[發(fā)明專利]濃縮乳酸菌發(fā)酵劑的制備工藝及其專用設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210594501.8
• 申請日: 2012-12-31
• 公開（公告）號: CN102994380A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王欽博;杭鋒;郭本恒;艾連中;穆海菠;宋馨
• 申請（專利權(quán)）人: 光明乳業(yè)股份有限公司
• 主分類號: C12M1/34
• 分類號: C12M1/34;C12M1/12;C12N1/20;C12R1/46;C12R1/225;C12R1/23
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 朱水平;王衛(wèi)彬

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種濃縮乳酸菌發(fā)酵劑的制備工藝及其專用設(shè)備。

背景技術(shù)

近年來，隨著人民生活水平的提高和健康意識的增強(qiáng)，我國發(fā)酵乳制品產(chǎn)量以平均每年25%的速度增長，干酪制品的人均消費量也在逐年提高。發(fā)酵劑在酸奶及干酪生產(chǎn)過程中的作用非常重要，因而對于發(fā)酵劑的選取和制備成為乳品工業(yè)發(fā)展的決定性因素之一。早在19世紀(jì)末，歐美等發(fā)達(dá)國家開始研制濃縮發(fā)酵劑，我國乳酸菌發(fā)酵劑研究比較少，具有自主知識產(chǎn)權(quán)的乳酸菌發(fā)酵劑的研發(fā)幾乎是空白。

除了具有自主知識產(chǎn)權(quán)菌株選育方面外，發(fā)酵劑產(chǎn)業(yè)化的生產(chǎn)設(shè)備也是另一個重要的方面。現(xiàn)有制備工藝及設(shè)備中，通過發(fā)酵罐進(jìn)行乳酸菌培養(yǎng)，獲得乳酸菌存活率不高，培養(yǎng)效率較低。高效濃縮型發(fā)酵劑制備的關(guān)鍵是要對乳酸菌進(jìn)行高密度培養(yǎng)，因此，研制一種低成本投入、生產(chǎn)周期短的濃縮乳酸菌發(fā)酵劑的制備工藝及其專用設(shè)備勢在必行。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種濃縮乳酸菌發(fā)酵劑的制備工藝及其專用設(shè)備。本發(fā)明的制備工藝及其專用設(shè)備的特別設(shè)置能夠有效實現(xiàn)乳酸菌的連續(xù)高密度培養(yǎng)，菌體存活率高，并能夠保證菌液長時間發(fā)酵，提高乳酸菌菌體積累量。本發(fā)明結(jié)合了陶瓷膜過濾法、化學(xué)中和法、補料分批培養(yǎng)法等，并在陶瓷膜過濾工藝中使用不同孔徑陶瓷膜串聯(lián)方式，大大提高乳酸菌培養(yǎng)密度，提高發(fā)酵劑生產(chǎn)效率。

本發(fā)明提供了一種濃縮乳酸菌發(fā)酵劑制備工藝的專用設(shè)備，其包括一進(jìn)料、發(fā)酵系統(tǒng)I和一陶瓷膜過濾系統(tǒng)II；該系統(tǒng)I和系統(tǒng)II之間串聯(lián)；

所述進(jìn)料、發(fā)酵系統(tǒng)Ⅰ包括一進(jìn)料罐、一發(fā)酵罐以及一pH調(diào)節(jié)器；該進(jìn)料罐與該進(jìn)料、發(fā)酵系統(tǒng)的發(fā)酵罐的入口連接，該發(fā)酵罐的出口分流為兩路，一路為出料口，另一路經(jīng)過一過濾器和一送料泵與該過濾系統(tǒng)II的入口連接，該發(fā)酵罐與一pH調(diào)節(jié)器相連接；該進(jìn)料罐的出口管道、該發(fā)酵罐的出口管道、pH調(diào)節(jié)器與發(fā)酵罐之間均設(shè)有閥門，該發(fā)酵罐的入口管道上設(shè)有一送料泵，該發(fā)酵罐上還設(shè)有一包括一pH電極、和一溫度探針的報警檢測設(shè)備；

所述陶瓷膜過濾系統(tǒng)Ⅱ包括兩個陶瓷微濾膜裝備，兩個陶瓷微濾膜裝備串聯(lián)形成陶瓷微濾膜裝備組，該陶瓷微濾膜裝備組的入口通過一送料泵和一過濾器與所述進(jìn)料、發(fā)酵系統(tǒng)I的發(fā)酵罐的出口連接，該陶瓷微濾膜裝備組的出口與所述進(jìn)料、發(fā)酵系統(tǒng)I的發(fā)酵罐的入口連接，該陶瓷微濾膜裝備組中的各陶瓷微濾膜裝備設(shè)有一濾出液出料口，該陶瓷微濾膜裝備組的入口管道、出口管道均設(shè)有閥門，該陶瓷微濾膜裝備組中，離送料泵較近的一陶瓷微濾膜裝備的陶瓷微濾膜孔徑大于另一陶瓷微濾膜裝備的陶瓷微濾膜孔徑。

本發(fā)明中，所述專用設(shè)備較佳地還包括一就地清洗系統(tǒng)（CIP系統(tǒng)）III；所述系統(tǒng)I和系統(tǒng)II串聯(lián)后的整體與系統(tǒng)III串聯(lián)；該就地清洗系統(tǒng)III包括相互并聯(lián)的一酸罐、一堿罐和一去離子水罐，該酸罐、該堿罐和該去離子水罐的入口管道和出口管道上均設(shè)有閥門，該酸罐、該堿罐和該去離子水罐的入口管道并聯(lián)后還設(shè)有總閥門，該酸罐、該堿罐和該去離子水罐的出口管道還分別設(shè)有泵。

本發(fā)明中，所述發(fā)酵罐較佳地還設(shè)有流通循環(huán)水的夾層。

本發(fā)明中，所述pH電極與所述溫度探針的報警檢測設(shè)備精度較佳地為±0.1個單位。

本發(fā)明中，所述陶瓷濾膜裝備組的入口和出口處分別可設(shè)有流量檢測器和壓力檢測器，其精度較佳地為±0.1個單位。

本發(fā)明中，所述陶瓷微濾膜裝備中，陶瓷微濾膜的材質(zhì)較佳地為Al₂O₃，或Al₂O₃與ZrO₂的復(fù)合材料。所述陶瓷微濾膜裝備的外殼較佳地為ALSL304型或ALSL316型不銹鋼，更佳地為ALSL316型不銹鋼。

本發(fā)明中，所述陶瓷微濾膜裝備組中，離送料泵較近的一陶瓷微濾膜裝備的陶瓷微濾膜孔徑大小優(yōu)選為0.20μm～0.45μm，另一個陶瓷微濾膜的孔徑大小優(yōu)選為0.02μm～0.20μm。

本發(fā)明中，所述pH調(diào)節(jié)器內(nèi)優(yōu)選裝有4～7mol/L的氨水，更優(yōu)選裝有5mol/L的氨水。

本發(fā)明中，所述發(fā)酵罐內(nèi)的pH值優(yōu)選通過所述pH調(diào)節(jié)器穩(wěn)定在pH5.5~6.2范圍內(nèi)，優(yōu)選pH5.5~6.0或者pH6.0~6.2。

本發(fā)明還提供了一種濃縮乳酸菌發(fā)酵劑的制備工藝，其包括如下步驟：使用如前述的專用設(shè)備，將乳酸菌發(fā)酵培養(yǎng)至對數(shù)生長期期間，使用所述陶瓷膜過濾系統(tǒng)除去代謝產(chǎn)物抑制劑和原體積百分?jǐn)?shù)40%~60%發(fā)酵液，隨后補充新發(fā)酵培養(yǎng)液，之后重復(fù)前述操作1~3次，再將發(fā)酵液經(jīng)陶瓷膜過濾系統(tǒng)過濾即得乳酸菌發(fā)酵劑。