[發明專利]山梨糖發酵培養基的微濾膜除菌方法

無效

• 申請號: 200910074113.5
• 申請日: 2009-04-10
• 公開（公告）號: CN101525645A
• 公開（公告）日: 2009-09-09
• 發明（設計）人: 趙國群;張桂
• 申請（專利權）人: 河北科技大學
• 主分類號: C12P19/02
• 分類號: C12P19/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于生物化工領域，特別涉及一種使用陶瓷微濾膜進行山梨糖發酵培養基的膜除菌方法。

背景技術

培養基是微生物生長和產物合成所必需的一組營養物質，通常由葡萄糖、酵母粉、蛋白胨、無機鹽等組成。按其用途培養基可分種子培養基和發酵培養基。種子培養基是指用于搖瓶種子培養或工業生產用的種子罐種子培養的營養組成。發酵培養基是含有供微生物細胞或菌絲體迅速生長繁殖和合成產物之需要的營養組分。在本發明中，用于山梨糖發酵種子罐種子培養的培養基稱為山梨糖發酵種子培養基；用于山梨糖發酵罐的發酵培養基稱為山梨糖發酵培養基，山梨糖發酵培養基也包括山梨糖發酵種子培養基。

在工業及實驗室發酵過程中，通常采用濕熱滅菌，即將培養基各組分加水溶解，加熱到121℃，然后保溫6～10分鐘，通過高溫將培養基中微生物殺死，從而達到無菌的要求。培養基滅菌后，采用冷卻水將其溫度降至28℃～30℃，即可接種發酵。

維生素C(抗壞血酸)是一種人體所必需的維生素，其生產機理如下：

微濾是以靜壓差為動力，利用微孔膜的‘篩分’作用進行膜分離的過程。微孔濾膜具有比較整齊、均勻的多孔結構，在靜壓差的作用下，小于膜孔的粒子通過濾膜，粒徑大于膜孔徑的粒子則被阻攔在濾膜表面，使大小不同的組分得以分離。

申請號為02121075.6的的中國專利公開了微生物發酵培養基的制備工藝，這個專利方法首先將培養基的固體成分用所需總用水量的40％～65％的水進行溶解、混勻，得到的培養基混懸物用蒸汽進行濕熱滅菌；然后將剩余水經過石英砂柱進行預濾，再通過除菌濾器制備為無菌水；最后再將二者混合。申請號為91108818.0的中國專利公開了一種液體培養基除菌的方法，通過把機械過濾除顆粒雜質，紫外線殺菌和高分子有機濾膜除菌的三種手段相結合來制備無菌液體培養基。

以上專利技術方法存在的不足之處為：

1、部分培養基仍采用傳統的高溫蒸汽濕熱滅菌，仍需消耗較多的熱能，培養基中營養成分會受到一定程度的破壞。

2、使用有機膜，機械強度低，易破損、壽命短，而且在除菌前不能使用高溫對膜系統進行殺菌，只能采用化學殺菌劑殺菌，殺菌效果難于保證。

3、由于使用有機膜，當進行膜清洗時，對清洗方式及清洗劑有限制。

4、紫外線穿透力低，殺菌效果差

5、培養基的過濾方式為頂端過濾，膜污染嚴重，培養基液體透過膜的速率很低。

6、難于保障100％除菌，除菌效果穩定性差。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種山梨糖發酵培養基的微濾膜除菌方法，以膜除菌技術代替傳統的高溫蒸汽滅菌進行培養基的除菌，從而最大限度地減少蒸汽和冷卻水的消耗，節約能源，降低生產成本。

本發明目的在于利用微濾膜把存在于山梨糖發酵培養基中的細菌及孢子過濾分離出來，從而實現培養基的無菌。

本發明的原理：采用孔徑為0.1微米的陶瓷微濾膜對山梨糖發酵培養基進行過濾。培養基中水溶性小分子如山梨醇、氨基酸可自由通過微濾膜，而細菌(0.4～0.5微米)等微生物則不能通過，從而實現培養基的無菌。由于在微濾膜不能做到膜孔徑的絕對均一化，為了得到100％的除菌效果，膜除菌后的培養基再輔以臭氧殺菌。山梨醇發酵生成山梨糖是好氧發酵，臭氧殺菌后剩余臭氧會自行分解為氧氣，增加培養基的溶氧，因而還可提高發酵速度。

由于膜過濾過程中，物質不發生相變，分離系數較大，室溫下操作，不會造成培養基成分的破壞，因此可完全代替傳統的高溫蒸汽殺菌。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案予以實現：

本發明山梨糖發酵培養基的微濾膜除菌方法，它包括以下步驟：

a、山梨糖發酵培養基的制備

在100Kg水中，加入16～20Kg山梨醇，0.1～0.3Kg玉米漿、0.05～0.2Kg酵母膏，按照上述配比，培養基各種成分稱重后加入配料罐中，室溫下加水攪拌溶解，制得山梨糖發酵培養基；

b、預過濾

在1.08Kw離心泵的作用下，采用0.5微米的管式陶瓷膜以錯流的方式過濾山梨糖發酵培養基，除去其中不容性顆粒物質，以便減少膜污染。穩定過濾膜通量1100～1286L/hm²，過濾后的山梨糖發酵培養基用泵將料液輸送至料罐。

c、膜除菌