CN107227321A - 一种微生物发酵法生产丙酸盐防霉剂生产方法及用途 - Google Patents

一种微生物发酵法生产丙酸盐防霉剂生产方法及用途 Download PDF

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Abstract

本发明属于饲料防霉剂技术领域，提供了一种微生物发酵法生产丙酸盐防霉剂生产方法及用途，利用丙酸杆菌通过液态发酵生产丙酸盐，所述方法包括如下步骤：对丙酸杆菌进行种子扩大培养；制备丙酸杆菌的液体种；接液体种于液体培养基进行发酵，生产丙酸；发酵过程流加碱溶液，丙酸与碱反应得到丙酸盐；当丙酸盐含量达到18‑25克每升或每千克时，发酵结束；将发酵液经过压滤机过滤、取滤液，送入喷雾塔进行喷雾干燥，干燥后的粉剂即为丙酸盐制品。本发明所述方法需要的设备少，工艺流程简单，以替代化学合成法。

Description

一种微生物发酵法生产丙酸盐防霉剂生产方法及用途
技术领域
本发明属于饲料防霉剂技术领域，具体地，涉及一种微生物发酵法生产丙酸盐防霉剂生产方法及用途。
背景技术
丙酸及其盐如丙酸钙、丙酸锌、丙酸钾能有效地抑制霉菌、嗜氧芽孢杆菌，而且对人体基本无害，广泛应用在谷物、饲料和食品中。作为一种食品添加剂，是世界卫生组织（WHO）和***粮农组织（FAO）批准使用的安全可靠的食品与饲料用防霉剂，在食品工业和畜牧养殖业中使用极为普遍，其对霉菌、酵母菌及细菌等具有广泛的抗菌作用。
目前丙酸钙和丙酸铵的生产方法多为多用化学方法，但该方法有明显的缺点，如工艺流程复杂、设备繁多，对设备和管道材质的要求较高；反应条件苛刻，能耗高，对环境冲击大。
乳品源丙酸杆菌可以产生丙酸。通过微生物发酵可以生产很多的有机酸，如乳酸、柠檬酸等，且已工业化大生产。此类方法具有生产条件温和，能耗低、环境冲击小的特点。而能生产丙酸及其盐的微生物主要包括乳品源的丙酸杆菌，它们能够利用糖类物质在缺氧的条件下生产大量的丙酸或丙酸盐。另外，利用廉价的糖类物质生产丙酸或其盐，其成本将大大低于由丙醛为原料的化学合成法。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的提供一种微生物发酵法生产丙酸盐防霉剂生产方法，所述方法需要的设备少，工艺流程简单，以替代化学合成法。
根据本发明一方面提供的一种微生物发酵法生产丙酸盐防霉剂生产方法，利用丙酸杆菌通过液态发酵生产丙酸盐，所述方法包括如下步骤：
（1）对丙酸杆菌进行种子扩大培养；
（2）制备丙酸杆菌的液体种；
（3）接液体种于液体培养基进行发酵，生产丙酸；
（4）发酵过程流加碱溶液，丙酸与碱反应得到丙酸盐；
（5）当丙酸盐含量达到18-25克每升或每千克时，发酵结束；
（6）将发酵液经过压滤机过滤、取滤液，送入喷雾塔进行喷雾干燥，干燥后的粉剂即为丙酸盐制品。
优选地，所述丙酸杆菌为产丙酸丙酸杆菌（Propionibacterium acidipropionici）DSM 25845。
优选地，所述步骤（1）中对丙酸杆菌进行种子扩大培养方法：
（1）将菌种室制备的丙酸杆菌摇瓶种子接入到种子罐中培养，得到种子液，取样做无菌检测，其结果不含杂菌时，用冷却水使其降温，备用；
（2）将步骤（1）中制备的种子液分别移入到二级种子罐中，接种量为30-38L，经培养11h，得到OD=0.4-0.6的二级种子液，取样做无菌检测；
（3）各个不含杂菌的二级种子液接入到其相对应的50m3三级种子罐中培养12-14h，得到OD=0.4-0.6的三级种子液，取样做无菌检测；
（4）步骤（3）中得到不含杂菌的三级种子液分别接入相对应的500m3发酵罐中进行发酵生产，即可。
优选地，所述步骤（1）扩大培养每L培养基含有：氯化钙0.5-0.7g、磷酸二氢钾0.5-1.0g、氯化铵0.5-1.0g、氯化钠1.5-2.0g、丁二酸钠0.5-1.0g、酵母粉0.1-0.4g、蛋白胨0.1-0.2g、维生素B10.003g、维生素B30.006g、硫酸锰1.0-2.0mg、硝酸铜0.02-0.04mg、硫酸锌0.1-0.3mg。
优选地，所述步骤（2）液体培养基配方按重量百分比包括：5-15%白糖、5-8%甘油、1-3%玉米粉、2-5%氯化钙、0.1-0.3%磷酸二氢钠，其他为水，初始pH 6.1-6.4。
优选地，所述步骤（3）碱溶液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液或氨水中的一种或多种。
优选地，所述步骤（3）流加的速度为12-18ml/min。
一方面提供的一种微生物发酵法生产丙酸盐防霉剂用途，所述微生物发酵法生产丙酸盐防霉剂用于谷物、饲料和食品的防霉。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明提供一种微生物发酵法生产丙酸盐防霉剂生产方法，通过对丙酸杆菌进行种子扩大培养；制备丙酸杆菌的液体种；接液体种于液体培养基进行发酵，生产丙酸；发酵过程流加碱溶液，丙酸与碱反应得到丙酸盐；当丙酸盐含量达到18-25克每升或每千克时，发酵结束；将发酵液经过压滤机过滤、取滤液，送入喷雾塔进行喷雾干燥，干燥后的粉剂即为丙酸盐制品。本方法只需要很少设备，工艺流程简单，方便易行。同时能耗低、原料来源广、价格低廉，因而大大降低生产成本；
（2）本发明在发酵丙酸的过程中直接添加碱液，生成丙酸盐，不需要以化学合成的丙酸进行二次加工，脱离化学合成方法所产生的负面影响，节省了工艺流程，节省了成本。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
本发明的目的提供一种微生物发酵法生产丙酸盐防霉剂生产方法，所述方法需要的设备少，工艺流程简单，以替代化学合成法。
根据本发明一方面提供的一种微生物发酵法生产丙酸盐防霉剂生产方法，利用丙酸杆菌通过液态发酵生产丙酸盐，所述方法包括如下步骤：
（1）对丙酸杆菌进行种子扩大培养；
（2）制备丙酸杆菌的液体种；
（3）接液体种于液体培养基进行发酵，生产丙酸；
（4）发酵过程流加碱溶液，丙酸与碱反应得到丙酸盐；
（5）当丙酸盐含量达到18-25克每升或每千克时，发酵结束；
（6）将发酵液经过压滤机过滤、取滤液，送入喷雾塔进行喷雾干燥，干燥后的粉剂即为丙酸盐制品。
优选地，所述丙酸杆菌为产丙酸丙酸杆菌（Propionibacteriumacidipropionici）DSM 25845。
优选地，所述步骤（1）中对丙酸杆菌进行种子扩大培养方法：
（1）将菌种室制备的丙酸杆菌摇瓶种子接入到种子罐中培养，得到种子液，取样做无菌检测，其结果不含杂菌时，用冷却水使其降温，备用；
（2）将步骤（1）中制备的种子液分别移入到二级种子罐中，接种量为30-38L，经培养11h，得到OD=0.4-0.6的二级种子液，取样做无菌检测；
（3）各个不含杂菌的二级种子液接入到其相对应的50m3三级种子罐中培养12-14h，得到OD=0.4-0.6的三级种子液，取样做无菌检测；
（4）步骤（3）中得到不含杂菌的三级种子液分别接入相对应的500m3发酵罐中进行发酵生产，即可。
优选地，所述步骤（1）扩大培养每L培养基含有：氯化钙0.5-0.7g、磷酸二氢钾0.5-1.0g、氯化铵0.5-1.0g、氯化钠1.5-2.0g、丁二酸钠0.5-1.0g、酵母粉0.1-0.4g、蛋白胨0.1-0.2g、维生素B10.003g、维生素B30.006g、硫酸锰1.0-2.0mg、硝酸铜0.02-0.04mg、硫酸锌0.1-0.3mg。
优选地，所述步骤（2）液体培养基配方按重量百分比包括：5-15%白糖、5-8%甘油、1-3%玉米粉、2-5%氯化钙、0.1-0.3%磷酸二氢钠，其他为水，初始pH 6.1-6.4。
优选地，所述步骤（3）碱溶液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液或氨水中的一种或多种。
优选地，所述步骤（3）流加的速度为12-18ml/min。
一方面提供的一种微生物发酵法生产丙酸盐防霉剂用途，所述微生物发酵法生产丙酸盐防霉剂用于谷物、饲料和食品的防霉。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明提供一种微生物发酵法生产丙酸盐防霉剂生产方法，通过对丙酸杆菌进行种子扩大培养；制备丙酸杆菌的液体种；接液体种于液体培养基进行发酵，生产丙酸；发酵过程流加碱溶液，丙酸与碱反应得到丙酸盐；当丙酸盐含量达到18-25克每升或每千克时，发酵结束；将发酵液经过压滤机过滤、取滤液，送入喷雾塔进行喷雾干燥，干燥后的粉剂即为丙酸盐制品。本方法只需要很少设备，工艺流程简单，方便易行。同时能耗低、原料来源广、价格低廉，因而大大降低生产成本；
（2）本发明在发酵丙酸的过程中直接添加碱液，生成丙酸盐，不需要以化学合成的丙酸进行二次加工，脱离化学合成方法所产生的负面影响，节省了工艺流程，节省了成本。
实施例1
本实施例一方面提供的一种微生物发酵法生产丙酸盐防霉剂生产方法，利用丙酸杆菌通过液态发酵生产丙酸盐，所述方法包括如下步骤：
（1）对丙酸杆菌进行种子扩大培养；
（2）制备丙酸杆菌的液体种；
（3）接液体种于液体培养基进行发酵，生产丙酸；
（4）发酵过程流加碱溶液，丙酸与碱反应得到丙酸盐；
（5）当丙酸盐含量达到18-25克每升或每千克时，发酵结束；
（6）将发酵液经过压滤机过滤、取滤液，送入喷雾塔进行喷雾干燥，干燥后的粉剂即为丙酸盐制品。
所述丙酸杆菌为产丙酸丙酸杆菌（Propionibacterium acidipropionici）DSM25845。
所述步骤（1）中对丙酸杆菌进行种子扩大培养方法：
（1）将菌种室制备的丙酸杆菌摇瓶种子接入到种子罐中培养，得到种子液，取样做无菌检测，其结果不含杂菌时，用冷却水使其降温，备用；
（2）将步骤（1）中制备的种子液分别移入到二级种子罐中，接种量为38L，经培养11h，得到OD=0.4的二级种子液，取样做无菌检测；
（3）各个不含杂菌的二级种子液接入到其相对应的50m3三级种子罐中培养14h，得到OD=0.4的三级种子液，取样做无菌检测；
（4）步骤（3）中得到不含杂菌的三级种子液分别接入相对应的500m3发酵罐中进行发酵生产，即可。
所述步骤（1）扩大培养每L培养基含有：氯化钙0.7g、磷酸二氢钾0.5g、氯化铵1.0g、氯化钠1.5g、丁二酸钠1.0g、酵母粉0.1g、蛋白胨0.2g、维生素B10.003g、维生素B30.006g、硫酸锰1.0-2.0mg、硝酸铜0.02-0.04mg、硫酸锌0.1-0.3mg。
所述步骤（2）液体培养基配方按重量百分比包括：15%白糖、5%甘油、3%玉米粉、2%氯化钙、0.3%磷酸二氢钠，其他为水，初始pH 6.1-6.4。
所述步骤（3）碱溶液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液或氨水中的一种或多种。
所述步骤（3）流加的速度为18ml/min。
一方面提供的一种微生物发酵法生产丙酸盐防霉剂用途，所述微生物发酵法生产丙酸盐防霉剂用于谷物、饲料和食品的防霉。
实施例2
本实施例一方面提供的一种微生物发酵法生产丙酸盐防霉剂生产方法，利用丙酸杆菌通过液态发酵生产丙酸盐，所述方法包括如下步骤：
（1）对丙酸杆菌进行种子扩大培养；
（2）制备丙酸杆菌的液体种；
（3）接液体种于液体培养基进行发酵，生产丙酸；
（4）发酵过程流加碱溶液，丙酸与碱反应得到丙酸盐；
（5）当丙酸盐含量达到18-25克每升或每千克时，发酵结束；
（6）将发酵液经过压滤机过滤、取滤液，送入喷雾塔进行喷雾干燥，干燥后的粉剂即为丙酸盐制品。
所述丙酸杆菌为产丙酸丙酸杆菌（Propionibacterium acidipropionici）DSM25845。
所述步骤（1）中对丙酸杆菌进行种子扩大培养方法：
（1）将菌种室制备的丙酸杆菌摇瓶种子接入到种子罐中培养，得到种子液，取样做无菌检测，其结果不含杂菌时，用冷却水使其降温，备用；
（2）将步骤（1）中制备的种子液分别移入到二级种子罐中，接种量为30L，经培养11h，得到OD=0.6的二级种子液，取样做无菌检测；
（3）各个不含杂菌的二级种子液接入到其相对应的50m3三级种子罐中培养12h，得到OD=0.6的三级种子液，取样做无菌检测；
（4）步骤（3）中得到不含杂菌的三级种子液分别接入相对应的500m3发酵罐中进行发酵生产，即可。
所述步骤（1）扩大培养每L培养基含有：氯化钙0.5g、磷酸二氢钾1.0g、氯化铵0.5g、氯化钠2.0g、丁二酸钠0.5g、酵母粉0.4g、蛋白胨0.1g、维生素B10.003g、维生素B30.006g、硫酸锰1.0-2.0mg、硝酸铜0.02-0.04mg、硫酸锌0.1-0.3mg。
所述步骤（2）液体培养基配方按重量百分比包括：5%白糖、8%甘油、1%玉米粉、5%氯化钙、0.1%磷酸二氢钠，其他为水，初始pH 6.1-6.4。
所述步骤（3）碱溶液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液或氨水中的一种或多种。
所述步骤（3）流加的速度为12ml/min。
一方面提供的一种微生物发酵法生产丙酸盐防霉剂用途，所述微生物发酵法生产丙酸盐防霉剂用于谷物、饲料和食品的防霉。
实施例3
本实施例一方面提供的一种微生物发酵法生产丙酸盐防霉剂生产方法，利用丙酸杆菌通过液态发酵生产丙酸盐，所述方法包括如下步骤：
（1）对丙酸杆菌进行种子扩大培养；
（2）制备丙酸杆菌的液体种；
（3）接液体种于液体培养基进行发酵，生产丙酸；
（4）发酵过程流加碱溶液，丙酸与碱反应得到丙酸盐；
（5）当丙酸盐含量达到22克每升或每千克时，发酵结束；
（6）将发酵液经过压滤机过滤、取滤液，送入喷雾塔进行喷雾干燥，干燥后的粉剂即为丙酸盐制品。
所述丙酸杆菌为产丙酸丙酸杆菌（Propionibacterium acidipropionici）DSM25845。
所述步骤（1）中对丙酸杆菌进行种子扩大培养方法：
（1）将菌种室制备的丙酸杆菌摇瓶种子接入到种子罐中培养，得到种子液，取样做无菌检测，其结果不含杂菌时，用冷却水使其降温，备用；
（2）将步骤（1）中制备的种子液分别移入到二级种子罐中，接种量为35L，经培养11h，得到OD=0.5的二级种子液，取样做无菌检测；
（3）各个不含杂菌的二级种子液接入到其相对应的50m3三级种子罐中培养13h，得到OD=0.5的三级种子液，取样做无菌检测；
（4）步骤（3）中得到不含杂菌的三级种子液分别接入相对应的500m3发酵罐中进行发酵生产，即可。
所述步骤（1）扩大培养每L培养基含有：氯化钙0.6g、磷酸二氢钾0.8g、氯化铵0.9g、氯化钠1.7g、丁二酸钠0.9g、酵母粉0.3g、蛋白胨0.1g、维生素B10.003g、维生素B30.006g、硫酸锰1.0-2.0mg、硝酸铜0.02-0.04mg、硫酸锌0.1-0.3mg。
所述步骤（2）液体培养基配方按重量百分比包括：12%白糖、6%甘油、2%玉米粉、3%氯化钙、0.2%磷酸二氢钠，其他为水，初始pH 6.1-6.4。
所述步骤（3）碱溶液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液或氨水中的一种或多种。
所述步骤（3）流加的速度为17ml/min。
一方面提供的一种微生物发酵法生产丙酸盐防霉剂用途，所述微生物发酵法生产丙酸盐防霉剂用于谷物、饲料和食品的防霉。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (8)

1.一种微生物发酵法生产丙酸盐防霉剂生产方法，其特征在于：利用丙酸杆菌通过液态发酵生产丙酸盐，所述方法包括如下步骤：
对丙酸杆菌进行种子扩大培养；
制备丙酸杆菌的液体种；
（3）接液体种于液体培养基进行发酵，生产丙酸；
（4）发酵过程流加碱溶液，丙酸与碱反应得到丙酸盐；
（5）当丙酸盐含量达到18-25克每升或每千克时，发酵结束；
（6）将发酵液经过压滤机过滤、取滤液，送入喷雾塔进行喷雾干燥，干燥后的粉剂即为丙酸盐制品。
2.根据权利要求1所述的微生物发酵法生产丙酸盐防霉剂生产方法，其特征在于：所述丙酸杆菌为产丙酸丙酸杆菌（Propionibacterium acidipropionici）DSM 25845。
3.根据权利要求1所述的微生物发酵法生产丙酸盐防霉剂生产方法，其特征在于：所述步骤（1）中对丙酸杆菌进行种子扩大培养方法：
（1）将菌种室制备的丙酸杆菌摇瓶种子接入到种子罐中培养，得到种子液，取样做无菌检测，其结果不含杂菌时，用冷却水使其降温，备用；
（2）将步骤（1）中制备的种子液分别移入到二级种子罐中，接种量为30-38L，经培养11h，得到OD=0.4-0.6的二级种子液，取样做无菌检测；
（3）各个不含杂菌的二级种子液接入到其相对应的50m3三级种子罐中培养12-14h，得到OD=0.4-0.6的三级种子液，取样做无菌检测；
（4）步骤（3）中得到不含杂菌的三级种子液分别接入相对应的500m3发酵罐中进行发酵生产，即可。
4.根据权利要求2所述的微生物发酵法生产丙酸盐防霉剂生产方法，其特征在于：所述步骤（1）扩大培养每L培养基含有：氯化钙0.5-0.7g、磷酸二氢钾0.5-1.0g、氯化铵0.5-1.0g、氯化钠1.5-2.0g、丁二酸钠0.5-1.0g、酵母粉0.1-0.4g、蛋白胨0.1-0.2g、维生素B10.003g、维生素B30.006g、硫酸锰1.0-2.0mg、硝酸铜0.02-0.04mg、硫酸锌0.1-0.3mg。
5.根据权利要求1所述的微生物发酵法生产丙酸盐防霉剂生产方法，其特征在于：所述步骤（2）液体培养基配方按重量百分比包括：5-15%白糖、5-8%甘油、1-3%玉米粉、2-5%氯化钙、0.1-0.3%磷酸二氢钠，其他为水，初始pH 6.1-6.4。
6.根据权利要求1所述的微生物发酵法生产丙酸盐防霉剂生产方法，其特征在于：所述步骤（3）碱溶液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液或氨水中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的微生物发酵法生产丙酸盐防霉剂生产方法，其特征在于：所述步骤（3）流加的速度为12-18ml/min。
8.如权利要求1-7任一项所述的微生物发酵法生产丙酸盐防霉剂用途，其特征在于：所述微生物发酵法生产丙酸盐防霉剂用于谷物、饲料和食品的防霉。
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