專利名稱：用粗大米生產(chǎn)蛹蟲草微顆粒液體菌種的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用粗大米生產(chǎn)蛹蟲草微顆粒液體菌種的方法。
背景技術(shù)：
在微生物發(fā)酵或者蛹蟲草發(fā)酵技術(shù)方面，無論是實驗室或者工廠化生產(chǎn)中，多使用磁力攪拌技術(shù)(外周表磁可以達到1200GS左右)或回旋振蕩、往復(fù)式振蕩技術(shù)進行液體菌種發(fā)酵，發(fā)酵6天后，產(chǎn)生菌球或者次生代謝產(chǎn)物[1，2]，每毫升發(fā)酵液含菌球3 4個或每升發(fā)酵液生產(chǎn)12g發(fā)酵產(chǎn)物,粒徑4 5_。這幾種方式中發(fā)酵液營養(yǎng)因子雖然在一定程度上能夠得到混合，但存在以下不足不能充分混勻，繁殖的新生菌種也不能得到及時的分散，這在一定程度上限制了營養(yǎng)因子的充分利用和菌種的無限繁殖特性，延長了發(fā)酵時間，降低了生產(chǎn)效率；液體菌種容易成團、成球，易老化，失去活力[3]。
強磁高速剪切技術(shù)應(yīng)用于液體菌種發(fā)酵或生產(chǎn)目前未見報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)狀，旨在提供一種發(fā)酵液營養(yǎng)因子能高效利用，菌種能高速及時分散，快速繁殖，獲得高產(chǎn)量的液體菌種和次生代謝產(chǎn)物的用粗大米生產(chǎn)蛹蟲草微顆粒液體菌種的方法。本發(fā)明目的的實現(xiàn)方式為，用粗大米生產(chǎn)蛹蟲草微顆粒液體菌種的方法，蛹蟲草液體發(fā)酵培養(yǎng)基基本質(zhì)量百分比配方1%蔗糖，O. 5%蛋白胨，磷酸二氫鉀O. 2%，硫酸鎂
O.5%,其余為蒸懼水,調(diào)pH6. 5,其特征在于利用稻米加工過程中產(chǎn)生的廢米、碎米、粗米共5%，作為主要碳源，加入到蛹蟲草液體發(fā)酵培養(yǎng)基基本配方中；在發(fā)酵罐中加入強磁轉(zhuǎn)子，強磁轉(zhuǎn)子外周表磁為10000 11800Gs,轉(zhuǎn)速4500 5000rpm, 121 °C,滅菌30min,無菌操作，接種蛹蟲草菌種，置于強磁磁力攪拌器上，18 22°C，2200 2500rpm，通氣量I: O. 5 (v/v. min)，恒溫培養(yǎng)6天，即可獲得高濃度蛹蟲草微顆粒液體菌種，每毫升液體菌種含5 X IO3個菌顆粒以上，粒徑約O. 2 O. 3mm。本發(fā)明引入強磁，通過高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，形成發(fā)酵液的高速對流、高速剪切，使得營養(yǎng)因子時刻處于均一狀態(tài)，繁殖的菌絲體能夠在極短的時間內(nèi)打散分布于整個營養(yǎng)液中，快速繁殖，獲得高產(chǎn)量的液體菌粉和次生代謝產(chǎn)物。本發(fā)明在液體發(fā)酵試驗和生產(chǎn)中，開發(fā)了一項高效、快速生產(chǎn)液體菌種和制備液體發(fā)酵產(chǎn)物的新技術(shù)。強磁轉(zhuǎn)子應(yīng)用于蛹蟲草菌種液體發(fā)酵，能充分利用營養(yǎng)因子，繁殖快，菌絲分布均勻。采用本發(fā)明，每升發(fā)酵液物料使用量僅為傳統(tǒng)發(fā)酵液每升物料的I I. 5倍，但生產(chǎn)的有效液體菌種量為傳統(tǒng)液體發(fā)酵有效菌種量的1000倍以上；使用物料少，菌種產(chǎn)量大；菌種活性強，分散均勻；隨時可以停止或開啟，易觀察和操作。


圖I是采用本發(fā)明與傳統(tǒng)技術(shù)蛹蟲草菌種液體發(fā)酵比較圖，圖2是采用本發(fā)明與傳統(tǒng)技術(shù)蛹蟲草子實體生長情況比較圖，圖3是粗大米含量對蛹蟲草微顆粒液體菌種產(chǎn)量的影響圖，圖4是轉(zhuǎn)速對蛹蟲草微顆粒液體菌種產(chǎn)量的影響圖，圖5是pH對蛹蟲草微顆粒液體菌種產(chǎn)量的影響圖。
具體實施例方式本發(fā)明利用稻米加工過程中產(chǎn)生的廢米、碎米、粗米作為主要碳源，加入蔗糖，蛋白胨，磷酸二氫鉀，硫酸鎂，PH6. 5，作為發(fā)酵培養(yǎng)基，在發(fā)酵罐中加入強磁轉(zhuǎn)子，121°C，滅菌30min,無菌操作，接種蛹蟲草菌種，置于強磁磁力攪拌器上，18 20°C,2200 2500rpm,通氣量1:0. 5 (v/v. min)，恒溫培養(yǎng)6天，即得蛹蟲草微顆粒液體菌種，每毫升液體菌種含 5 X IO3個菌顆粒以上。本發(fā)明利用強磁磁轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速可達到4500 5000rpm,使發(fā)酵液上、下高速對流，營養(yǎng)因子能瞬時混合均勻，同時保證溶解氧分散均勻，新生的菌絲體在強磁轉(zhuǎn)子的高速剪切作用下，不斷離開母體菌絲體，均勻的分散在發(fā)酵液中，形成無數(shù)個有效的繁殖個體，在營養(yǎng)充足的條件下，以倍數(shù)數(shù)量級增殖，在極短的時間內(nèi)充分利用發(fā)酵液營養(yǎng)因子,產(chǎn)生高濃度、活力強的蛹蟲草微顆粒液體菌種。本申請人作了強磁高速剪切方法生產(chǎn)蛹蟲草微顆粒液體菌種試驗，實驗結(jié)果見圖
Io由圖I可以看出，采用本發(fā)明生產(chǎn)的蛹蟲草微顆粒菌種(左邊瓶中所裝)濃度很高，達到每毫升菌液含5 X IO3個菌顆粒，粒徑O. 2 O. 3_，而傳統(tǒng)搖瓶培養(yǎng)的蛹蟲草菌種(右邊瓶中所裝)濃度很小，每毫升發(fā)酵菌液含3 4個菌球，粒徑4 5mm。采用本發(fā)明生產(chǎn)的蛹蟲草微顆粒液體菌種在產(chǎn)量、粒徑和均一性方面都有很大的優(yōu)勢。本申請人作了蛹蟲草微顆粒菌種和蛹蟲草菌球生產(chǎn)粗大米基子實體試驗，實驗結(jié)果見圖2。由圖2可以看出，采用本發(fā)明生產(chǎn)的蛹蟲草微顆粒菌種接種的粗大米培養(yǎng)基上生長的子實體(左邊瓶中所裝)分布均勻，子實體長勢整齊，健康狀況良好，說明微顆粒菌種活力很好，適合產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。而采用蛹蟲草菌球接種的粗大米基上生長的子實體(右邊瓶中所裝)參差不齊，比較零亂，生長性狀不穩(wěn)定，不適合產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。本申請人作了粗大米含量對蛹蟲草微顆粒液體菌種產(chǎn)量的影響試驗。粗大米含量分別為3%、5%、7%、10%的實驗結(jié)果見圖3，由圖3可以看出粗大米含量為5%時，發(fā)酵液生物量達到最大值184. 2g/L，粗大米含量繼續(xù)增加時，發(fā)酵液生物量開始減少。這說明碳源不能一味的增加，否則會打破碳、氮平衡，微生物也不能很好的生長，同時也會阻礙氧氣的溶解分散。故本發(fā)明確定廢米、碎米、粗米的質(zhì)量百分比為5%。本申請人作了強磁轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速對蛹蟲草微顆粒液體菌種產(chǎn)量的影響試驗。強磁轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速分別為1500rpm、2000rpm、2500rpm、3000rpm的實驗結(jié)果見圖4,由圖4可以看出轉(zhuǎn)速在2500pm時，發(fā)酵液生物量達到最大值189. 3g/L，隨著轉(zhuǎn)速的增加發(fā)酵液生物量出現(xiàn)下降趨勢，試驗中觀察到轉(zhuǎn)速達到3000rpm時，發(fā)酵液中會產(chǎn)生大量氣泡，會阻止發(fā)酵液對流，許多小顆粒菌種在原地打轉(zhuǎn)，不能很好的分散。故本發(fā)明確定強磁轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速應(yīng)在2200rpm — 2500rpm比較適合。本申請人作了 pH對蛹蟲草微顆粒液體菌種產(chǎn)量的影響試驗。pH分別為5. 5、6. O、6. 5、7. O的實驗結(jié)果見圖5，由圖5可以看出，隨著pH升高，發(fā)酵液生物量逐漸增加，當(dāng)pH為6. 5時發(fā)酵液生物量達到最大值179. 6g/L，pH值繼續(xù)增加發(fā)酵液生物量開始下降，說明蛹蟲草菌種在中性偏酸性條件下生長快速。故本發(fā)明調(diào)節(jié)發(fā)酵液pH為6. 5。本發(fā)明利用強磁高速剪切技術(shù)發(fā)酵生產(chǎn)蛹蟲草微顆粒液體菌種，發(fā)酵液生物量是傳統(tǒng)的磁力攪拌和振蕩培養(yǎng)的蛹蟲草發(fā)酵液生物量的15倍以上，有效菌種產(chǎn)量是傳統(tǒng)發(fā)酵方式的1000倍以上(本發(fā)明技術(shù)生產(chǎn)的蛹蟲草菌種每毫升發(fā)酵液含菌顆粒5X IO3個以 上，傳統(tǒng)技術(shù)每毫升發(fā)酵液含3 4個菌球)，而且菌種微顆粒化，有利于接種分散、均勻，生長整齊。參考文獻[I] J. P. Park, S. ff. Kim, H. J. Hwang, etc. Optimization of submergedculture conditions for the mycelial growth and exo-biopolymer production byCordyceps militaris[J]. Letters in Applied Microbiology, 2001, (10):1046/j.1472-765X.[2]銀濤；羅學(xué)剛；賈秀芹.蛹蟲草菌絲球生長模型[J].食品與發(fā)酵工業(yè)，2012,03:119-123.[3]羅??；劉東波；吳鄭武等.蛹蟲草液態(tài)發(fā)酵過程中有效成分的動態(tài)積累變化[J].食品與發(fā)酵工業(yè)，2011,10:100-103.
權(quán)利要求
1.用粗大米生產(chǎn)蛹蟲草微顆粒液體菌種的方法，蛹蟲草液體發(fā)酵培養(yǎng)基基本質(zhì)量百分比配方1%蔗糖，O. 5%蛋白胨，磷酸二氫鉀O. 2%，硫酸鎂O. 5%，其余為蒸餾水，調(diào)PH6. 5，其特征在于利用稻米加工過程中產(chǎn)生的廢米、碎米、粗米共5%，作為主要碳源，加入到蛹蟲草液體發(fā)酵培養(yǎng)基基本配方中；在發(fā)酵罐中加入強磁轉(zhuǎn)子，強磁轉(zhuǎn)子外周表磁為10000 11800GS，轉(zhuǎn)速4500 5000rpm，121°C，滅菌30min，無菌操作，接種蛹蟲草菌種，置于強磁磁力攪拌器上，18 22°C，2200 2500rpm,通氣量1:0. 5 (v/v. min)，恒溫培養(yǎng)6天，即可獲得高濃度蛹蟲草微顆粒液體菌種，每毫升液體菌種含5 X IO3個菌顆粒以上，粒徑約O. 2 O. 3mmο
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用粗大米生產(chǎn)蛹蟲草微顆粒液體菌種的方法，利用稻米加工過程中產(chǎn)生的廢米、碎米、粗米作為主要碳源，加入蔗糖，蛋白胨，磷酸二氫鉀，硫酸鎂，調(diào)節(jié)pH值后作為發(fā)酵培養(yǎng)基，在發(fā)酵罐中加入強磁轉(zhuǎn)子，121℃，滅菌30min，無菌操作，接種蛹蟲草菌種，置于強磁磁力攪拌器上，18～22℃，2200～2500rpm，通氣量1:0.5(v/v.min)，恒溫培養(yǎng)6天，即得蛹蟲草微顆粒液體菌種，每毫升液體菌種含5×103個菌顆粒以上。本發(fā)明引入強磁，使?fàn)I養(yǎng)因子時刻處于均一狀態(tài)，繁殖的菌絲體能在極短時間內(nèi)打散分布于整個營養(yǎng)液中，快速繁殖，得高產(chǎn)量的液體菌粉和次生代謝產(chǎn)物。采用本發(fā)明發(fā)酵液體積??；物料用量少；菌種產(chǎn)量大，活性強，分散均勻，隨時可以停止或開啟，易觀察和操作。
文檔編號C05G1/00GK102823427SQ201210312580
公開日2012年12月19日 申請日期2012年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月30日
發(fā)明者陳明利, 程薇, 王少華, 郭鵬, 史德芳, 吳文錦, 廖濤, 喬宇, 薛淑靜, 王俊, 邱建輝 申請人:湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工與核農(nóng)技術(shù)研究所