[發明專利]一種調控酪酸菌發酵效率的方法

有效

• 申請號: 201710442643.5
• 申請日: 2017-06-13
• 公開（公告）號: CN107118994B
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 李盤欣;王志;夏會麗;許文亮;黃亞男;史詠華;彭麗;王培英
• 申請（專利權）人: 河南省南街村（集團）有限公司
• 主分類號: C12N1/20
• 分類號: C12N1/20;C12N1/38;C12R1/145
• 代理公司: 西安銘澤知識產權代理事務所(普通合伙) 61223
• 代理人: 俞曉明

本發明公開了一種調控酪酸菌發酵效率的方法，包括制備培養基階段、制備酪酸菌種子液階段和發酵培養階段，在發酵培養階段中，在酪酸菌發酵2h之內流加無菌、無氧的濃度為10g/L的甲酸鈉溶液，直至發酵液中甲酸鈉的終濃度為0.0625?0.18g/L。本發明將甲酸鈉作為代謝調控因子使用，機理清楚、成分簡單、原料易購、生產成本低，實際操作可控性高，適用于大規模的酪酸菌發酵生產；另外，提高了放罐時酪酸菌活細胞數，產生了極好的技術效果，較現有技術具有明顯的提升。

技術領域

本發明屬于生物技術領域，具體涉及一種調控酪酸菌發酵效率的方法。

背景技術

酪酸菌(丁酸梭菌，Clostridium butyricum)作為人用或動物新型益生菌具有調整腸道菌群平衡、增強免疫，預防腫瘤發生等重要功能。酪酸菌的營養需求對其生長影響顯著，常用的補料氮源是蛋白胨、酵母膏、豆粕、豆粉水解液、魚粉等，如：對比文獻1(采用分批補料發酵法制備酪酸菌活菌制劑的方法，發明專利CN201110287802.1，2011)公開了酪酸菌發酵過程補入10-20％的葡萄糖(碳源)和5-10％的豆粉水解液(氮源)的方法；對比文獻2(一種連續發酵法生產酪酸菌制劑的方法，發明專利CN201210135950.6，2012)公開了一種連續發酵生產酪酸菌的方法，其中補入的氮源是6-8％的豆粉水解液等。

對比文獻出于酪酸菌對營養需求的考慮以及有機氮源成分對酪酸菌生長代謝影響的復雜性、不確定性和未知性，采用了葡萄糖和有機氮源(豆粉水解液)來籠統的滿足酪酸菌的營養需求。但是，這些有機氮源成分復雜、用量較大，使得生產成本較高，而且這些有機氮源代謝中的何種成分能促進酪酸菌的生長和代謝未知，加之每批次豆粉水解液等有機氮源中有效成分的含量不固定，不利于酪酸菌發酵效率的精確調控。

發明內容

本發明的目的是提供一種調控酪酸菌發酵效率的方法，解決了有機氮源成分復雜、用量較大，使得發酵過程調控成本較高，而且有機氮源中有效成分的含量不固定，不利于酪酸菌發酵效率精確調控的問題。

本發明提供的一種調控酪酸菌發酵效率的方法，包括制備培養基階段、制備酪酸菌種子液階段和發酵培養階段，其特征在于，發酵培養階段中，在酪酸菌發酵2h之內流加無菌、無氧的濃度為10g/L的甲酸鈉溶液，直至發酵液中甲酸鈉的終濃度為0.0625-0.18g/L。

優選的，所述發酵培養階段中，在酪酸菌發酵2h之內流加無菌、無氧的濃度為10g/L的甲酸鈉溶液，直至發酵液中甲酸鈉的終濃度為0.125g/L。

優選的，發酵培養階段中，采用的發酵罐為100L的發酵罐，裝料體積為60L，10g/L的甲酸鈉溶液的流加速度為188-540mL/h。

優選的，所述酪酸菌為丁酸梭狀芽孢桿菌HBUT-01，在中國典型培養物保藏中心的保藏編號為CCTCCNO：M2016628，保藏日期為2016年11月9日。

與現有技術相比本發明具有如下優點和顯著的進步：

(1)將甲酸鈉分子作為酪酸菌生長代謝的調控因子來使用，機理清楚、成分簡單、原料易購、使用濃度很低(優選濃度只有0.125g/L)，幾乎不額外增加生產成本，實際操作可控性高，適用于大規模的酪酸菌發酵生產；

(2)甲酸鈉分子的添加促進了酪酸菌的發酵生長，放罐時酪酸菌活細胞數提高了15.6-30.5％，產生了極好的技術效果，較現有技術具有明顯的提升。

(3)不同于好養微生物的能量供給系統，酪酸菌發酵生長是典型的厭氧過程，需要增大碳代謝流向乙酰CoA的效率才能使細胞生長所需能量的供給較為充分。以甲酸鈉分子作為調控因子，能提高細胞同化CO₂生成乙酰基團的效率，準確調控酪酸菌細胞代謝，促進細胞跨膜Na/H⁺梯度的穩定性，使細胞能量供給效率穩定，細胞活性得以維持。

生物材料保藏信息說明