真空干燥,獲得純化納豆激酶。
( l )工藝流程
( 2 )主要步驟
① 種子培養(yǎng)基
稱取2. 0 份麥芽糖、2.0 份果糖、1.5 份大豆胨、0.2 份酵母浸膏、0.1 份KH2PO4 、0. 3 份K2HPO4 、0.05 份MgSO4? 5H2O 、0.02 份CaC12 ? 2H2O ,然后用去離子水補(bǔ)充至100份。配制成pH 值為7.0的種子培養(yǎng)基
將制備好的種子培養(yǎng)基進(jìn)行高壓滅菌,滅菌溫度為121 ℃ ,時(shí)間為20- 30min 。滅菌后待培養(yǎng)基冷卻至30 ℃ 時(shí),在無(wú)菌條件下接種培養(yǎng)基體積2 %的菌抱子懸液,混合均勻后置于旋轉(zhuǎn)式搖床上,在振幅為25mm 、轉(zhuǎn)速為27Or / min 、30 ℃ 振蕩培養(yǎng)18h ,獲得一級(jí)種子。
② 發(fā)酵培養(yǎng)基
稱取2.0份麥芽糖、2.0 份果糖、30.0 份大豆?jié){、0.2 份酵母浸膏、0.1份KH2PO4、0 .3 份K2HPO4、0.05 份MgS04.5H2O 、0.02 份CaCI2? 2H2 O ,用去離子水補(bǔ)充至100份,獲得發(fā)酵培養(yǎng)基,其pH 值為7.0
③ 發(fā)酵
在容積為8L 的LF2G5A 型自控發(fā)酵罐中加入5L 發(fā)酵培養(yǎng)基,進(jìn)行自動(dòng)定溫滅菌。滅均溫度及時(shí)間同種子培養(yǎng)基高壓滅菌。然后在無(wú)菌條件下順序?qū)⒎N子培養(yǎng)液和經(jīng)高壓滅菌的甘油聚醚消泡劑加入,種子培養(yǎng)液用量為發(fā)酵培養(yǎng)基體積的2 % ,消泡劑用量則為0.1 % (體積分?jǐn)?shù))??刂瓢l(fā)酵溫度為(30 士0.2 )℃ ,pH 值為7.0 ,攪拌轉(zhuǎn)速為8O0r / m 動(dòng),通入無(wú)油三級(jí)過(guò)濾空氣,通氣量為1 倍發(fā)酵液體積/min ,發(fā)酵時(shí)間為76h 。
④ 除雜蛋白
發(fā)酵完成后放罐,將發(fā)酵液進(jìn)行離心分離,離心機(jī)速度為5000r / min ,時(shí)間為20min 。收集上層清液,置于鹽析罐中,控制上清液溫度低于10 ℃ ,在攪拌下加入硫酸鐵,直至飽和度達(dá)到25 %時(shí)停止攪拌,靜置直至雜蛋白沉淀析出。5000r / min 離心20min ,除去雜蛋白沉淀。
⑤ 鹽析、超濾
收集離心上層清液,再次控制其溫度低于10 ℃ ,在攪拌下加入硫酸按,直至飽和度達(dá)到60%時(shí)停止攪拌,然后在同溫度下靜置過(guò)夜。次日虹吸棄上清液,下層濁液進(jìn)行離心分離,離心機(jī)速度為5000r / min ,離心時(shí)間20min 。收集沉淀,用少量去離子水溶解后進(jìn)行超濾除鹽,獲得豆豉纖溶酶粗品。測(cè)定其酶活力,備用。
⑥ 純化
根據(jù)Sephadex G2100 的容量及豆豉纖溶酶粗品的酶活力計(jì)算出所需樹(shù)脂量,稱取定量樹(shù)脂,用去離子水進(jìn)行溶脹處理。將溶脹2 天的Sephadex G2100 裝入色譜柱,用0.lmol / L 磷酸緩沖液(PBS)-0.2mol /L NaCI( pH7.4)緩沖液進(jìn)行平衡。然后,將粗酶液小心加入柱中,以相同緩沖液進(jìn)行脫洗,用分部收集器收集有纖溶活性的組分,即為精制豆豉纖溶酶。
此外,還可以用CM -SepharoseFF 離子交換色譜、Superdex75 凝膠色譜等進(jìn)行精制。用SePhacryls2200 柱色譜純化豆豉纖溶酶的主要步驟為:將Sephacryls2200 樹(shù)脂裝柱,用0 . lmol / L PBS、0.5mol/ LNaCI 緩沖液(pH 值7 . 4 )進(jìn)行平衡,然后上樣,并以相同緩沖液洗脫。分部收集呈單一對(duì)稱峰的活性組分,用蒸餾水透析過(guò)夜及冷凍干燥,獲得白色粉末豆豉纖溶酶。
( 3 )主要指標(biāo)經(jīng)Sephadex G2100 色譜純化的豆豉纖溶酶:純化28 倍,收得率為51 % ;經(jīng)Sephacryls2200 色譜純化的豆豉纖溶酶:純化44 倍,收得率為68 %。獲得的豆豉纖溶酶平均分子量為31000 , PI 為8.6 士0.2 ,豆豉纖溶酶在40 ℃ 以下穩(wěn)定性良好,50 ℃ 放置lh 則嚴(yán)重失活,60 ℃ 活性全部喪失。該酶在pH 值為7 - 11 穩(wěn)定,而在pH 值低于5 時(shí)很快失活。
生產(chǎn)納豆激酶
一種利用枯草芽孢桿菌培養(yǎng)產(chǎn)生上述納豆激酶的方法,其特征是:
利用大豆蛋白胨等氮源、多糖類物質(zhì)和無(wú)機(jī)鹽進(jìn)行發(fā)酵,發(fā)酵溫度為36.5—37.5℃,發(fā)酵周期l6-50小時(shí),pH 6.5-7.5。經(jīng)過(guò)離心、超濾后,將上清液中加入冷乙醇使其含量達(dá)70-80%,或者加固體硫酸銨使飽和度達(dá)60-70%,低溫沉淀后離心,干燥粉碎,得到納豆激酶的粗干粉,經(jīng)凝膠層析后得到純化產(chǎn)品。
上述的利用枯草芽孢桿菌培養(yǎng)產(chǎn)生上述納豆激酶的方法,所述的氮源、多糖類物質(zhì)和無(wú)機(jī)鹽可以選擇:
a.固體發(fā)酵:采用大豆作為發(fā)酵基質(zhì)。
b.液體發(fā)酵:多糖類物質(zhì)采用麥芽糖、木糖、蔗糖,使用量為:l-8%(重    量比),或者利用麥芽汁作為碳源,C增加0.1-2%(重量比)酵母膏,氮源采用大豆蛋白胨、豆餅粉,使用量1-10%(重量比),或者利用豆    漿作為發(fā)酵物質(zhì)。
c所述的無(wú)機(jī)鹽:KH2P04  0.1%,K2HP04  0.3%,MgS04.5H20   0.05%,CaCi2.H20  0.02%。
上述的利用枯草芽孢桿菌生產(chǎn)的納豆激酶的用途,將利用枯草芽孢桿菌生產(chǎn)的納豆激酶按照常用的酶單位加入到淀粉或者糊精中,其加入量為每200毫克裝量中含5000-10000U納豆激酶,制成腸溶膠囊,用于治療心腦血管疾病藥品.
一種上述的利用枯草芽孢桿菌生產(chǎn)的納豆激酶的用途,將利用枯草芽孢桿菌生產(chǎn)的納豆激酶按照常用的酶單位加入到丹參粉、地龍粉中,其重量配比為:納豆激酶l00-150萬(wàn)酶單位,丹參粉50克,地龍粉30克,制成腸溶膠囊或者口服液,用于治療心腦血管疾病藥品。
一種上述的利用枯草芽孢桿菌生產(chǎn)的納豆激酶的用途,將納豆激酶的純化產(chǎn)品經(jīng)冷凍干燥制成醫(yī)用注射針劑。
這個(gè)技術(shù)方案有以下有益效果:
1.納豆激酶是使用枯草芽孢桿菌高產(chǎn)菌株進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)的高活性的納豆激酶,是一種具有較高溶纖性能的蛋白激酶,針對(duì)纖維蛋白的降解有特異性的顯著效果,經(jīng)臨床檢驗(yàn),該產(chǎn)品具有明顯溶解人體血管內(nèi)血栓的的活性,
可以用于多種心腦血管疾病的治療。
2.產(chǎn)品克服了該類產(chǎn)品只能靜脈給藥的方式,可以制成口服產(chǎn)品,可以通過(guò)腸道吸收進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng),用于血栓治療,其釋放時(shí)間長(zhǎng),并可以促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生組織型纖溶酶原激活因子,激活生物體自身的纖溶酶系統(tǒng),提高血液的纖溶性能。
3.納豆激酶是使用枯草芽孢桿菌高產(chǎn)菌株進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)的高活性的
納豆激酶,液體發(fā)酵的最高酶活性達(dá)每毫克200尿激酶單位,固體發(fā)酵達(dá)每毫克20尿激酶單位,比野生的菌株高十多倍,并且生產(chǎn)原料易得,成本低,生產(chǎn)工藝穩(wěn)定,生產(chǎn)周期短,所生產(chǎn)的納豆激酶的活性高。
4.產(chǎn)品的穩(wěn)定性明顯好于已有的其他原料制成的的產(chǎn)品,在室溫下,本產(chǎn)品每月取樣一次,檢驗(yàn)酶的活性,經(jīng)過(guò)一年酶活性不變。在PH5—10的范圍內(nèi),其性能十分穩(wěn)定,并且本產(chǎn)品在50℃以內(nèi)活性均不下降。
5.通過(guò)動(dòng)靜脈旁路血栓法檢測(cè)的結(jié)果表明,加入納豆激酶的小中大劑量組均與生理鹽水對(duì)照組產(chǎn)生顯著的差異,說(shuō)明其對(duì)于抑制血栓形成有作用,其中特別是中大劑量組,與使用常規(guī)產(chǎn)品的對(duì)照組相比,有更明顯的差異。這說(shuō)明納豆激酶除抑制血栓形成外,還具有溶栓效果。同時(shí)各劑量組之間具有依賴關(guān)系。根據(jù)對(duì)實(shí)驗(yàn)者血液中FIB(纖維蛋白原)、FDP(纖維蛋白降解產(chǎn)物)和D.diver的含量測(cè)定,納豆激酶可以明顯降低FIB的含量,使FDP顯著增高,由此證實(shí)納豆激酶具有激活纖溶酶的作用。報(bào)告附后。
6.經(jīng)過(guò)國(guó)家認(rèn)可的指定單位進(jìn)行急性毒性檢驗(yàn),該產(chǎn)品符合人用藥品的要
求。報(bào)告附后。
實(shí)施例1:
一種利用枯草芽孢桿菌生產(chǎn)的納豆激酶,所述的菌種是枯草芽孢桿菌(Bacillus subtitis)Hw4—1CGMCC.N00718,該菌種于2000年10月30日鑒定,并于2002年的2月27日送CGMCC保藏,其存活證明已經(jīng)提交國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局。該蛋白酶屬于絲氨酸蛋白酶類,由275個(gè)氨基酸組成,分子量27730道爾頓,’等電點(diǎn)pl值為8.6。
其枯草芽孢桿菌的菌種特性為:
1.形態(tài)特征:于37℃培養(yǎng)l-2天后,菌體為短桿狀,有時(shí)成鏈,直形,    (0.5-0.7)×(1.5-1.8)微米,有芽孢,芽孢亞端生,不膨大,橢圓形,芽孢不多于l個(gè),革蘭氏染色為陽(yáng)性。
2.培養(yǎng)特征:在LB培養(yǎng)基上37℃培養(yǎng)l-2天后,菌落呈乳脂色,邊緣不光滑,表面粗糙,呈皺褶狀,菌落不粘,易挑起。
3.生理生化特性:
接觸酶十,氧化酶一,VP試驗(yàn)+,VP<pH6+,VP>Ph7一,明膠液化+,分解酪素+,淀粉水解一,硝酸鹽還原+。利用碳水化合物產(chǎn)酸:葡萄糖+,木糖+,L一阿拉伯糖一,甘露醇+  利用葡萄糖產(chǎn)氣一,利用檸檬酸鹽一,甲基紅試驗(yàn)+。
實(shí)施例2:.
上述納豆激酶的生產(chǎn)方法:
利用大豆蛋白胨等氮源、多糖類物質(zhì)和無(wú)機(jī)鹽進(jìn)行發(fā)酵,發(fā)酵溫度為36.5-37.5℃,發(fā)酵周期16-50小時(shí),pH 6.5—7.5。經(jīng)過(guò)離心、超濾后,將上清液中加入冷乙醇使其含量達(dá)70-80%,或者加固體硫酸銨使飽和度達(dá)60—70%,低溫沉淀后離心,干燥粉碎,得到納豆激酶的粗干粉,經(jīng)凝膠層析后得到純化產(chǎn)品。
上述的利用枯草芽孢桿菌培養(yǎng)產(chǎn)生上述納豆激酶的方法,所述的氮源、多糖類物質(zhì)和無(wú)機(jī)鹽可以選擇:
a.固體發(fā)酵:采用大豆作為發(fā)酵基質(zhì)。
b.液體發(fā)酵:多糖類物質(zhì)采用麥芽糖、木糖、蔗糖,使用量為:l-8%(重
量比),最佳量為1.5-4%,或者利用麥芽汁作為碳源,增加0.1-2%(重量比)酵母膏,以提高納豆激酶的產(chǎn)量。氮源采用大豆蛋白胨、豆餅粉,使用量l-10%(重量比),其最佳量為2-5%,或者利用豆?jié){作為發(fā)酵物質(zhì)。
c.所述的無(wú)機(jī)鹽:KH2P04   0.1%,K2HP04   0.3%,MgS04·5H20  0.05%,CaCl2·H20   0.02%。
發(fā)酵罐培養(yǎng)的條件:
通氣量控制為:(1:0.5)一(1:1)V/V/min,攪拌200-400rpm,罐溫為36.5-37.5℃之間,罐壓為0.03-0.05Mpa.
發(fā)酵:
采用固體發(fā)酵時(shí),應(yīng)當(dāng)精選大豆,泡24小時(shí),121℃滅菌一小時(shí),冷卻后進(jìn)行接種發(fā)酵。發(fā)酵的相對(duì)濕度為80-95%,溫度為36-38℃,周期為20小時(shí)以上,一般不必超過(guò)50小時(shí)。
發(fā)酵后可以進(jìn)行提取,用1-2倍量的含2mM CaCL2的生理鹽水在低溫下攪拌抽提1-2小時(shí)后,進(jìn)行過(guò)濾,離心30-40分鐘,棄沉淀,收集上清液,加入低溫乙醇至乙醇含量達(dá)到70-80%,或加入固體硫酸銨至飽和度達(dá)到60—70%,低溫過(guò)夜沉淀,離心后真空抽干,將沉淀粉碎,即得納豆激酶的粗干粉。
如果采用的是液體發(fā)酵,則直接進(jìn)行低溫離心,除去菌體,并超濾濃縮1—10倍,加入低溫乙醇至乙醇含量達(dá)到70—80%,或加入固體硫酸銨至飽和度達(dá)到60-70%,低溫過(guò)夜沉淀,離心后真空抽干:將沉淀粉碎,即得納豆激酶的粗干粉。
純化:
將納豆激酶粗干粉用Tris·HCL緩沖液溶解后,使用Butyl Sepharose4FF
疏水層析柱進(jìn)行組分分離,收集高活性組分。透析濃縮后,用CM離子交換柱
分離,收集活性組分。反滲濃縮后,進(jìn)行SephadexG.100分子篩凝膠柱層析,
收集活性組分。經(jīng)透析濃縮后,得到納豆激酶的純化產(chǎn)品。
實(shí)施例3:
上述的利用枯草芽孢桿菌生產(chǎn)的納豆激酶的用途,將利用枯草芽孢桿菌生產(chǎn)的納豆激酶按照常用的酶單位5000U-10000U加入到淀粉或者糊精中,制成腸溶膠囊,用于治療血栓類的心腦血管疾病的藥品。
每日3次,每次2粒。
實(shí)施例4:
一種上述的利用枯草芽孢桿菌生產(chǎn)的納豆激酶的用途,將利用枯草芽孢桿
菌生產(chǎn)的納豆激酶按照常用的酶單位加入到丹參粉、地龍粉中,其重量配比為:納豆激酶l00-150萬(wàn)酶單位,丹參粉50克,地龍粉30克,共同制成納米級(jí)微粒后,制成腸溶膠囊或者口服液,作為心血管疾病易發(fā)人群的保健品,用于預(yù)防血栓類的心腦血管疾病的藥品。
納豆激酶的生產(chǎn)
提供一種得率高,酶活高,成本低,可進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的納豆激酶的生產(chǎn)方法。
依次包括下述兩個(gè)步驟:
一、發(fā)酵;
所述第的發(fā)酵是固體發(fā)酵,該發(fā)酵過(guò)程依次有如下工序,
①用特制浸泡液浸泡優(yōu)質(zhì)黃豆,所述的特制浸泡液的配方為:牛肉浸膏5~l0g,蛋白胨4~12g,酵母浸出汁3—8g,NaCl 5~l0g,葡萄糖l5~20g,自來(lái)水l000ml,PH值為6.8~7,浸泡到黃豆吸足水份,豆無(wú)硬心,表面無(wú)皺紋為止;
②裝瓶滅菌接種:采用常規(guī)滅菌方法,等瓶溫自然冷卻至40℃以下,在無(wú)菌條件下接種,接種所用的菌種是枯草芽孢桿菌;
③培育:采用常規(guī)培養(yǎng)條件;
采用高低溫培養(yǎng)方法,先在37℃下培養(yǎng)22—32小時(shí)后馬上轉(zhuǎn)入3~10℃條件下保溫,l2~24小時(shí)獲得發(fā)酵物。
二、將經(jīng)發(fā)酵步驟后得到的干燥物粉碎;
①干燥:采用常規(guī)方法。
干燥工序中采用的是將發(fā)酵物進(jìn)行低溫真空冷凍干燥,發(fā)酵物水分小于l5%時(shí)干燥結(jié)束。
②粉碎是采用細(xì)胞破壁技術(shù)。
上述生產(chǎn)方法培養(yǎng)的納豆激酶制備的納豆激酶溶栓藥物,其特殊之處在于:制備片劑、沖劑、硬膠囊、軟膠囊或口服液時(shí),在所得產(chǎn)物中直接添加可溶性淀粉、葡萄糖、麥芽糊精(等)配料調(diào)整至每克內(nèi)有200~680的酶活單位。
上述生產(chǎn)方法培養(yǎng)的納豆激酶制備的納豆激酶溶栓藥物每克內(nèi)有200~380的酶活單位,具有預(yù)防心血管疾病的作用。
上述生產(chǎn)方法培養(yǎng)的納豆激酶制備的納豆激酶溶栓藥物每克內(nèi)有300~680的酶活單位,具有治療心血管疾病的作用。
上述生產(chǎn)方法培養(yǎng)的納豆激酶制備的凍干粉每克內(nèi)含大于800的酶活單位,制備的針劑純度達(dá)95%以上。
下面將通過(guò)實(shí)施例對(duì)方案作詳細(xì)敘述:
第一部分:納豆激酶的生產(chǎn)方法
1、使用特制浸泡液的實(shí)施例及其與使用常規(guī)浸泡液的產(chǎn)物酶活比較實(shí)驗(yàn)條件:300ml三角瓶加入特制浸泡液浸泡過(guò)的大豆l0g,調(diào)PH7,121℃滅菌15min,接入枯草芽孢桿菌斜面菌種,在37℃條件下培養(yǎng)24小時(shí),常規(guī)干燥、常規(guī)粉碎后測(cè)定酶活。
浸泡液
牛肉浸膏
蛋白胨
酵母浸出液
NaCl
葡萄糖
測(cè)定酶活
1
5
4
3
5
15
2
6
5
4
6
17
3
7
8
5
7
19
4
8
lO
6
8
16
490 U/g
5
9
12
8
9
20
常規(guī)浸
泡液
自來(lái)水
230 u/g
2、高低溫培養(yǎng)條件實(shí)施例及其與常規(guī)培養(yǎng)條件下的產(chǎn)物酶活比較:
實(shí)驗(yàn)條件:500ml三角瓶?jī)?nèi)加入經(jīng)特制浸泡液浸泡過(guò)的大豆30g,調(diào)PH7,在121℃條件下滅菌30min接入枯草芽孢桿菌種子菌種培養(yǎng),再經(jīng)常規(guī)干燥、常規(guī)粉碎后測(cè)定酶活。
培養(yǎng)
培養(yǎng)條件
測(cè)定酶活u/g
常規(guī)培
養(yǎng)條件
37℃條件下培養(yǎng)24-28小時(shí)
510
1
37℃條件下培養(yǎng)24h,放入3℃條件下再培養(yǎng)24 h
高低溫
2
37℃條件下培養(yǎng)24h,放入5℃條件下再培養(yǎng)18 h
培養(yǎng)條
3
37℃條件下培養(yǎng)24h,放入8℃條件下再培養(yǎng)15 h
4
37℃條件下培養(yǎng)24h,放入l0℃條件下再培養(yǎng)12h
690
3、干燥與粉碎工序?qū)嵤├?,使用原料為?jīng)特制浸泡液浸泡,經(jīng)高低溫培養(yǎng)制得的發(fā)酵豆。
干燥
破碎
酶活
l
常溫常壓下干燥
常規(guī)方法粉碎
690u/g
2
低溫真空冷凍干燥
常規(guī)方法粉碎
810 u/g
3
常規(guī)干燥
細(xì)胞破壁
780 u/g
4
低溫真空冷凍干燥
細(xì)胞破壁
880 u/g
由上述實(shí)施例可以看出,使用特制浸泡液、采用高低溫培養(yǎng)條件、采用低溫真空冷凍干燥及細(xì)胞破壁技術(shù)均對(duì)提高產(chǎn)物酶活有重要作用。
第二部分:用于治療心血管疾病的納豆激酶溶栓藥物
1、制備片劑、沖劑、硬膠囊、軟膠囊時(shí),在固體發(fā)酵所得產(chǎn)物中直接添加可溶性淀粉、葡萄糖、麥芽糊精等配料調(diào)整至每克內(nèi)有200~680的酶活單位。
第一部分最終產(chǎn)物
添加配料
調(diào)整酶活單位
作用
用量
顯效率
1
690u/g
可溶性淀粉
200u/g
預(yù)防
3g
明顯
2
780u/g
麥芽糊精
250 u/g
預(yù)防
3g
明顯
3
810 u/g
葡萄糖
300 u/g
預(yù)防
3g
明顯
4
880u/g
葡萄糖
350U/g
預(yù)防
3g
明顯
5
780 u/g
可溶性淀粉
500u/g
治療
3g
明顯
6
690u/g
葡萄糖
560u/g
治療
3g
明顯
7
810u/g
麥芽糊精
380 u/g
治療
3g
明顯
8
880 u/g
葡萄糖
680 u/g
治療
3g
明顯
用量到18克即有明顯效果:預(yù)防時(shí),l日1次,每次3克;治療時(shí),l日
2次,每次3克。
2、用常規(guī)方法制備的凍干粉。
第一部分最終產(chǎn)物
調(diào)整酶活單位
作用
用量
顯效率
1
690u/g
200u/g
治療
3g
明顯
2
780u/g
250u/g
治療
3g
明顯
3
810 u/g
300 u/g
治療
3g
明顯
4
880u/g
350u/g
治療
3g
明顯
用量到l8克即有明顯治療效果,按病情由輕至重依次按實(shí)施例1-4確定
具體的用量數(shù),1日2次,每次3克,共6次,
3、用常規(guī)方法制備的針劑。
第一部分最終產(chǎn)物
調(diào)整酶活單位
作用
用量
顯效率
1
690u/g
800u/g
治療
lg
明顯
2
780u/g
850 u/g
治療
lg
明顯
3
810 u/g
900 u/g
治療
lg
明顯
4
880u/g
950u/g
治療
lg
明顯
用量到18克即有明顯治療效果,按病情由輕至重依次按實(shí)施例1~4確定具體的用法。
納豆激酶的制造
提供了一種回收率較高的納豆激酶的制造方法。
提供一種納豆激酶的制造方法,其包括如下步驟:發(fā)酵,將納豆激酶從納豆菌釋放出來(lái),發(fā)酵液中含有納豆激酶及菌體;將發(fā)酵液中納豆菌細(xì)胞的細(xì)胞壁破碎,釋放出發(fā)酵過(guò)程中,卡在細(xì)胞壁的納豆激酶;將細(xì)胞壁破碎后的發(fā)酵液離心并收集上清液;純化所述上清液,獲得純化后的納豆激酶溶液。
提供的納豆激酶的制造方法中,包括了細(xì)胞破碎的步驟,即將納豆菌細(xì)胞的細(xì)胞壁破碎,將細(xì)胞壁破碎后,可以將在發(fā)酵過(guò)程中被卡在納豆菌細(xì)胞壁的納豆激酶均釋放出來(lái)。因此,相較于先前技術(shù)的納豆激酶的制造方法,提供的納豆激酶的制造方法可較大程度上提升納豆激酶的回收率。而且,針對(duì)同一發(fā)酵方法,提供的納豆激酶的制造方法可將納豆激酶的回收率提升40~50%。
具體實(shí)施方式一:
1)發(fā)酵
從固體培養(yǎng)基挑取表達(dá)納豆激酶的單菌落接入l0毫升的種子培養(yǎng)基中,150轉(zhuǎn)/分鐘(rpm)下?lián)u床培養(yǎng)8小時(shí),按l%接種量接入發(fā)酵培養(yǎng)基中,再于28℃、150轉(zhuǎn)/分鐘下發(fā)酵罐培養(yǎng)l00小時(shí)。發(fā)酵過(guò)程中,納豆激酶會(huì)從納豆菌中釋放出來(lái),液體中含有納豆激酶及菌體。
2)細(xì)胞破碎
如上所述,在發(fā)酵過(guò)程中,納豆激酶會(huì)從納豆菌中釋放出來(lái)。經(jīng)研究表明,發(fā)酵只能釋放出納豆菌中所含有的部分納豆激酶,約有50%左右的納豆激酶受到納豆菌細(xì)胞的細(xì)胞壁的阻礙,會(huì)卡在納豆菌細(xì)胞的細(xì)胞壁而未能從納豆菌細(xì)胞中釋放出來(lái),因此現(xiàn)有技術(shù)納豆激酶的制造方法無(wú)法利用卡在納豆菌細(xì)胞壁的納豆激酶,因此,總是無(wú)法達(dá)到理想的回收率。
為解決此問(wèn)題,提供了細(xì)胞破碎的步驟,即將納豆菌細(xì)胞的細(xì)胞壁破碎。將細(xì)胞壁破碎后,可以將先前技術(shù)中被卡在納豆菌細(xì)胞壁的納豆激酶均釋放出來(lái),因此,可較大程度上提升納豆激酶的回收率。
提供的細(xì)胞破碎步驟的第一種實(shí)施方式為:瞬間(一般為1秒以內(nèi))改變發(fā)酵液所處環(huán)境的壓力,例如,可瞬間提升至2000磅/平方英寸(Psi)再瞬間降至常壓,以使納豆菌細(xì)胞壁破碎,此步驟重復(fù)進(jìn)行,以使納豆菌細(xì)胞充分破碎。
3)離心
用冷凍離心機(jī)將發(fā)酵液于O℃下以2000轉(zhuǎn)/分鐘(rpm)的速度離心8分鐘,收集上清液,于上清液中加入l0%飽和度的硫酸銨(NH4)2s04沉淀,2000轉(zhuǎn)/分鐘離心收集上清液,繼續(xù)在上清液中加入硫酸銨至60%的飽和度,2000轉(zhuǎn)/分鐘離心收集沉淀,將沉淀重懸于10毫摩爾濃度、pH值為6的磷酸緩沖液中,2000轉(zhuǎn)/分鐘離心l0分鐘收集上清液,于o℃保存?zhèn)溆谩?div style="height:15px;">
4)精制,即純化
用層析系統(tǒng)將上清液以l0公分/小時(shí)(cm/h)的線速度加入凝膠層析柱中,用10毫摩爾濃度(mM)的磷酸緩沖液以相同的線速度洗滌至出峰完畢,用紫外檢測(cè)儀于波長(zhǎng)為280納米和260納米進(jìn)行檢測(cè),收集保留體積為9毫升處的洗脫液,收集液體積為3毫升,此步驟可稱作凝膠層析分離。
5)制成高純度納豆激酶產(chǎn)品
將精制步驟中收集得到的洗脫液放置于去離子水中進(jìn)行透析脫鹽l6小時(shí)后,置于.20℃冰箱下冷凍l2小時(shí)將其進(jìn)行冷凍干燥,干燥時(shí)間為24小時(shí),即可得到高純度的納豆激酶產(chǎn)品。
納豆激酶的制造第二實(shí)施方式。
1)發(fā)酵
從固體培養(yǎng)基挑取表達(dá)納豆激酶的單菌落接入200毫升的種子培養(yǎng)基
中,  300轉(zhuǎn)/分鐘(rpm)下?lián)u床培養(yǎng)25小時(shí),按5%接種量接入發(fā)酵培養(yǎng)
基中,再于37℃、300轉(zhuǎn)/分鐘下發(fā)酵罐培養(yǎng)l50小時(shí)。
2)細(xì)胞破碎
本實(shí)施方式中,細(xì)胞破碎的步驟為:將發(fā)酵液反復(fù)冷凍,將溫度降至
一1℃以下,形成水冰晶,以刺破納豆菌細(xì)胞壁。
3)離心
用冷凍離心機(jī)將發(fā)酵液于20℃下以l0000轉(zhuǎn)/分鐘的速度離心15分鐘,收集上清液,于上清液中加入40%飽和度的硫酸銨(NI-14)2S04沉淀,10000轉(zhuǎn)/分鐘離心收集上清液,繼續(xù)在上清液中加入硫酸銨(NH4)2S04至85%的飽和度,  10000轉(zhuǎn)/分鐘離心30分鐘收集沉淀,將沉淀重懸于100毫摩爾濃度、pH值為8的磷酸緩沖液中,10000轉(zhuǎn)/分鐘離心收集上清液,于20℃保存?zhèn)溆谩?div style="height:15px;">
4)精制,即純化
用層析系統(tǒng)將上清液以l00公分/小時(shí)(cm/h)的線速度加入凝膠層析柱中,用200毫摩爾濃度的磷酸緩沖液以相同的線速度洗滌至出峰完畢,用紫外檢測(cè)儀于波長(zhǎng)為280納米和260納米進(jìn)行檢測(cè),收集保留體積為l5毫升處的洗脫液,收集液體積為6毫升,此步驟可稱作凝膠層析分離。
5)制成高純度納豆激酶產(chǎn)品
將精制步驟中收集得到的洗脫液放置于去離子水中進(jìn)行透析脫鹽32小時(shí)后,置于一20℃冰箱下冷凍24小時(shí)將其進(jìn)行冷凍干燥,干燥時(shí)間為48小時(shí),即得到高純度的納豆激酶產(chǎn)品。
納豆激酶的制造第三實(shí)施方式。
1)發(fā)酵
從固體培養(yǎng)基挑取表達(dá)納豆激酶的單菌落接入50毫升的種子培養(yǎng)基中,240轉(zhuǎn)/分鐘(rpm)下?lián)u床培養(yǎng)10小時(shí),按4%接種量接入發(fā)酵培養(yǎng)基中,再于30℃、220轉(zhuǎn)/分鐘下發(fā)酵罐培養(yǎng)l20小時(shí)。
2)細(xì)胞破碎
本實(shí)施方式中,細(xì)胞破碎的步驟為:于發(fā)酵液中加入分解酶,以溶解納豆菌細(xì)胞壁,此步驟中所述的分解酶可以選擇溶酶體(Lysosome)或酰胺酶(Amidase)或葡糖苷酶(Glucosidase)等。
3)離心
用冷凍離心機(jī)將發(fā)酵液于4℃下以8000轉(zhuǎn)/分鐘(rpm)的速度離心10分鐘,收集上清液,于上清液中加入20%飽和度的硫酸銨沉淀,8000轉(zhuǎn)/分鐘離心收集上清液,繼續(xù)在上清液中加入硫酸銨至70%的飽和度,8000轉(zhuǎn)/分鐘離心收集沉淀,將沉淀重懸于70毫摩爾濃度(mM)、pH值為6.4的磷酸緩沖液中,8000轉(zhuǎn)/分鐘離心20分鐘收集上清液,于4℃保存?zhèn)溆谩?div style="height:15px;">
4)精制,即純化
用層析系統(tǒng)將上清液以30公分/小時(shí)(cm/h)的線速度加入凝膠層析柱中,用40毫摩爾濃度(mM)的磷酸緩沖液以相同的線速度洗滌至出峰完畢,用紫外檢測(cè)儀于波長(zhǎng)為280納米和260納米進(jìn)行檢測(cè),收集保留體積為1 0毫升處的洗脫液,收集液體積為5毫升,此步驟可稱作凝膠層析分離。
5)制成高純度納豆激酶產(chǎn)品
將精制步驟中收集得到的洗脫液放置于去離子水中進(jìn)行透析脫鹽20小時(shí)后,置于.20℃冰箱下冷凍20小時(shí)將其進(jìn)行冷凍干燥,干燥時(shí)間為40小時(shí),即得到高純度的納豆激酶產(chǎn)品。
綜上所述,提供的納豆激酶的制造方法包括如下步驟:
1)發(fā)酵,將納豆激酶從納豆菌中釋放出來(lái),發(fā)酵液中含有納豆激酶及
菌體,從固體培養(yǎng)基挑取表達(dá)納豆激酶的單菌落接入l0~200毫升的種子培養(yǎng)基中,150~300轉(zhuǎn)/分鐘(rpm)下?lián)u床培養(yǎng)8~25小時(shí),按l%~5%接種量接入發(fā)酵培養(yǎng)基中,再于28~37℃、150~300轉(zhuǎn)/分鐘下發(fā)酵罐培養(yǎng)100~150小時(shí);
2)細(xì)胞破碎,即將納豆菌細(xì)胞的細(xì)胞壁破碎
提供的細(xì)胞破碎步驟的第一種實(shí)施方式為:瞬間(一般為1秒以內(nèi))改變發(fā)酵液所處環(huán)境的壓力,例如,可瞬間提升至2000磅/平方英寸(Psi)再瞬間降至常壓,以使納豆菌細(xì)胞壁破碎,此步驟重復(fù)進(jìn)行,以使納豆菌細(xì)胞破碎充分;
提供的細(xì)胞破碎步驟的第二種實(shí)施方式為:將發(fā)酵液反復(fù)冷凍,將溫度降至一l℃以下,形成水冰晶,以刺破納豆菌細(xì)胞壁;
提供的細(xì)胞破碎步驟的第三種實(shí)施方式為:于發(fā)酵液中加入分解酶,以溶解納豆菌細(xì)胞壁,此步驟中所述的分解酶可以選擇溶酶體或酰胺酶或葡糖苷酶等;
而且提供的納豆激酶的制造方法中,細(xì)胞破碎的步驟并不限于上述三種細(xì)胞破碎的方式;
3)離心
用冷凍離心機(jī)將發(fā)酵液于0~20℃下以2000~10000轉(zhuǎn)/分鐘(rpm)的
速度離心8~15分鐘,收集上清液,于上清液中加入l0~40%飽和度的硫
酸銨沉淀,2000~10000轉(zhuǎn)/分鐘離心收集上清液,繼續(xù)在上清液中加入硫酸銨至60~85%的飽和度,2000~10000轉(zhuǎn)/分鐘離心收集沉淀,將沉淀重懸于l0~100毫摩爾濃度、pH值為6~8的磷酸緩沖液中,2000~10000轉(zhuǎn)/分鐘離心10~30分鐘收集上清液,于0~20℃保存?zhèn)溆茫?div style="height:15px;">
4)精制,即純化
用層析系統(tǒng)將上清液以l0~100公分/小時(shí)(cm/h)的線速度加入凝膠層析柱中,用l0~200毫摩爾濃度的磷酸緩沖液以相同的線速度洗滌至出峰完畢,用紫外檢測(cè)儀于波長(zhǎng)為280納米和260納米進(jìn)行檢測(cè),收集保留體積為9~15毫升處的洗脫液,收集液體積為3~6毫升,此步驟可稱作凝膠層析分離:
5)制成高純度納豆激酶產(chǎn)品
將精制步驟中收集得到的洗脫液放置于去離子水中進(jìn)行透析脫鹽l6~32小時(shí)后,置于一20℃冰箱下冷凍l2~24小時(shí)將其進(jìn)行冷凍干燥,干燥時(shí)間為24~48小時(shí),即得到高純度的納豆激酶產(chǎn)品。
另外,的發(fā)酵、離心、純化以及制成高純度納豆激酶產(chǎn)品的步驟并不限于上述實(shí)施方式所述,可以采用任何一種現(xiàn)有技術(shù)所提供的方法。
如上所述,提供的納豆激酶的制造方法中,包括了細(xì)胞破碎的步驟,即將納豆菌細(xì)胞的細(xì)胞壁破碎,將細(xì)胞壁破碎后,可以將在發(fā)酵過(guò)程中被卡在納豆菌細(xì)胞壁的納豆激酶均釋放出來(lái)。因此,相較于現(xiàn)有技術(shù)的納豆激酶的制造方法,提供的納豆激酶的制造方法可較大程度上提升納豆激酶的回收率。而且,針對(duì)同一發(fā)酵方法,提供的納豆激酶的制造方法可將納豆激酶的回收率提升40~50%。
納豆激酶生產(chǎn)方法
提出的采用納豆芽孢桿菌產(chǎn)生納豆激酶的生產(chǎn)方法及其用途屬于微生物技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及到高產(chǎn)菌株發(fā)酵和酶的生產(chǎn)方法。
日本采用液體發(fā)酵方法生產(chǎn)納豆激酶,其發(fā)酵培養(yǎng)基組成為:
2%果糖、l.5%大豆蛋白胨、0.2%酵母浸出物、0.1%KH2P04、0.3%K2HP04、0.05%MgS04·5H20、0.02%CaCl2·2H20,發(fā)酵溫度3 0℃、40小時(shí)。所述納豆激酶活性單位為0.42.1.48u/ml。
培養(yǎng)產(chǎn)生納豆激酶的生產(chǎn)方法,其特征在于:
1)納豆芽孢桿菌在大豆或大豆制品為主要培養(yǎng)基上進(jìn)行固體或液體發(fā)酵;
2)固體發(fā)酵或液體發(fā)酵
固體發(fā)酵:
采用水發(fā)黃豆破碎或不破碎,滅菌后直接進(jìn)行接種進(jìn)行發(fā)酵,豆餅粉、
豆渣、脫脂大豆粉也可用做發(fā)酵原料;發(fā)酵時(shí)溫度控制為22-40℃,最佳
溫度為36—38℃,相對(duì)濕度控制為80一95%,發(fā)酵周期為18-60小時(shí);
液體發(fā)酵:
采用豆乳做發(fā)酵基質(zhì),可稀釋或不稀釋進(jìn)行發(fā)酵;利用大豆粉、豆餅粉、豆渣使用量為l-8%,最佳用量為2-5%;添加牛肉膏或玉米漿可以促進(jìn)納豆芽孢桿菌X-501對(duì)納豆激酶的分泌,牛肉膏使用量為0.2-2%,最佳為1—1.5%玉米漿使用量為0.5-1.5%,最佳為0.5—1.O%;發(fā)酵時(shí)溫度控制為22-40℃,最佳溫度為36-38℃,發(fā)酵周期18-48小時(shí),pH值控制為6.8-7.0;
試驗(yàn)時(shí)搖瓶培養(yǎng)條件:
500ml三角搖瓶,培養(yǎng)基裝量60-100ml,當(dāng)偏心距為2.54cm的旋轉(zhuǎn)搖床時(shí),轉(zhuǎn)數(shù)250-350rpm,當(dāng)采用偏心距為5.0cm的旋轉(zhuǎn)搖床時(shí),轉(zhuǎn)數(shù)為180—240rpm;
生產(chǎn)時(shí)發(fā)酵罐培養(yǎng)條件:
通氣控制為1:0.4-1 :1v/v/min,攪拌200—300rpm,罐溫36-38℃,罐壓0.03—0.05MPa:
3)提取
對(duì)于固體發(fā)酵,先用5-10倍量的0.1-0.15M的氯化鈉溶液在4-10℃下攪拌抽提l-2小時(shí)后先粗預(yù)濾,除去大顆粒發(fā)酵基質(zhì),壓濾或離心去除菌體;濾液或上清液中加0.O2-0.05%CaCl2,并在低溫下再進(jìn)行超濾濃縮20-50倍,加冷酒精至乙醇含量達(dá)75-80%,或加固體硫酸銨使飽和度逐漸達(dá)80%,以便納豆激酶沉淀下來(lái);
對(duì)于液體發(fā)酵,則直接進(jìn)行壓濾或離心除去菌體;濾液或上清液中加
0.02—0.05%CaCl2,并在低溫下再進(jìn)行超濾濃縮20-50倍,加冷酒精至乙醇含量達(dá)75-80%,或加固體硫酸銨使飽和度逐漸達(dá)80%,以便納豆激酶沉淀下來(lái);
4)純化
經(jīng)75%的酒精沉淀或固體硫酸銨沉淀出來(lái)的沉淀物用0.05M PH7.6的
磷酸緩沖液溶解,加入固體硫酸銨逐漸達(dá)80%飽和度,高速離心,收集沉
淀物。沉淀物用0.05M PH6.5磷酸緩沖液溶解并透析,在CM32離子交換柱上層析,收集活性組分。該組分進(jìn)行超濾濃縮,得到高濃度的酶液,再進(jìn)行SephacrylS—l00HR凝膠柱層析,收集活性組分,該組分經(jīng)超濾濃縮透析而得到納豆激酶的純化產(chǎn)品。
納豆芽孢桿菌X.501的生產(chǎn)方法如下:
菌株在大豆或大豆制品(包括大豆粉,豆餅粉,脫脂大豆粉,豆渣,豆乳等)為主要基質(zhì)的培養(yǎng)基上進(jìn)行固體或液體發(fā)酵。
發(fā)酵
對(duì)于固體發(fā)酵可用水發(fā)黃豆經(jīng)破碎或不破碎,經(jīng)滅菌后,直接接種進(jìn)行發(fā)酵。豆餅粉、大豆粉、豆渣、脫脂大豆粉也可用作為發(fā)酵原料,發(fā)酵時(shí)溫度控制為22—40℃,最適溫度36—38℃相對(duì)濕度控制為80—95%,發(fā)酵周期為18—60小時(shí)。
對(duì)于液體發(fā)酵還可用豆乳作為發(fā)酵基質(zhì)可經(jīng)稀釋或不稀釋進(jìn)行發(fā)酵。利用大豆粉、豆餅粉、豆渣等使用量為1—8%,最佳用量為2—5%。液體發(fā)酵時(shí)添加牛肉膏或玉米漿可以促進(jìn)納豆菌對(duì)納豆激酶的分泌,玉米漿使用量0.5一1.5%,最佳用量0.5一1.O%;牛肉膏0.5—2%,最適用量l—1.5%。液體發(fā)酵時(shí)溫度可控制在22—40℃,最適溫度36—38℃,發(fā)酵周期18—48小時(shí)。PH值可控制在6.8—7.0。
試驗(yàn)時(shí)搖瓶培養(yǎng)條件:
500ml三角搖瓶,培養(yǎng)基裝量60-100ml,當(dāng)采用偏心距為2.54cm的旋轉(zhuǎn)搖床時(shí),轉(zhuǎn)數(shù)250-350rpm,當(dāng)采用偏心距為5.0cm的旋轉(zhuǎn)搖床時(shí),轉(zhuǎn)數(shù)為l80-240rpm;
生產(chǎn)時(shí)發(fā)酵罐培養(yǎng)條件:
通氣控制為1:0.4-1:1v/v/min,攪拌200-300rpm,罐溫36- 38℃,罐壓0.03-0.05MPa;
納豆激酶的提?。?div style="height:15px;">對(duì)于固體發(fā)酵可先用5—10倍量的0.1—0.15M的氯化鈉液在4—10℃下攪拌抽提1—2小時(shí)后先粗預(yù)濾,除去大顆粒發(fā)酵基質(zhì),壓濾或離心去除菌體。對(duì)于液體發(fā)酵則直接進(jìn)行壓濾或離心除去菌體。濾液或上清液中加0.02-0.05%CaCl2,并在低溫下再進(jìn)行超濾濃縮20-50倍,加冷酒精至乙醇含量達(dá)75-80%,或加固體硫酸銨使飽和度逐漸達(dá)80%,以使納豆激酶沉淀下來(lái)。
對(duì)于液體發(fā)酵,則直接進(jìn)行壓濾或離心除去菌體,濾液或上清液中加0.02-0.05%CaCl2,并在低溫下再進(jìn)行超濾濃縮20-50倍,加冷酒精至乙醇含量達(dá)75-80%,或加固體硫酸銨使飽和度逐漸達(dá)80%,以使納豆激酶沉淀下來(lái)。
納豆激酶的純化:
經(jīng)75%酒精沉淀或固體硫酸銨沉淀出來(lái)的沉淀物用0.05M PH7.6磷酸緩沖液溶解,加入固體硫酸銨逐漸達(dá)80%飽和度。高速離心,收集沉淀物。沉淀物用0.05M PH6.5磷酸緩沖液溶解并透析,在CM3 2離子交換柱上層析,收集活性組分。該組分進(jìn)行超濾濃縮,得到高濃度的酶液,再進(jìn)行Sephacryl S-100HR凝膠柱層析,收集活性組分,該組分經(jīng)超濾濃縮透析而得到納豆激酶的純化產(chǎn)品。納豆激酶的用途:
納豆激酶沉淀物溶解脫鹽后可直接與其他輔料(豆粉、奶粉、豆奶粉及糊精等)混合調(diào)配至所要求的酶活單位,經(jīng)冷凍干燥后制成納豆激酶膠囊或其它形式的保健食品,也可將納豆激酶沉淀物脫鹽后直接進(jìn)行冷凍干燥,再用少量葡萄糖或乳糖調(diào)配至所要求的酶活單位制成保健食品。
采用的生產(chǎn)原料簡(jiǎn)單,價(jià)格便宜,并且工藝參數(shù)合理。因此,可以在最短的生產(chǎn)時(shí)間內(nèi)獲得較高的產(chǎn)酶量。
實(shí)施例1:
500ml三角瓶加入3.2g大豆粉,l.2g牛肉膏,80m1自來(lái)水,調(diào)pH 6.9,121℃滅菌15min,接入10’納豆芽孢桿菌X.501孢子液0.8ml.。在偏心距2.54cm旋轉(zhuǎn)式搖瓶機(jī)中,旋轉(zhuǎn)速度300rpm,38℃恒溫培養(yǎng)28小時(shí)測(cè)得酶活7.6u/ml。
實(shí)施例2:
500ml三角瓶加入4.09生大豆餅粉,l.59牛肉膏,l00m1自來(lái)水,調(diào)pH 6.9,121℃滅菌l5min,接入10 5納豆芽孢桿菌X-501孢子液1.0ml,在偏心距2.54cm旋轉(zhuǎn)式搖瓶機(jī)中,旋轉(zhuǎn)速度300rpm,38℃恒溫培養(yǎng)30小時(shí)測(cè)得酶活2.5u/ml。
實(shí)施例3:
100g經(jīng)水浸泡過(guò)夜的大豆,裝入一只φ16cm平皿中(記作:A),另取100g同樣處理的大豆,經(jīng)碾碎放入另一個(gè)φ16cm平皿中(記作:B),121℃滅菌20min,冷卻后各接入10 5納豆芽孢桿菌X-501孢子懸液2.0ml。攪拌后置37℃恒溫室,控制濕度90%,培養(yǎng)24小時(shí)。從A、B兩平皿中各取l.0g,分別溶于5ml生理鹽水中,浸提過(guò)夜,其溶纖活力分別為每克培養(yǎng)物A:22.9u和B:12.1u。
實(shí)施例4:
液體發(fā)酵工藝
將一支納豆芽孢桿菌X-501活化斜面菌種用10ml無(wú)菌水洗脫后接入300L發(fā)酵罐中(培養(yǎng)基裝量為250L)。發(fā)酵培養(yǎng)基組分為:大豆粉4%,牛肉膏1.5%,自來(lái)水補(bǔ)足體積至250L,121℃滅菌30分鐘,滅菌后PH為6.7-7.0,發(fā)酵溫度為38℃,攪拌速度250rpm,通氣量為1:O.7v/v/m,發(fā)酵時(shí)間為30小時(shí),發(fā)酵單位最終為8.5u/ml。
實(shí)施例5:
提取工藝,納豆激酶膠囊制取
250L發(fā)酵液經(jīng)離心除去菌體,然后上清加CaCl2  0.02%~0.05%,將離心所得上清液進(jìn)行超濾至10L(濃縮25倍),向超濾液中加乙醇至乙醇含量為75%,此外4℃存放8小時(shí),將該液離心得到的沉淀物進(jìn)行抽濾至于,加少量生理鹽水溶解添加輔料(豆奶粉)后,冷凍干燥成粉狀,該冷凍干粉分裝膠囊。酶活總收率43%。
實(shí)施例6:
純化工藝,納豆激酶醫(yī)用注射針劑的制取
將由300L發(fā)酵罐上得到的一批250L發(fā)酵液(發(fā)酵單位9.1u/ml)按實(shí)施例5提取工藝提取得乙醇沉淀物溶解后,再經(jīng)硫酸銨沉淀,收集沉淀物再進(jìn)行透析脫鹽。透析后的酶液先經(jīng)羧甲基纖維素CM32陽(yáng)離子交換柱層析,收集高活性組分,經(jīng)超濾液濃縮至小體積。再經(jīng)SephacrylS.100HR凝膠柱層析,收集高活性組分,經(jīng)超濾濃縮后進(jìn)行冷凍干燥,制成醫(yī)用注射針劑。
超濾法制備納豆激酶
將納豆發(fā)酵液進(jìn)行預(yù)處理,降低黏度及雜質(zhì),用超濾器進(jìn)行濃縮,除去部分小分子雜蛋白、色素及無(wú)機(jī)鹽,用離子交換樹(shù)脂進(jìn)行交換,進(jìn)一步除去雜蛋白,最后進(jìn)行冷凍干燥,獲得純度較高的納豆激酶。
( 1 )工藝流程
( 2 )主要步驟
① 預(yù)處理
取定量納豆發(fā)酵液,置于沉淀罐中,在攪拌下緩慢加入濃度為20 % ( 200g / L )的CaCI2溶液,CaC12 溶液用量約為發(fā)酵液體積的0.5 %。然后,3000 ~ 5000r / min 離心10 ~ 20min ,收集上層液用濃度為30 % ( 300g / L ) 碳酸鈉 :調(diào)節(jié)pH 值為7.5 ,再次離心,收集上層清液備用。通過(guò)該處理,蛋白質(zhì)回收率為65.2 % ,降低34.8%;酶活力收得率為90.7% ,降低10.3%。
② 超濾濃縮
將收集的離心上層清液進(jìn)行冷卻,使溫度降低至4 ℃ ,然后泵入超濾機(jī),用截留分子量1 0000 的超濾膜進(jìn)行超濾濃縮,在濃縮過(guò)程中不斷加蒸餾水以降低離子強(qiáng)度。待濃縮液電導(dǎo)率約為800 μS / cm 時(shí)停止超濾,此時(shí)濃縮倍數(shù)約為10 倍。通過(guò)超濾,酶活力回收率為89.34 % ,僅損失1 .5 % ,而蛋白質(zhì)回收率為57 % ,降低7.2 %。
③ 色譜精制
將超濾濃縮液上CM-52 柱,控制流出速度為50mL / min ,先用濃度為0.005mol / L 、pH 值為8.0的磷酸緩沖液洗脫至基線后,接著用濃度為0.02mol / L 、pH 值為10 的磷酸緩沖液洗脫,收集洗脫活性峰進(jìn)行冷凍干燥,獲得納豆激酶凍干粉。冷凍干燥條件為:溫度-60 ~-50 ℃ ,真空度為25~50Pa ,時(shí)間為24h 。通過(guò)該處理,蛋白質(zhì)損失率達(dá)80.2 % ,酶活力損失26.46 %。若要獲得比活力更高的納豆激酶制品,可以將洗脫液進(jìn)行分子篩色譜后進(jìn)行凍干。
( 3 )主要指標(biāo)
活力回收為65.7 % ,蛋白質(zhì)回收率為17 % 。
固體發(fā)酵制納豆激酶
用固態(tài)法發(fā)酵納豆,是傳統(tǒng)的制備豆豉方法,雖然原料利用率較低,但是發(fā)酵條件較簡(jiǎn)單,實(shí)用性較強(qiáng)。
( l )工藝流程
( 2 )主要步驟
① 分離枯草芽孢桿菌菌種
枯草芽孢桿菌菌株:從25 批市售豆豉中篩選出形態(tài)良好的10 株枯草芽孢桿菌,經(jīng)發(fā)酵實(shí)驗(yàn),獲得1 株產(chǎn)纖溶活性蛋白酶最高的菌株,批號(hào)為031201 。
② 制備平板分離培養(yǎng)基
取2 份酵母粉、0.4 份麥芽糖、0.7 份NaH2PO4、0.5 份NaCI 、2 份瓊脂粉,用去離子水稀釋成100 份。置于高壓鍋中,在121 ℃ 滅菌30min 后冷卻至常溫,然后在無(wú)菌條件下接入豆豉浸出溶液,37 ℃ 培養(yǎng)24h ,獲得1 株產(chǎn)纖溶活性蛋白酶最高的菌株,批號(hào)為031201 。
③ 擴(kuò)大培養(yǎng)
配制試管斜面培養(yǎng)基。取1 份蛋白胨、0.5 份NaCI 、0.1 份K2 HPO4、2 份瓊脂粉、50份肉湯,用去離子水稀釋成100 份。置于高壓鍋中,在121 ℃ 滅菌30min 后冷卻至常溫,然后在無(wú)菌條件下接入批號(hào)為031201 的菌株,于37 ℃ 培養(yǎng)24h ,獲得擴(kuò)大培養(yǎng)菌種。
④ 生產(chǎn)菌種培養(yǎng)
配制三級(jí)擴(kuò)大種子。取0.3 份Na2 HP04、0. 03 份KH2PO4、0.05 份MgSO4、0.5 份麥芽糖、2.0 份酵母粉,置于錐形瓶中,在高壓鍋中于121 ℃ 滅菌30min 后冷卻至常溫,然后在無(wú)菌條件下接入擴(kuò)大培養(yǎng)菌種,于37 ℃ 、200r / min 轉(zhuǎn)速下培養(yǎng)6h ,獲得液體生產(chǎn)菌種。
⑤ 接種
稱取定量黃豆,洗凈后浸泡過(guò)夜,次日撈出,置于甑子中蒸煮50min (以甑子下水溫度達(dá)到沸騰時(shí)計(jì))。然后取出,置于接種鍋中,待其溫度降低至35-40 ℃ 時(shí),加入培養(yǎng)好的種子液,進(jìn)行攪拌,接種量的體積(mL )為黃豆質(zhì)量(g )的10 %。最后,將接種完成的黃豆置于木質(zhì)或竹質(zhì)等淺盤中進(jìn)行發(fā)酵,發(fā)酵物料的厚度為10 - 15cm 。
⑥ 發(fā)酵在發(fā)酵室中,將盛有發(fā)酵物料的淺盤置于發(fā)酵架上,控制溫度為37 ℃ ,發(fā)酵時(shí)間為24h ,獲得富含納豆激酶的豆豉。
( 3 )主要指標(biāo)
發(fā)酵豆豉中納豆激酶活力為1931 IU / g 。
制備納豆激酶必須先行發(fā)酵,液體發(fā)酵養(yǎng)分利用率高,納豆激酶溶解于發(fā)酵液中,容易分離,因此更適合于大規(guī)模生產(chǎn)。
固態(tài)發(fā)酵制劑
提供一種固態(tài)發(fā)酵制備納豆芽孢桿菌微生態(tài)制劑的方法,選用從納豆中篩選出合適的納豆芽孢桿菌并提出該菌株固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)微生態(tài)制劑的方法。
固態(tài)發(fā)酵制備納豆芽孢桿菌微生態(tài)制劑的制備步驟為:
1)菌株為納豆芽孢桿菌;
2)一級(jí)種子培養(yǎng):
液體種子培養(yǎng)基以g/l計(jì)為:蛋白胨10、牛肉膏5、NaCl 5,pH 7.0~7.2;
培養(yǎng)條件:將納豆芽孢桿菌接種于肉湯培養(yǎng)基斜面,37℃培養(yǎng)24h;挑取1環(huán)斜面種子接種于液體種子培養(yǎng)基,于旋轉(zhuǎn)式搖床200rpm,37℃培養(yǎng)l6h,得到一級(jí)種子液;
3)二級(jí)種子培養(yǎng):
培養(yǎng)條件:于5~50L的種子發(fā)酵罐中裝入70%體積的液體種子培養(yǎng)基,l21℃滅菌l5min,冷卻至37℃,接種l%~2%上述一級(jí)種子液,37℃培養(yǎng)10~18h,得到二級(jí)種子液;
4)固態(tài)培養(yǎng):
配制固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基:將5~8份麩皮,l~4份豆餅粉,1~4份玉米淀粉混和均勻,按照固一液重量比l:O.9-1.4的比例加入含K2HP04·3H20  0.5%~2%,MgS04·7H20   0.05%~0.2%的溶液,攪拌均勻,121℃滅菌30min,冷卻至37℃,得到固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基;
培養(yǎng)條件:固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基中接種1%~4%上述二級(jí)種子液,充分拌勻,在密閉的固態(tài)發(fā)酵罐中,37℃保溫保濕發(fā)酵32~40h,得到濕發(fā)酵曲;
5)添加載體并干燥:在上述濕發(fā)酵曲中加入重量比為l0~20倍的玉米淀粉,充分拌勻,于50~80℃的熱風(fēng)中干燥3~15h,得到干燥發(fā)酵曲;
6)粉碎:將上述干燥發(fā)酵曲粉碎,過(guò)40~60目篩,得到納豆芽孢桿菌微生態(tài)制劑。
經(jīng)過(guò)上述步驟生產(chǎn)的納豆芽孢桿菌微生態(tài)制劑具有耐高溫、耐酸堿、耐膽汁的特點(diǎn),并具有較好的貯存穩(wěn)定性。微生態(tài)制劑產(chǎn)品中的活菌總數(shù)為l.0x10*10~2.0x10*10 cef/g。納豆芽孢桿菌還具有產(chǎn)纖溶酶、蛋白酶、淀粉酶和纖維素酶的能力,在步驟4)得到的濕發(fā)酵曲含有一定量的纖溶酶、蛋白酶、淀粉酶和纖維素酶。
有益效果:由于本固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)納豆芽孢桿菌微生態(tài)制劑的方法是在一種密閉式固態(tài)發(fā)酵反應(yīng)器中進(jìn)行的,且整個(gè)發(fā)酵過(guò)程遵循無(wú)菌操作規(guī)程,從而使納豆芽孢桿菌的固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)了嚴(yán)格意義上的純種培養(yǎng),并實(shí)現(xiàn)大規(guī)模放大生產(chǎn)。涉及的固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基解決了以豆粕為主要原料存在的高粘性等問(wèn)題,大大提高了納豆芽孢桿菌的產(chǎn)量,發(fā)酵產(chǎn)品的活菌數(shù)達(dá)到20x10*11cef/g以上,且具有較高的芽孢率,經(jīng)載體稀釋后達(dá)到1×10 10~2x10*10 cef/g。且生產(chǎn)成本低,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定高效,生產(chǎn)過(guò)程無(wú)三廢產(chǎn)生,屬清潔生產(chǎn)工藝。
實(shí)施例1:
納豆芽孢桿菌微生態(tài)制劑的固態(tài)發(fā)酵方法
將納豆芽孢桿菌接種于肉湯培養(yǎng)基斜面,37℃培養(yǎng)24h。挑取l環(huán)斜面種子接種于液體種子培養(yǎng)基(蛋白胨1%、牛肉膏0.5%、NaCl 0.5%,pH 7.0~7.2),于旋轉(zhuǎn)式搖床200r.P.m,37℃培養(yǎng)l6h,得到一級(jí)種子液。
于50L的種子發(fā)酵罐中裝入35L液體種子培養(yǎng)基,l21℃滅菌15min,冷卻至37℃,接種1.5%一級(jí)種子液,37℃培養(yǎng)10h,得到二級(jí)種子液。
6.5份麩皮,2份豆餅粉,1.5份玉米淀粉混和均勻,按照固.液重量比l:1.2的比例加入無(wú)機(jī)鹽溶液(溶液中含K2HP04.3H20  1.0%,MgS04.7H20  0.1%)拌勻,121℃滅菌30min,冷卻至37℃,得到固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基。
固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基中接種l.5%上述二級(jí)種子液,充分拌勻,在密閉的固態(tài)發(fā)酵罐中,37℃保溫保濕發(fā)酵40h左右,得到濕發(fā)酵曲。其發(fā)酵過(guò)程曲線見(jiàn)圖1。在濕發(fā)酵曲中加入重量比為15倍的玉米淀粉,充分拌勻,于55℃的熱風(fēng)中干燥6h,得到干燥發(fā)酵曲。將干燥發(fā)酵曲粉碎,過(guò)60目篩,得到納豆芽孢桿菌微生態(tài)制劑。
實(shí)施例2:
納豆芽孢桿菌最佳固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基的確定
(1)氮源的確定:
將底物麩皮固定為8份,與不同的氮源混和均勻,按照固一液重量比l:1.2的比例加入無(wú)機(jī)鹽溶液(溶液中含K2HP04.3H20  0.5%,MgS04.7H20  0.1%)拌勻,121℃滅菌30min,冷卻至37℃,接種種子液,37℃保溫保濕發(fā)酵32h左右,取樣檢測(cè)活菌總數(shù)。結(jié)果如表l顯示,
選用豆餅粉是較適合的氮源。
表1不同氮源對(duì)納豆芽孢桿菌CCTCC M207147固態(tài)發(fā)酵的影響
氮源     添加比例(份)    活菌總數(shù)(1×10*11cef/g)
豆餅粉    2.0             8.5
硫酸銨    0.27            2.0
硝酸鈉    O.35            1.0
蛋白胨    0.48            2.7
酵母膏    0.82            4.5
(2)豆餅粉添加量的確定:
將3~9份麩皮與不同添加量的豆餅粉混和均勻,其余操作條件同(1),取樣檢測(cè)活菌總數(shù)。結(jié)果如表2所示,
較適合的添加比例為2份豆餅粉加8份麩皮。
表2豆餅粉濃度對(duì)對(duì)納豆芽孢桿菌CCTCC M207147固態(tài)發(fā)酵的影響
豆餅粉添加比例(份)    麩皮添加比例(份)    活菌總數(shù)(1×10*10 uce/g)
1                      9                   6.8
2                      8                   7.5
3                      7                   6.2
4                      6                   5.3
5                      5                   3.6
6                      4                   1.9
7                      3                   0.9
(3)碳源的確定:
將7.5份麩皮、2份豆餅粉和O.5份不同碳源混和均勻,其余操作條件同(1),取樣檢測(cè)活菌總數(shù)。結(jié)果如表3所示,
玉米淀粉是最適合的碳源。
表3不同碳源對(duì)納豆芽孢桿菌ICCTCC M207147固態(tài)發(fā)酵的影響
碳源         添加比例(份)       活菌總數(shù)(1×10*10cef/g)
葡萄糖       0.5                2.2
乳糖         0.5                10
果糖         0.5                3.5
蔗糖         0.5                6.8
玉米粉       0.5                7.1
玉米淀粉     0.5                17.6
對(duì)照        不添加               5.4
(4)玉米淀粉添加量的確定:
將6~8份麩皮、2份豆餅粉和不同添加量的玉米淀粉混和均勻,其余操作條件同(1),取樣檢測(cè)活菌總數(shù)。結(jié)果如表4所示,
玉米淀粉最適合的添加量為:1.5份玉米淀粉加6.5份麩皮。
表4不同玉米淀粉添加量對(duì)納豆芽孢桿菌CCTCC M207147固態(tài)發(fā)酵的影響.
玉米淀粉的添加比例(份)  麩皮添加比例(份)  活菌總數(shù)(1×10* 11cef/g)
0                       8.0               6.9
0.5                     7.5               17.3
1.0                     7.0               20.5
1.5                     6.5               23.5
2.0                     6.0               19.3
(5)加水比的確定:
將6.5份麩皮、2份豆餅粉和1.5份玉米淀粉混和均勻,按照固一液重量比l:O.9-1.4的比例加入無(wú)機(jī)鹽溶液拌勻,其余操作條件同(1),取樣檢測(cè)活菌總數(shù)。結(jié)果如表5所示,
最適合的加水比為1:1.2。
表5不同加水比對(duì)納豆芽孢桿菌固態(tài)發(fā)酵的影響
加水比    活菌總數(shù)(1×10*11cef/g)
1:0.9    14
1:1.O    l7
1:1.1    19
1:1.2    21
1:1.3    20
1:1.4    18
(6)無(wú)機(jī)鹽濃度的確定:
將6.5份麩皮、2份豆餅粉和1.5份玉米淀粉混和均勻,其余操作條件同(1),
最適合的K2HP04濃度為1.O%、MgS04濃度為0.1%。
表6無(wú)機(jī)鹽濃度對(duì)納豆芽孢桿菌CCTCC M207147固態(tài)發(fā)酵的影響
K2HP04濃度(%)  MgS04濃度(%)  活菌總數(shù)(1×10*11cef/g)
0.3             0.1            22.4
0.5             0.1            24.7
1.0             0.1            25.2
0.5             0.O5           21.5
0.5             0.2            19.4
實(shí)施例3:
納豆芽孢桿菌最佳固態(tài)發(fā)酵條件的確定
(1)最佳發(fā)酵溫度的確定:
將6.5份麩皮、2份豆餅粉和1.5份玉米淀粉混和均勻,按照固一液重量比1:1.2的比例加入無(wú)機(jī)鹽溶液(溶液中含K2HP04.3H200.5%,MgS04.7H20   0.1%)拌勻,其余操作條件同實(shí)施例5(1),取樣檢測(cè)活菌總數(shù)。結(jié)果如圖7所示,
最適合的固態(tài)發(fā)酵溫度為37℃。
(2)最佳發(fā)酵pH的確定:
將6.5份麩皮、2份豆餅粉和1.5份玉米淀粉混和均勻,其余操作條件同實(shí)施例5(1),取樣檢測(cè)活菌總數(shù)。結(jié)果如圖7所示,
最適合的固態(tài)發(fā)酵pH為5.5~6.5,即自然pH。
實(shí)施例4:
發(fā)酵時(shí)間對(duì)納豆芽孢桿菌芽孢率的影響
芽孢桿菌產(chǎn)芽孢后,可大大提高其對(duì)惡劣環(huán)境的耐受能力。為了提高納豆芽孢桿菌制劑的加工性能以及對(duì)動(dòng)物消化系統(tǒng)環(huán)境的適應(yīng)性,一般要求芽孢桿菌制劑既要具有較高的活菌數(shù)又要具有較高的芽孢率(大于80%)。將6.5份麩皮、2份豆餅粉和1.5份玉米淀粉混和均勻,其余操作條件同實(shí)施例1(1),37℃保溫保濕發(fā)酵50h左右,在發(fā)酵過(guò)程中每間隔一定的時(shí)間取樣測(cè)定其活菌數(shù)和芽孢率,結(jié)果如圖8所示,
發(fā)酵40h后芽孢率超過(guò)80%。
實(shí)施例5:
納豆芽孢桿菌的產(chǎn)酶能力
將6.5份麩皮、2份豆餅粉和1.5份玉米淀粉混和均勻,其余操作條件同實(shí)施例1(1),37℃保溫保濕發(fā)酵40h左右,監(jiān)測(cè)濕發(fā)酵曲中的纖溶酶、蛋白酶、淀粉酶和纖維素酶活力,結(jié)果如表7所示,
納豆芽孢桿菌具有一定的產(chǎn)纖溶酶、蛋白酶、淀粉酶和纖維素酶的能力。
表7納豆芽孢桿菌CCTCC M207147的產(chǎn)酶能力
纖溶酶    蛋白酶    淀粉酶    纖維素酶
酶活力(U/g干曲)    286        1054     127       106
固體發(fā)酵批量培養(yǎng)
固體發(fā)酵批量培養(yǎng)枯草芽孢桿菌變異菌株的方法,其特征在于,操作步驟:
第l步:配制固體培養(yǎng)基
按該培養(yǎng)基的重量百分比配方,黃豆餅粉2~60%、玉米粉2~60%、米糠2~40%、麩皮2~40%、硫酸銨0.4%和氯化銨O.2%,稱取固體原料,將硫酸銨和氯化銨溶于重量為固體原料總重量的30~40%的水中,再與其余固體原料混和,攪拌均勻,均分為四份,分別投入四個(gè)固體發(fā)酵罐,制成相同的固體培養(yǎng)基四罐;
第2步:滅菌
在壓力、溫度和發(fā)酵罐轉(zhuǎn)速分別為1.O5~1.3kg/cm2、121~125℃和6~60rph的條件下,對(duì)四罐固體培養(yǎng)基進(jìn)行高壓滅菌處理,處理時(shí)間為30~60分鐘;
第3步:接種培養(yǎng)
罐溫降至40~50℃時(shí),在發(fā)酵罐旋轉(zhuǎn)的情況下,向每罐噴入重量為每罐中固體原料重量的30~40%的無(wú)菌水,當(dāng)罐溫降至30~40℃時(shí),將預(yù)先經(jīng)二級(jí)培養(yǎng)成的處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的枯草芽孢桿菌變異菌株的細(xì)菌種子分別接入上二步所述的四個(gè)發(fā)酵罐,每罐的接種量為每罐固體原料重量的2~3%,在罐壓、通風(fēng)量、發(fā)酵罐轉(zhuǎn)速和罐溫分別為0.2~0.8 kg/c m 2、 1600~2000 L/h、6~60rph和30~40℃的條件下,對(duì)四罐變異菌株連續(xù)發(fā)酵培養(yǎng)20~50小時(shí):
第4步:收獲活菌
經(jīng)上步處理,上述變異菌株大量繁殖,從四個(gè)發(fā)酵罐分別收獲大量枯草芽孢桿菌變異菌株的濕菌體,每種濕菌體的重量與投入每罐內(nèi)固體原料和水的重量相等,每克濕菌體含活菌數(shù)20億~50億個(gè)。
具有以下突出效果:
1.每罐收獲的濕菌體的重量大致與投入每罐中固體原料和水的重量相等,不僅濕菌體得率高,而且濕菌體不需要專門的離心機(jī)就能收集到,有助于大幅度減少設(shè)備投資。
2.收獲的活菌數(shù)多,如用500L液體培養(yǎng)罐采用液體培養(yǎng)法培養(yǎng),僅能獲得濕菌體30~35kg,如改用的方法培養(yǎng),收獲濕菌體以210kg計(jì),那末用的方法培養(yǎng),收獲的濕菌體約是液體培養(yǎng)法的6~7倍;
3.發(fā)酵培養(yǎng)過(guò)程不產(chǎn)生廢液,無(wú)廢液排放和環(huán)境污染問(wèn)題。
實(shí)施例1。
一種固體發(fā)酵批量培養(yǎng)枯草芽孢桿菌變異菌株的操作步驟:
第l步  配制固體培養(yǎng)基
為四個(gè)容量為500L的固體發(fā)酵罐配制固體培養(yǎng)基,向每罐投入重量為120kg的固體原料,其中黃豆餅粉36kg、玉米粉36kg、米糠24kg、麩皮23.28kg、硫酸銨0.48kg和氯化銨0.24kg,將硫酸銨和氯化銨溶于42kg的水,注入每罐,攪拌均勻,配制成相同的固體培養(yǎng)基四罐;
第2步  滅菌
在壓力、溫度和發(fā)酵罐轉(zhuǎn)速分別為1.3kg/cm2、125℃和60rph條件下,對(duì)四罐固體培養(yǎng)基進(jìn)行高壓滅菌處理,處理時(shí)間為55分鐘;
第3步  接種培養(yǎng)
罐溫降至40℃時(shí),在發(fā)酵罐旋轉(zhuǎn)的情況下,向每罐噴入42kg的無(wú)菌水,當(dāng)罐溫降至37℃時(shí),將預(yù)先經(jīng)二級(jí)培養(yǎng)成的處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的枯草芽孢桿菌變異菌株的細(xì)菌種子分別接入上二步所述的四個(gè)發(fā)酵罐,每罐的接種量為3kg,在罐壓、通風(fēng)量、發(fā)酵罐轉(zhuǎn)速和罐溫分別為07kg/cm2、2000L/h、60rph和3 7℃的條件下,對(duì)四罐變異菌株連續(xù)發(fā)酵培養(yǎng)48小時(shí);
第4步  收獲活菌
經(jīng)上步處理后,上述變異菌株大量繁殖,從四個(gè)發(fā)酵罐分別收獲枯草芽孢桿菌變異菌株的濕菌體210kg,每克濕菌體含活菌數(shù)20億~50億個(gè)。
實(shí)施例2。
一種固體發(fā)酵批量培養(yǎng)枯草芽孢桿菌變異菌株的操作步驟:
第l步  配制固體培養(yǎng)基
為四個(gè)容量為500L的固體發(fā)酵罐配制固體培養(yǎng)基,向每罐投入重量為60kg的固體原料,其中黃豆餅粉3kg、玉米粉33 kg、米糠20.64kg、麩皮3kg、硫酸銨0.24kg和氯化銨0.12kg,將硫酸銨和氯化銨溶于19.2kg的水,注入每罐,攪拌均勻,配制成相同的固體培養(yǎng)基四罐;
第2步  滅菌
在壓力、溫度和發(fā)酵罐轉(zhuǎn)速分別為1.05kg/cm2、121℃和6rph條件下,對(duì)四罐固體培養(yǎng)基進(jìn)行高壓滅菌處理,處理時(shí)間為35分鐘;
第3步  接種培養(yǎng)
罐溫降至40℃時(shí),在發(fā)酵罐旋轉(zhuǎn)的情況下,向每罐噴入19.2kg的無(wú)菌水,當(dāng)罐溫降至37℃時(shí),將預(yù)先經(jīng)二級(jí)培養(yǎng)成的處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的枯草芽孢桿菌變異菌株的細(xì)菌種子分別接入上二步所述的四個(gè)發(fā)酵罐,每罐的接種量為1.2 kg,在罐壓、通風(fēng)量、發(fā)酵罐轉(zhuǎn)速和罐溫分別為0.3 kg/cm2、l600L/h、6rph和37℃的條件下,對(duì)四罐變異菌株連續(xù)發(fā)酵培養(yǎng)24小時(shí);
第4步  收獲活菌
經(jīng)上步處理后,上述變異菌株大量繁殖,從四個(gè)發(fā)酵罐分別收獲枯草芽孢桿菌變異菌株的濕菌體lOOkg,每克濕菌體含活菌數(shù)20億~50億個(gè)。
實(shí)施例3。
一種固體發(fā)酵批量培養(yǎng)枯草芽孢桿菌變異菌株的操作步驟:
第1步  配制固體培養(yǎng)基
為四個(gè)容量為500L的固體發(fā)酵罐配制固體培養(yǎng)基,向每罐投入重量為90kg的固體原料,其中黃豆餅粉4.5kg、玉米粉49.5kg、米糠4.5kg、麩皮30.96kg、硫酸銨0.36kg和氯化銨0.18kg,將硫酸銨和氯化銨溶于28.8kg的水,注入每罐,攪拌均勻,配制成相同的固體培養(yǎng)基四罐;
第2步  滅菌
在壓力、溫度和發(fā)酵罐轉(zhuǎn)速分別為1.05kg/cm2、121℃和30rph條件下,對(duì)四罐固體培養(yǎng)基進(jìn)行高壓滅菌處理,處理時(shí)間為40分鐘;
第3步  接種培養(yǎng)
罐溫降至40℃時(shí),在發(fā)酵罐旋轉(zhuǎn)的情況下,向每罐噴入28.8kg的無(wú)菌水,當(dāng)罐溫降至37℃時(shí),將預(yù)先經(jīng)二培養(yǎng)成的處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的枯草芽孢桿菌變異菌株的細(xì)菌種子分別接入.上二步所述的四個(gè)發(fā)酵罐,每罐的接種量為2.7kg,在罐壓、通風(fēng)量、發(fā)酵罐轉(zhuǎn)速和罐溫分別為O.5 kg/cm2、1800L/h、30rph和37℃的條件下,對(duì)四罐變異菌株連續(xù)發(fā)酵培養(yǎng)36小時(shí);
第4步  收獲活菌
經(jīng)上步處理后,上述變異菌株大量繁殖,從四個(gè)發(fā)酵罐分別收獲枯草芽孢桿菌變異菌株的濕菌體l50kg,每克濕菌體含活菌數(shù)20億~5 0億個(gè)。
實(shí)施例4。
一種固體發(fā)酵批量培養(yǎng)枯草芽孢桿菌變異菌株的操作步驟:
第1步  配制固體培養(yǎng)基
為四個(gè)容量為500L的固體發(fā)酵罐配制固體培養(yǎng)基,向每罐投入重量為60kg的固體原料,其中黃豆餅粉33kg、玉米粉3kg、米糠20.64kg、麩皮3kg、硫酸銨0.24kg和氯化銨0.12kg,將硫酸銨和氯化銨溶于22.8kg的水,注入每罐,攪拌均勻,配制成相同的固體培養(yǎng)基四罐;
第2步  滅菌
在壓力、溫度和發(fā)酵罐轉(zhuǎn)速分別為1.3kg/cm2、125℃和6rph條件下,對(duì)四罐固體培養(yǎng)基進(jìn)行高壓滅菌處理,處理時(shí)間為3 5分鐘;
第3步  接種培養(yǎng)
罐溫降至40℃時(shí),在發(fā)酵罐旋轉(zhuǎn)的情況下,向每罐噴入22.8kg的無(wú)菌水,當(dāng)罐溫降至37℃時(shí),將預(yù)先經(jīng)二級(jí)培養(yǎng)成的處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的枯草芽孢桿菌變異菌株的細(xì)菌種子分別接入上二步所述的四個(gè)發(fā)酵罐,每罐的接種量為1.2kg,  在罐壓、通風(fēng)量、發(fā)酵罐轉(zhuǎn)速和罐溫分別為0.3 kg/cm2、1600L/h、6rph和37℃的條件下,對(duì)四罐變異菌株連續(xù)發(fā)酵培養(yǎng)24小時(shí)
第4步  收獲活菌
經(jīng)上步處理后,上述變異菌株大量繁殖,從四個(gè)發(fā)酵罐分別收獲枯草芽孢桿菌變異菌株的濕菌體l07kg,每克濕菌體含活菌數(shù)20億~50億個(gè)。
實(shí)施例5。
一種固體發(fā)酵批量培養(yǎng)枯草芽孢桿菌變異菌株的操作步驟:
第1步  配制固體培養(yǎng)基
為四個(gè)容量為500L的固體發(fā)酵罐配制固體培養(yǎng)基,向每罐投入重量為90kg的固體原料,其中黃豆餅粉49.5kg、玉米粉4.5kg、米糠4.5kg、麩皮30.96kg、硫酸銨0.36kg和氯化銨0.18kg,將硫酸銨和氯化銨溶于34.2kg的水,注入每罐,攪拌均勻,配制成相同的固體培養(yǎng)基四罐;
第2步  滅菌
在壓力、溫度和發(fā)酵罐轉(zhuǎn)速分別為1.3kg/cm2、125℃和30rph條件下,對(duì)四罐固體培養(yǎng)基進(jìn)行高壓滅菌處理,處理時(shí)間為40分鐘;
第3步  接種培養(yǎng)
罐溫降至40℃時(shí),在發(fā)酵罐旋轉(zhuǎn)的情況下,向每罐噴入34.2kg的無(wú)菌水,當(dāng)罐溫降至37℃時(shí),將預(yù)先經(jīng)二級(jí)培養(yǎng)成的處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的枯草芽孢桿菌變異菌株的細(xì)菌種子分別接入上二步所述的四個(gè)發(fā)酵罐,每罐的接種量為2.7kg,在罐壓、通風(fēng)量、發(fā)酵罐轉(zhuǎn)速和罐溫分別為O.5 kg/cm2、1800L/h、30rph和37℃的條件下,對(duì)四罐變異菌株連續(xù)發(fā)酵培養(yǎng)36小時(shí);
第4步  收獲活菌
經(jīng)上步處理后,上述變異菌株大量繁殖,從四個(gè)發(fā)酵罐分別收獲枯草芽孢桿菌變異菌株的濕菌體l61 kg,每克濕菌體含活菌數(shù)20億~50億個(gè)。
用豆粕固態(tài)發(fā)酵
提供一種利用豆粕生產(chǎn)納豆芽孢桿菌飼料添加劑的固態(tài)發(fā)酵方法。
利用豆粕生產(chǎn)納豆芽孢桿菌飼料添加劑的固態(tài)發(fā)酵方法的步驟為:
1)將納豆芽孢桿菌斜面保存或甘油凍存的菌種,用KMB培養(yǎng)基,37℃、250rpm搖瓶培養(yǎng)l6 h,得到一級(jí)菌種液;
2)將粒度為80目重量百分比為1-5%的豆粕粉、1-3%的玉米淀粉、1-2%的玉米漿、0.2-0.8%的NaCl溶于水溶液,經(jīng)雙層紗布過(guò)濾,調(diào)節(jié)pH值至6.5—7.0,補(bǔ)水,121℃高壓滅菌15 min,接入2—6%的上述一級(jí)菌種液,37℃培養(yǎng)12—18 h,得到二級(jí)菌種液;
3)用pH值為5.5—8.5的水浸泡豆粕1-2 h,泡脹豆粕含水量為55-70%,
再添加重量百分比為0.3—1.2%的NaCl,3-5%的碳源葡萄糖、蔗糖或玉米淀粉,3—5%的氮源明膠或(NH4)2S04、脲或明膠,混勻,經(jīng)過(guò)蒸煮滅菌,冷卻,得到固態(tài)培養(yǎng)基;
4)固態(tài)培養(yǎng)基中接種5—10%的上述二級(jí)菌種液,充分混勻,置墊有塑料薄膜的發(fā)酵盤內(nèi)平鋪,上蓋塑料薄膜,然后壓上濕棉紗布,30—37℃保溫保濕發(fā)酵10—18 h,得到發(fā)酵豆粕;
5)在上述發(fā)酵豆粕中,加入重量百分比為50—200%的滅菌玉米粉,充分拌勻,經(jīng)45—80℃熱風(fēng)烘14—18 h至干燥,得到干燥發(fā)酵豆粕;
6)將上述干燥發(fā)酵豆粕用飼料粉碎機(jī)粉碎,過(guò)40—60目篩,得到納豆芽孢桿菌飼料添加劑。
所述的步驟2)將粒度為80目重量百分比為5%的豆粕粉、l%的玉米淀粉、1.5%的玉米漿、0.2%的NaCl溶于水溶液,經(jīng)雙層紗布過(guò)濾,調(diào)節(jié)pH值至7.0,補(bǔ)水,121℃高壓滅菌15 min,接入4%的上述一級(jí)菌種液,37℃培養(yǎng)24 h,得到二級(jí)菌種液。
步驟3)用pH值為7的水浸泡豆粕l h,泡脹豆粕含水量為60%,添加重量百分比為0.9%的NaCl,5%的碳源葡萄糖,5%的氮源明膠,混勻,經(jīng)過(guò)蒸煮滅菌,冷卻,得到固態(tài)培養(yǎng)基。
步驟4)固態(tài)培養(yǎng)基中接種5%的上述二級(jí)菌種液,充分混勻,置墊有塑料薄膜的發(fā)酵盤內(nèi)平鋪,上蓋塑料薄膜,然后壓上濕棉紗布,37℃保溫保濕發(fā)酵l6h,得到發(fā)酵豆粕。
步驟5)在上述發(fā)酵豆粕中,加入重量百分比為200%的滅菌玉米粉,充分拌勻,經(jīng)55℃熱風(fēng)烘l6 h至干燥,得到干燥發(fā)酵豆粕。
豆粕經(jīng)過(guò)發(fā)酵,使原有抗?fàn)I養(yǎng)因子得到降解,部分大分子蛋白質(zhì)被降解分子量小于l000的小肽,維生素K2、B2、吡啶二羧酸等營(yíng)養(yǎng)和功能成分比發(fā)酵前增加數(shù)倍。
由于產(chǎn)品所含納豆菌具有耐熱、耐酸堿、好氧、繁殖快、能形成芽孢的特點(diǎn),活菌質(zhì)量穩(wěn)定,每克含活菌總數(shù)為7.0—10.0×10*8cfu/g,符合農(nóng)業(yè)部規(guī)定的納豆芽孢桿菌飼料添加劑活菌總數(shù)1×10*8cfu/g的標(biāo)準(zhǔn)。
為一種不含抗生素的益生菌飼料添加劑,在斷奶仔豬常規(guī)飼料中添加2%一4%,具有促進(jìn)仔豬的生長(zhǎng),提高日增重,提高采食量,降低料重比,促進(jìn)益生菌乳酸桿菌的生長(zhǎng),抑制有害菌大腸桿菌生長(zhǎng)的功能。
具體實(shí)施方式
通過(guò)以下實(shí)施例進(jìn)一步詳述,但不限于本實(shí)施例。
實(shí)施例1
1)將納豆芽孢桿菌斜面保存或甘油凍存的菌種,用KMB培養(yǎng)基(KMB培養(yǎng)
基配方:NaCl 8.0g,Na2HP04·l2H20 2.9g,K2HP04  0.2g,調(diào)節(jié)pH值至7.0—7.5,加H20至1000ml,140℃高壓滅菌2—30 min),37℃、250 rpm搖瓶培養(yǎng)l3 h,得到一級(jí)菌種液;
2)將粒度為80目、重量百分比為3%的豆粕粉,l%的玉米淀粉,1%的玉米漿,0.2%的NaCl溶于水溶液。經(jīng)雙層紗布過(guò)濾,調(diào)節(jié)pH值至6.5,補(bǔ)水,l21℃高壓滅菌15 min,接入2%的上述一級(jí)菌種液,37℃培養(yǎng)l2 h,得到二級(jí)菌種液;
3)用pH值為5.5的水浸泡豆粕l h,泡脹豆粕含水量為55%,再添加重
量百分比為0.3%的NaCl,3%的碳源葡萄糖,3%的氮源明膠,混勻,經(jīng)過(guò)蒸煮滅菌,冷卻,得到固態(tài)培養(yǎng)基;
4)固態(tài)培養(yǎng)基中接種5%的上述二級(jí)菌種液,充分混勻,置墊有塑料薄膜的發(fā)酵盤內(nèi)平鋪,上蓋塑料薄膜,然后壓上濕棉紗布,30℃保溫保濕發(fā)酵l0 h,得到發(fā)酵豆粕;
5)在上述發(fā)酵豆粕中,加入重量百分比為50%的滅菌玉米粉,充分拌勻,
經(jīng)45℃熱風(fēng)烘l4 h至干燥,得到干燥發(fā)酵豆粕;
6)將上述干燥發(fā)酵豆粕用飼料粉碎機(jī)粉碎,過(guò)40目篩,得到納豆芽孢桿
菌飼料添加劑。
實(shí)施例2
1)將納豆芽孢桿菌斜面保存或甘油凍存的菌種,用KMB培養(yǎng)基搖瓶培養(yǎng),37℃、250 rpm搖瓶培養(yǎng)l2 h,得到一級(jí)菌種液;
2)將粒度為80目重量百分比為5%的豆粕粉、2%的玉米淀粉、1.5%的玉米漿、0.5%的NaCl溶于水溶液,經(jīng)雙層紗布過(guò)濾,調(diào)節(jié)pH值至7.0,補(bǔ)水,l21℃高壓滅菌l5 min,接入4%的上述一級(jí)菌種液,37℃培養(yǎng)l4 h,得到二級(jí)菌種液;
3)用pH值為8.5的水浸泡豆粕2 h,泡脹豆粕含水量為70%,再添加重
量百分比為1.2%的NaCl,5%的碳源蔗糖,5%的氮源(NH4)2S04,混勻,經(jīng)過(guò)蒸煮滅菌,冷卻,得到固態(tài)培養(yǎng)基;
4)固態(tài)培養(yǎng)基中接種7.5%的上述二級(jí)菌種液,充分混勻,置墊有塑料薄膜的發(fā)酵盤內(nèi)平鋪,上蓋塑料薄膜,然后壓上濕棉紗布,37℃保溫保濕發(fā)酵l8 h,得到發(fā)酵豆粕;
5)在上述發(fā)酵豆粕中,加入重量百分比為200%的滅菌玉米粉,充分拌勻,經(jīng)60℃熱風(fēng)烘15 h至干燥,得到干燥發(fā)酵豆粕;
6)將上述干燥發(fā)酵豆粕用飼料粉碎機(jī)粉碎,過(guò)60目篩,得到納豆芽孢桿
菌飼料添加劑。
實(shí)施例3
1)將納豆芽孢桿菌斜面保存或甘油凍存的菌種,用KMB培養(yǎng)基搖瓶培養(yǎng),37℃、250 rpm搖瓶培養(yǎng)l4 h,得到一級(jí)菌種液;
2)將粒度為80目重量百分比為7%的豆粕粉、3%的玉米淀粉、2%的玉米漿、0.8%的NaCl溶于水溶液,經(jīng)雙層紗布過(guò)濾,調(diào)節(jié)pH值至7.0,補(bǔ)水,l21℃高壓滅菌15 min,接入6%的上述一級(jí)菌種液,37℃培養(yǎng)l6 h,得到二級(jí)菌種液;
3)用pH值為7.0的水浸泡豆粕l h,泡脹豆粕含水量為60%,再添加重
量百分比為0.9%的NaCl,5%的玉米淀粉,5%的明膠,混勻,經(jīng)過(guò)蒸煮滅菌,冷卻,得到固態(tài)培養(yǎng)基;
4)固態(tài)培養(yǎng)基中接種l0%的上述二級(jí)菌種液,充分混勻,置墊有塑料薄
膜的發(fā)酵盤內(nèi)平鋪,上蓋塑料薄膜,然后壓上濕棉紗布,37℃保溫保濕發(fā)酵l6 h,得到發(fā)酵豆粕;
5)在上述發(fā)酵豆粕中,加入重量百分比為100%的滅菌玉米粉,充分拌勻,
經(jīng)55℃熱風(fēng)烘l6 h至干燥,得到干燥發(fā)酵豆粕;
6)將上述干燥發(fā)酵豆粕用飼料粉碎機(jī)粉碎,過(guò)40目篩,得到納豆芽孢桿
菌飼料添加劑。
實(shí)施例4
(1)活化納豆芽孢桿菌菌種:取用含30%甘油的KMB液體培養(yǎng)基(每1000 mL
KMB培養(yǎng)基配方為:NaCl  8.0g,Na2HP04·l2H20   2.9g,K2HP04  0.2g,溶于水,調(diào)節(jié)pH值至7.0—7.5,加H20至l000ml,140℃高壓滅菌2—30 min)存放在凍存管中,在一80℃冰箱中的凍存的菌株,解凍后吸取l00 μl移入加有裝有l(wèi)00 mLKMB液體培養(yǎng)基的搖瓶中,37℃、250rpm搖瓶培養(yǎng)l2 h,即為一級(jí)菌種液?;蛴媒臃N環(huán)從試管中KMB斜面保存的菌株中取2環(huán),接種于裝有5 mL KMB液體培養(yǎng)基的試管中37℃、250 rpm搖瓶培養(yǎng)l2 h,再取100 μl移入裝有l(wèi)00 mL KMB液體培養(yǎng)基的搖瓶中繼續(xù)培養(yǎng)l2 h,作為一級(jí)菌種液。
(2)納豆芽孢桿菌二級(jí)液體擴(kuò)大培養(yǎng):配制二級(jí)種子液體培養(yǎng)基,配比為:
豆粕粉(80目)1-5%,最佳5%;玉米淀粉1-3%,最佳l.0%;玉米漿1-2%,最佳l.5%;NaCl  0.2-0.8%,最佳0.2%。將所有配料混合,溶于水,經(jīng)雙層紗布過(guò)濾,調(diào)節(jié)pH值至6.5-7.0,然后補(bǔ)水至足量,121℃高壓滅菌15 min。接入4—6%的一級(jí)菌種液,最佳4%。37℃、250 rpm搖瓶培養(yǎng)l2—18h,最佳14 h。
最佳培養(yǎng)時(shí)間(液態(tài)):
培養(yǎng)過(guò)程中每隔2 h取樣進(jìn)行活菌數(shù)檢測(cè),建立生長(zhǎng)曲線:在0~4 h,菌體處于生長(zhǎng)的延滯期;在4~8 h,菌體處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期;在8~20 h,菌體處于生長(zhǎng)的穩(wěn)定期;從20 h開(kāi)始,納豆芽孢桿菌開(kāi)始進(jìn)入生長(zhǎng)的衰亡期。在生長(zhǎng)穩(wěn)定期菌體產(chǎn)生大量活菌數(shù)達(dá)到最大值,且基本保持穩(wěn)定,同時(shí)培養(yǎng)物的生化穩(wěn)定性也較好,因此確定最佳培養(yǎng)時(shí)間為l4 h,最長(zhǎng)不超過(guò)24 h。
(3)固態(tài)發(fā)酵:豆粕用pH值為5.5—8.5,最佳6.5—7.5的水,浸泡1 h;
培養(yǎng)基用豆粕含水量為55—70%,最佳60%;添加營(yíng)養(yǎng)配料:NaCl  0.3-1.2%,最佳0.9%,碳源葡萄糖或蔗糖、玉米淀粉,最佳為葡萄糖5%;氮源明膠或(NH4)2S04、脲,最佳為明膠5%。將營(yíng)養(yǎng)配料與泡脹的豆粕混勻,經(jīng)過(guò)蒸煮滅菌,冷卻,即為固態(tài)培養(yǎng)基。固態(tài)培養(yǎng)基中加入接種量為5%的二級(jí)菌種液,充分混勻,置墊有塑料薄膜的發(fā)酵盤內(nèi)平鋪,上蓋塑料薄膜,然后壓上濕棉紗布,30—37℃保溫保濕發(fā)酵l0—18 h,最佳14—16 h。
最佳培養(yǎng)時(shí)間(固態(tài)):
培養(yǎng)過(guò)程中每隔2 h取樣進(jìn)行活菌數(shù)檢測(cè),建立生長(zhǎng)曲線:在0—4 h,菌體處于生長(zhǎng)的延滯期;在4—10 h,菌體處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期;在10—16 h,菌體處于生長(zhǎng)的穩(wěn)定期;從16 h開(kāi)始,納豆芽孢桿菌開(kāi)始進(jìn)入生長(zhǎng)的衰亡期。在菌體生長(zhǎng)穩(wěn)定期活菌數(shù)達(dá)到最大且保持穩(wěn)定,確定最佳收獲時(shí)間是14—16 h,最長(zhǎng)不超過(guò)l8 h。
豆粕培養(yǎng)基最佳含水量:
加適量水使原料豆粕含水量分別達(dá)55%、60%、65%、70%,浸泡l h,滅菌。每份取20 g分裝于培養(yǎng)皿中,每個(gè)處理重復(fù)三次,經(jīng)37℃恒溫培養(yǎng)l6 h,最后分別取樣作活菌數(shù)檢測(cè)。結(jié)果顯示(表1)顯示,含水量60%的豆粕中細(xì)菌總數(shù)高于其它三種含水量的培養(yǎng)基,差異達(dá)到極顯著水平;而含水量為55%、60%、65%的培養(yǎng)基間細(xì)菌總數(shù)無(wú)顯著差異。因此確定豆粕培養(yǎng)基的最佳含水量為60%。
表1  豆粕培養(yǎng)基中含水量對(duì)納豆菌生長(zhǎng)的影響(n=3)
含水量(%)    菌數(shù)(108 cfu/g)  5%顯著水平  1%極顯著水平
55             2.1 0±0.14      b             B
60             4.55±O.25       a             A
65             1.O7±O.11       b             B
70             1.36±0.04       b             B
注:同列中大寫字母不同表示差異高度顯著(p(0.01),小寫字母不同表示差異顯著(p(0.05),以下其它表同樣。
豆粕培養(yǎng)基的最佳pH值:
采用四種不同pH值,即調(diào)節(jié)豆粕培養(yǎng)基的pH
值,使之分別為5.5、6.5、7.5和8.5,接種納豆菌培養(yǎng)l6 h后,分別測(cè)定細(xì)菌總數(shù)。結(jié)果(表2)顯示,pH為6.5培養(yǎng)基細(xì)菌總數(shù)最高,pH為7.5的培養(yǎng)基其次,二者無(wú)顯著差異,但均極顯著地高于pH值為5.5和8.5的培養(yǎng)基,后二種培養(yǎng)基問(wèn)的細(xì)菌總數(shù)無(wú)差異,因此確定豆粕培養(yǎng)基的最佳酸堿度為6.5—7.5。
表2浸泡水酸堿度對(duì)納豆菌生長(zhǎng)的影響(n--3)
浸泡水pH值  菌數(shù)(1 08 cfu/g)  5%顯著水平  1%極顯著水平
5.5          4.25±O.21          b          B
6.5          7.O0±O.33          a          A
7.5          6.35±O.23          a          A
8.5          1.25±O.21          c          B
豆粕培養(yǎng)基中無(wú)機(jī)鹽NaCl的最佳添加量:
采用四種不同NaCl添加量,即
豆粕培養(yǎng)基中NaCl添加量為0.3%、0.6%、0.9%、l.2%,,以及對(duì)照豆粕培養(yǎng)基,接種納豆菌培養(yǎng)16 h后,分別測(cè)定細(xì)菌總數(shù)。結(jié)果(表3)顯示,當(dāng)NaGl添加量0/90%時(shí)活菌數(shù)最高,極顯著地高其它四個(gè)添加量和對(duì)照的培養(yǎng)基。因此確定豆粕培養(yǎng)基的最佳NaCl添加量為0.90%。
表3 NaCl對(duì)納豆菌生長(zhǎng)的影響(n--3)
NaCl濃度(%)  活菌數(shù)(108 cfu/g)  5%顯著水平  1%極顯著水平
0.3         8.5±O.1 8          b             B
0.6         8.0±0.24           b             B
0.9         9.8±O.24           a             A
1.2         7.O±O.30           C             C
對(duì)照4.     1±0.14             d             D
豆粕培養(yǎng)基最佳碳源:
采用三種不同碳源,即豆粕培養(yǎng)基中分別添加5%的葡萄糖、蔗糖、玉米淀粉,以及對(duì)照豆粕培養(yǎng)基,接種納豆菌培養(yǎng)l6 h后,分別測(cè)定細(xì)菌總數(shù)。結(jié)果(表4)顯示,添加葡萄糖的培養(yǎng)基活菌數(shù)最高,隨后依次為蔗糖、玉米淀粉。與對(duì)照相比,添加葡萄糖、蔗糖細(xì)菌總數(shù)極顯著增加,玉米淀粉有顯著增加。因此確定豆粕培養(yǎng)基的最佳碳源為葡萄糖。
表4碳源對(duì)納豆菌生長(zhǎng)的影響  (n--3)
C源    活菌數(shù)(1 08 cfu/s  5%顯著水平  1%極顯著水平
葡萄糖    59.50±4.99       a            A
蔗糖      37.50±2.91       b            B
玉米淀粉  l6.00±3.52       c            C
對(duì)照      3.95±0.05 d      C
豆粕培養(yǎng)基最佳氮源:
采用三種不同碳源,即豆粕培養(yǎng)基中分別添加5%
的明膠、(NH4)2S04、脲,以及對(duì)照豆粕培養(yǎng)基,接種納豆菌培養(yǎng)l6 h后,分別測(cè)定細(xì)菌總數(shù),結(jié)果(表5)顯示,添加明膠的培養(yǎng)基活菌數(shù)最高,隨后依次為(NH4)2S04、對(duì)照、脲。與對(duì)照相比,添加明膠細(xì)菌總數(shù)極顯著增加。因此,補(bǔ)充合適的氮源有利于納豆菌生長(zhǎng),最佳碳源為明膠。
表5氮源對(duì)納豆菌生長(zhǎng)的影響(n--3)
表5氮源對(duì)納豆菌生長(zhǎng)的影響(I"1"--3)
N源          菌數(shù)(108 cfu/g)  5%顯著水平  1%極顯著水平
明膠         l7.O±O.30           a          A
(NH4)2S04    1.O5±1.95           b          B
脲           0.25±1.82           C          C
對(duì)照         l.00±2.59           b          B
(3)干燥:取發(fā)酵后的豆粕,加入經(jīng)滅菌的載體玉米粉,加量為發(fā)酵豆粕量的0.5-2倍,最佳為2倍,充分拌勻。經(jīng)45—80℃,最佳低于45—65℃,熱風(fēng)烘l4—18h至干燥。
最佳載體加量:
取發(fā)酵濕豆粕,按豆粕:玉米粉分別1:0.5、1:1、1:2的比例,加入經(jīng)輻照滅菌的玉米粉,混勻,在80℃下烘至恒重,記錄烘干所需時(shí)間,同時(shí)取樣作活菌數(shù)檢測(cè)。結(jié)果(表6)顯示,當(dāng)玉米粉:發(fā)酵豆粕為1:1時(shí)烘干需要的時(shí)間較短,活菌數(shù)最多。因此確定載體玉米粉的最佳加量為玉米粉:發(fā)酵豆粕為1:1。
表6  玉米粉添加量對(duì)產(chǎn)品中納豆菌的影響
玉米粉/發(fā)酵豆粕的比率    0.50    1.00    2.00
烘干時(shí)間(h)               2.50    2.00    1.50
活菌數(shù)(i06 cfu/g)        0.55    1.21    0.77
最佳烘干溫度與時(shí)間:
取發(fā)酵豆粕加入等量玉米粉,置電熱干燥箱中,分別在45℃、55℃、65℃、75℃條件下進(jìn)行常規(guī)加溫處理,每級(jí)溫度分別設(shè)30 min和60 min二個(gè)加熱時(shí)間,并設(shè)對(duì)照,最后取樣作活菌數(shù)檢測(cè)。同時(shí)分別在60℃、80℃、100℃和120℃條件下進(jìn)行加溫處理,觀察高溫條件下產(chǎn)品中納豆菌的耐熱性。由表7結(jié)果可見(jiàn),溫度對(duì)產(chǎn)品中納豆菌的影響大于加熱時(shí)間。與對(duì)照相比,干燥60 min后,產(chǎn)品中活菌數(shù)有一定下降。在干燥溫度為75℃時(shí),產(chǎn)品中活菌數(shù)比對(duì)照和45-65℃各組溫度處理均極顯著下降。經(jīng)45℃、55℃和65℃三個(gè)溫度處理的活菌數(shù)與對(duì)照均無(wú)顯著差異,各處理間,無(wú)論30 min和60 min也均無(wú)顯著差異。45—65℃處理一般活菌數(shù)在7.0—10.0×10*8 cfu/g,由此確定最佳烘干溫度在65℃以下。
表7常規(guī)加溫處理溫度與時(shí)間對(duì)產(chǎn)品中活菌數(shù)的綜合影響(n=3)
溫度  處理時(shí)間    活菌數(shù)       5%顯著  i%極顯著
(℃)  (min)    ( cfu/g)    水平     水平
45    30          7.6-0.99      a        A
60          7.5±2.40     a        A
55    30         10.O0±O.56    a        A
60          7.O±1.13     a        A
65    30          8.75±3.04    a        A
60          8.25±1.34    a        A
75    30          0.62±O.28    b        B
60          0.67±O.19    b        B
由于益生菌飼料在制粒過(guò)程中經(jīng)常遇到80℃以上的瞬時(shí)高溫膨化,為此進(jìn)一步觀察了80—120℃溫度處理對(duì)納豆菌的影響。結(jié)果(表8)表明,經(jīng)80℃、100℃和l20℃?zhèn)€溫度處理后納豆活菌數(shù)極顯著低于65℃,這表明80℃以上的高溫容易導(dǎo)致納豆菌營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞的大量死亡。但80℃、l00℃和120℃三個(gè)溫度間的活菌數(shù)差異不大,原因可能是80℃以上高溫條件下存活的納豆菌菌體主要是芽孢。但比較而言,短時(shí)間加溫對(duì)納豆菌存活率的影響相對(duì)小一些。因此,納豆菌飼料產(chǎn)品在加工和保存中,應(yīng)避免80℃以上長(zhǎng)時(shí)間高溫。
表8    高溫處理溫度與持續(xù)時(shí)間對(duì)產(chǎn)品中活菌數(shù)的影響
溫度  處理時(shí)間    活菌數(shù)      5%顯著   1%極顯著
(。C)(rain)    (106cfu/g)    水平      水平
80      15      12.0±4.24     a         A
30      0.36±0.02     b         B
60      0.30±0.24     b         B
100     15      0.36±O.23     b         B
30      0.93±O.04     b         B
60      0.24±O.24     b         B
120     15      0.83±O.01     b         B
30      0.77±O.48     b         B
60      0.50±O.40     b         B
(4)粉碎包裝:用飼料粉碎機(jī)粉碎,過(guò)40目篩,包裝密封,即為成品。
實(shí)施例5
產(chǎn)品生產(chǎn)中試
綜合各試驗(yàn)優(yōu)化條件,進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵中試:豆粕加pH 6.6—7.5的水浸泡l h,使含水量達(dá)到60%;添加營(yíng)養(yǎng)配料NaCl   0.90%、葡萄糖5%、明膠5%混勻,經(jīng)過(guò)蒸煮滅菌,冷卻,加入接種量為5%的二級(jí)菌種液混勻,置墊有塑料薄膜的發(fā)酵盤內(nèi)平鋪,上蓋塑料薄膜,30—37℃保溫發(fā)酵l6h,即為發(fā)酵豆粕。然后按發(fā)酵豆粕重量百分比的200%,加入經(jīng)輻照滅菌的載體玉米粉,拌勻,55℃烘l6 h至干燥。用飼料粉碎機(jī)粉碎,過(guò)40目篩,包裝,即為成品。
對(duì)中試產(chǎn)品和對(duì)照(玉米粉與干豆粕混合物)分別進(jìn)行質(zhì)量分析,結(jié)果表明):中試產(chǎn)品中肽(分子量小于1000)、VB2、吡啶二羧酸均高于對(duì)照。中試產(chǎn)品中活菌含量為7.5×10*8 cfu/g,超過(guò)農(nóng)業(yè)部納豆菌飼料添加劑推薦標(biāo)準(zhǔn)1×10*8 cfu/g,達(dá)到益生菌飼料質(zhì)量要求。其中VB2、吡啶二羧酸可能主要來(lái)自于納豆菌發(fā)酵過(guò)程的代謝產(chǎn)物,肽主要來(lái)自于納豆菌發(fā)酵過(guò)程對(duì)蛋白質(zhì)降解。
表9中試產(chǎn)品成分分析
成分                               納豆菌產(chǎn)品      對(duì)照
水分含量(%)                       9.10±O.Ol     l0.33±O.Ol
蛋白質(zhì)含量(以干基計(jì),%)           33.85±0.Ol    37.82±O.Ol
肽含量(分子量<1000,以干基計(jì),%)  1.95±O.01     0.53±O.Ol
VB:含量(干基計(jì),mg/l000g)        1.96±O.Ol     0.22±0.Ol
吡啶二羧酸含量(干基計(jì),mg/g)      2.064-0.Ol     0.22±O.Ol
納豆菌活菌數(shù)(10*8 cfu/g)           7.50±2.12
注:對(duì)照由豆粕粉和玉米粉組成,其干基含量
活菌制劑
提供一種枯草芽孢桿菌活菌制劑及其制做方法,該制劑對(duì)人體安全、有效、不易產(chǎn)生耐藥性,無(wú)異味、保存期長(zhǎng)的微生態(tài)制劑,用于治療因各種因素引起的消化不良、急、慢性腸炎及菌群失調(diào)性腹瀉。尤其是對(duì)出血型大腸桿菌感染性腸炎的治療更為有效。其制做方法簡(jiǎn)單、成本低、易于實(shí)施。
這種枯草芽孢桿菌活菌制劑的組份的重量比為:
枯草芽孢桿菌BS一3菌株的原菌粉為1.5—2.5份(重量份數(shù))
賦形劑為96一l00份(重量份數(shù)),
其中枯草芽孢桿菌BS一3菌株的原菌粉中的活菌數(shù)為≥200億個(gè)活菌/克。
所述賦形劑為乳糖和可溶性淀粉,其中乳糖與可溶性淀粉的重量比為:
乳糖    9一ll份(重量份數(shù))
可溶性淀粉    87—89份(重量份數(shù))
還有,所述原菌粉是由濕菌體和無(wú)水碳酸鈣按l:3重量比混勻干燥制成的。
該枯草芽孢桿菌活菌制劑可以是于粉制劑或膠囊制劑,或其它形式的制劑。其中在干粉制劑中,一般采用0.25克/袋或50克/袋,枯草芽孢桿菌活菌數(shù)為≥l.0×1 0* 8個(gè)活菌/克。而在膠囊制劑中,一般采用0.25克/粒,枯草芽孢桿菌活菌數(shù)為≥l.0 X 10*8活菌/克。
(1)種子液的制備
將上述檢定合格的純培養(yǎng)物,接種于營(yíng)養(yǎng)肉湯培養(yǎng)瓶?jī)?nèi),在20℃一45℃條件下培養(yǎng)18—24小時(shí),進(jìn)行純菌及菌形特征檢查,
(2)配制培養(yǎng)基
將牛肉膏、蛋白胨、葡萄糖、氯化鈉加入蒸餾水中,上述各組份在蒸餾水中按1000毫升的溶液所含的重量(g)的組份配制:牛肉膏4—6克/l000毫升,蛋白胨9—11克/l000毫升,葡萄糖9一ll克/l000毫升、氯化鈉4—6克/l000毫升,將上述混合物加熱溶解后,調(diào)PH為7.0—7.2,  15磅壓力下滅菌20—30分鐘,即制成培養(yǎng)菌液,
(3)接種培養(yǎng)
將上述檢定合格的種子液按l—3%的體積比例接種至上述培養(yǎng)液中,在20℃一45℃條件下培養(yǎng)48—72小時(shí),檢查芽孢形成的比率,并要求生孢率達(dá)90%以上,
(4)收集菌體
將上述培養(yǎng)到期的培養(yǎng)物,經(jīng)純菌試驗(yàn)確認(rèn)無(wú)雜菌污染后,離心棄上清,然后收集濕菌體,
(5)制備原菌粉
用滅菌的無(wú)水碳酸鈣與上述濕菌體混合攪拌成濕菌粉,之后在70℃一80℃條件下干燥,研磨成干粉即原菌粉,所述原菌粉的活菌數(shù)控制為≥200億個(gè)活菌/克,
(6)拌粉
將上述原菌粉按上述重量比例加入滅菌過(guò)篩的賦形劑,充分?jǐn)噭蚝螅粗瞥煽莶菅挎邨U菌活菌制劑,該制劑的活菌數(shù)為≥1億個(gè)活菌/克。
在該制做方法中,所述的賦形劑為乳糖和可溶性淀粉,其中乳糖與可溶性淀粉在該活菌制劑中的重量份數(shù)比為:
乳糖    9—11份(重量份數(shù))
可溶性淀粉    87—89份(重量份數(shù))
還有,所述濕菌體和無(wú)水碳酸鈣按1:3重量比混勻。
在該制做方法中,所述枯草芽孢桿菌活菌制劑采用袋裝,即制成枯草芽孢桿菌活菌干粉制劑。
在該制做方法中,述枯草芽孢桿菌活菌制劑置于膠囊罐裝機(jī)內(nèi)罐裝,壓板、包裝,即制成枯草芽孢桿菌活菌膠囊制劑。
使用的枯草芽孢桿菌BS一3菌株(Bacillus  Subtilis BS一3)的菌
體形態(tài),用鏡檢觀察:該菌株呈桿狀,直、單個(gè)排列,很少成鏈狀。革蘭氏染色陽(yáng)性(G+)大小為0.6~0.7×1.5—2.0um,側(cè)生鞭毛,中生芽孢呈橢圓形,
實(shí)施例
(一)枯草芽孢桿菌BS一3菌株(Bacillus subtilis BS一3)分離。
1、樣本的來(lái)源:樣本為前述變質(zhì)袋牛奶。
2、分離培養(yǎng)方法:
(1)分離用的培養(yǎng)基:采用普通肉湯液體培養(yǎng)基,PH值為7.0—7.2;或是普通營(yíng)養(yǎng)肉湯瓊脂培養(yǎng)基,PH值為7.0—7.2,經(jīng)l5磅壓力,滅菌20分鐘制成。
(2)方法:
采用普通肉湯液體培養(yǎng)法:無(wú)菌吸取上述變質(zhì)袋牛奶的0.l ml,接種于普通肉湯中管兩支,在37℃條件下培養(yǎng)l8—24小時(shí),觀察培養(yǎng)管中的變化。
采用普通營(yíng)養(yǎng)肉湯瓊脂培養(yǎng)基法:用白金耳無(wú)菌挑取上述變質(zhì)袋牛奶一環(huán),劃線于普通肉湯瓊脂平板兩塊分離,在37℃條件下培養(yǎng)l8—24小時(shí),觀察平皿內(nèi)細(xì)菌生長(zhǎng)情況。
(3)分離結(jié)果
在普通肉湯培養(yǎng)管中,培養(yǎng)液呈微混濁,培養(yǎng)管液面形成完整的一層菌膜,即細(xì)菌培養(yǎng)呈陽(yáng)性生長(zhǎng),涂片培養(yǎng)物革蘭氏染色均為G+桿菌,少數(shù)菌體有芽孢,位于菌體中央,呈橢圓形。經(jīng)檢定為枯草芽孢桿菌BS一3菌株。
在營(yíng)養(yǎng)瓊脂平板上,兩塊平板均培養(yǎng)為陽(yáng)性,菌落圓形不規(guī)則,乳脂色不透明,菌落直徑為2—4mm,經(jīng)革蘭氏染色為G’桿菌,大小約為0·6—0·7×1·5—2·0孔u(yù)m芽孢中生,經(jīng)檢定為枯草芽孢桿菌BS一3菌株。
(二)生產(chǎn)菌種活化與檢定
將上述枯草芽孢桿菌BS一3菌株接種于10ml普通營(yíng)養(yǎng)肉湯培養(yǎng)液中管內(nèi),在35℃條件下培養(yǎng)l8—24小時(shí),然后用白金環(huán)挑一環(huán)劃線轉(zhuǎn)種于營(yíng)養(yǎng)瓊脂平板,在35℃條件下培養(yǎng)l8—24小時(shí),挑典型菌落,進(jìn)行形態(tài)學(xué)與特性檢定,并傳代培養(yǎng)。
(三)種子液的制備
將檢定合格的純培養(yǎng)物,無(wú)菌吸取0.5ml接種于10ml營(yíng)養(yǎng)肉湯培養(yǎng)瓶
內(nèi),35℃條件下培養(yǎng)l8—24小時(shí),進(jìn)行純菌及菌形特征檢查。
(四)生產(chǎn)培養(yǎng)基
將牛肉膏5克、蛋白胨10克、葡萄糖10克、氯化鈉5克加入蒸餾水中至1000毫升,將上述混合物加熱溶解后,調(diào)PH值為7.0—7.2,在15磅壓力下滅菌20分鐘。
納豆激酶液體發(fā)酵
主要步驟
① 分離納豆芽抱桿菌菌種
首先配制平板分離培養(yǎng)基(BPY 培養(yǎng)基)。取0.5 份葡萄糖、0.5 份牛肉膏、1 份蛋白胨、0.5 份酵母膏、0.5 份NaCI 、2 份瓊脂,用去離子水溶解并定容至100份,pH 值為7.0,獲得平板分離培養(yǎng)基。將該培養(yǎng)基置于高壓滅菌鍋中,于121 ℃ 處理20-30min 。泄壓后將培養(yǎng)基冷卻至30-37 ℃ 時(shí),在無(wú)菌條件下進(jìn)行接種,然后于37 ℃ 培養(yǎng)9 - 12h ,獲得納豆芽抱桿菌6 號(hào)菌株。
② 擴(kuò)大培養(yǎng)
接著配制試管斜面培養(yǎng)基。取2 份葡萄糖、1 份蛋白胨、0.1 份K2HPO4、0.05份MgSO4 、2 份瓊脂,用20 份土豆十10 份豆芽混合后煮汁,紗布過(guò)濾后溶解上述養(yǎng)分,定容至100 份。將該培養(yǎng)基置于高壓滅菌鍋中,于121 ℃ 處理20-30min 。泄壓后將培養(yǎng)基冷卻至30-37 ℃ 時(shí),在無(wú)菌條件下進(jìn)行接種,然后于37 ℃ 培養(yǎng)9 ~12h ,獲得擴(kuò)大培養(yǎng)菌種。
③ 發(fā)酵培養(yǎng)
最后配制液體發(fā)酵培養(yǎng)基。取2 份葡萄糖、l 份蛋白胨、0.1 份K2 HPO4、0.05 份MgSO4、2 份甘油、20 份豆餅酶水解液,用去離子水溶解并定容至100 份。將配制好的液體培養(yǎng)基置于發(fā)酵罐中,進(jìn)行滅菌,滅菌溫度及時(shí)間分別為121 ℃ 和20 ~ 30min 。
將滅菌培養(yǎng)基降低溫度至37 ℃ ,在無(wú)菌條件下接入擴(kuò)大培養(yǎng)菌種,接種量為2 %~5 % (體積分?jǐn)?shù))。接種完成后,控制發(fā)酵溫度為37 ℃ 、pH 值為6 ~8 、搖床振蕩頻率為2 00r / min 、通氣培養(yǎng)16h ,獲得納豆發(fā)酵液。
主要指標(biāo)
發(fā)酵液產(chǎn)酶量為160~200 IU / mL 。
微生物菌劑液態(tài)制劑。
上述微生物菌劑的制備方法,具體包括如下步驟:
(1)菌種活化:將低溫保存的BAB.1菌株接種LB平板培養(yǎng)基上,并在28-32℃下培養(yǎng)20~24小時(shí);然后挑取單菌落接種于LB斜面培養(yǎng)基上,并在28~32℃下培養(yǎng)20-24小時(shí),再用無(wú)菌水洗滌培養(yǎng)基表面,其洗脫液作為接種液;
(2)種子液的制備:按照0.05%一0.5%比例(體積百分比)向LB液體培養(yǎng)基中接入步驟(1)制備的接種液,在28-34℃下震蕩培養(yǎng)12~16小時(shí),得種子液;
(3)發(fā)酵培養(yǎng):將步驟(2)所得種子液按照1~l0%比例(體積百分比)
接入玉米粉豆餅份培養(yǎng)基中,再在28~34℃、搖床轉(zhuǎn)速為l70~210rpm的條件下培養(yǎng)22-25小時(shí),得菌株SAB一1的液體制劑;
其中所述的蔗糖豆餅粉培養(yǎng)基的組成成分及其重量百分比為:
蔗糖2.5%~3.5%,豆餅粉1.5%~2.5%,NaCl 0.%~0.2%,CaC03 0.2%~0.3%,KH2P040.01%-0.03%和MgS04.7H20   0.02%~0.04%,其余為水。
上述制備方法中步驟(1)中所述的低溫是指通常保存菌種所用溫度,本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)常識(shí)可知。
上述制備方法中步驟(1)或(2)中所述的LB平板培養(yǎng)基、LB斜面培養(yǎng)
基或LB液體培養(yǎng)基的組成成份及其制備方法都是本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的,可按照通常的方法制備。
上述制備方法中所述的蔗糖豆餅培養(yǎng)基的制備方法,按照重量百分比稱取蔗糖、豆餅粉、NaCl、CaC03、KH2P04和MgS04,然后將它們混合,再加水至所需體積即可。
上述制備方法中所述的培養(yǎng)溫度優(yōu)選為30~32℃,搖床轉(zhuǎn)速優(yōu)選為210rpm,培養(yǎng)時(shí)間優(yōu)選為22小時(shí)。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例中的實(shí)驗(yàn)方法,如無(wú)特別說(shuō)明,均為常規(guī)方法;下述實(shí)施例中的百分含量,如無(wú)特別說(shuō)明,均為重量百分含量。
實(shí)施例1
BAB.1微生物菌劑的制備,按照如下步驟進(jìn)行:
(1)菌種活化:將保存于一40℃的菌株BAB一1在LB平板培養(yǎng)基上進(jìn)行活化(30℃),挑取單菌落在LB斜面培養(yǎng)基上擴(kuò)繁(30℃)備用,所得作為接種液;
(2)種子液的制備:按常規(guī)方法制作LB液體培養(yǎng)基,在250mL三角瓶中裝入LB培養(yǎng)液100mL,高壓濕熱滅菌,待溫度降到室溫后,每瓶中接入步驟(1)一接種環(huán)上述活化好的BAB—l菌株,在搖床上進(jìn)行振蕩培養(yǎng),轉(zhuǎn)速l90rpm,并在30℃下培養(yǎng)24h小時(shí),所得作為種子液;
(3)制備蔗糖豆餅培養(yǎng)基:按照3.O%蔗糖,2%豆餅粉,0.1%NaCl,
0.3%CaC03,0.02%KH2P04和0.03%MgS04.7H20配制培養(yǎng)基,然后加水補(bǔ)齊100%,攪拌混合得蔗糖豆餅培養(yǎng)基;分裝于500mL三角瓶中,每瓶200mL。在121℃對(duì)蔗糖豆餅培養(yǎng)基進(jìn)行滅菌30分鐘;再降溫到30℃?zhèn)溆茫?div style="height:15px;">(4)發(fā)酵培養(yǎng):向步驟(3)所得每瓶蔗糖豆餅培養(yǎng)基中接種步驟(2)所
得種子液2mL在30℃恒溫、轉(zhuǎn)速190rpm條件下進(jìn)行發(fā)酵培養(yǎng);
(5)17h以后,每隔30min從步驟(4)的三角瓶中取樣進(jìn)行鏡檢,對(duì)視
野中的芽孢和總菌體數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù),并計(jì)算芽孢率;芽孢率達(dá)到90%即可停止發(fā)酵培養(yǎng);即得枯草芽孢桿菌BAB一1液體制劑。
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