[发明专利]一种高密度发酵嗜酸乳杆菌的发酵装置

说明书

技术领域 

本发明涉及一种高密度发酵嗜酸乳杆菌的发酵装置，属于生物技术领域。

技术背景 

乳酸菌在生长过程中会产生大量的乳酸，使pH值下降到菌体耐酸的极限，此时即使有充足的营养，菌体细胞的进一步生长也会受到抑制。要想获得浓缩培养的乳酸菌培养液，仅提供足够的营养物质还不行，还必须在培养的过程中，通过补充营养物质、排除代谢产物、调节pH等措置，尽量减少和降低代谢产物乳酸对菌体生长的抑制作用，额外补充营养物质，延长菌体的快速生长期。目前国内外在解除乳酸对乳酸菌生长抑制的方法一般有以下几种：

(1)缓冲盐法

向乳酸菌培养基中添加缓冲盐进行培养，能在一定范围内调节培养液的酸度，达到促进乳酸菌生长的效果，但由于缓冲盐的缓冲能力有限，虽然能在一定范围内促进菌体生长，但是要想达到很高的菌数比较难；

(2)化学中和法

在乳酸菌的培养过程中向培养液中添加NaOH、Na2C03或NH3．H20等碱类物质，不断中和乳酸菌产生的乳酸，解除乳酸的抑制作用；但是随着不断被中和的乳酸盐的积累达到一定水平，过高的盐浓度依然会抑制菌体的生长；

发明内容： 

技术问题

本发明目的在于提供一种高密度发酵乳酸菌发酵装置。

技术方案

为了解决乳酸菌发酵过程中乳酸产物的积累情况，本发明的发酵装置的特征如下：

（1）    由一个外罐体和一个内膜罐体组成；

（2）    内膜罐体为一个封闭的独立发酵空间，内膜罐体由膜身、一个进料口、一个补料口、一个接种口和一个出料口组成；

（3）   外罐体为一个独立的包裹在内膜罐体外围的一个密闭空间；

（4）    内膜罐体的膜孔径要求乳酸、乳酸盐和水能自由通过，乳酸菌菌体和营养物质不能通过；

（5）    膜的材质由PP聚丙烯、PE、聚乙烯、PS聚苯乙烯、PSA苯乙烯-丙烯腈共聚物、PVDF聚偏氟乙烯中的任一种组成。

该发酵罐装置的使用方法如下：

（1）    将培养基和水从进料口倒入内膜罐体，加热灭菌，冷却后接入乳酸菌菌种，进行培养；由于水可以自由通过内膜，此时外罐体内也有水，且和内膜罐体里的水位为同一高度；

（2）    经培养24-48小时以后，从补料口匀速加入新培养液，培养液的中的培养基浓度为正常培养液发酵的5%-10%；

（3）       补料同时打开外罐体的出料口排料，排料的速度与加料的速度一样，进行补料培养24-48小时候发酵停止。

本发明的原理：

通过在普通发酵罐里加一个内膜罐体，内膜罐体的特点是允许乳酸和水自由通过，但物料和乳酸菌不能自由通过，这样在发酵的时候，不断往内膜罐体中匀速加入水和培养基，同时打开外罐体的出料口不断排出从内膜渗透出料的水和乳酸，这样在发酵的同时不断的排出乳酸，已达到防止内膜罐体里PH过低抑制乳酸菌的繁殖的效果。

附图说明

本发明的附图说明如下：

图1为本发明的装置结构示意图

1、内膜身；2、外罐身；3、内膜罐体接种口；4、内膜罐体进料口；5、内膜罐体出料口；6、内膜罐体补料口；7、外罐出料口；8、内膜罐体；9、外罐体 

具体实施方式：

实施例：一种如图1所示的本发明的发酵装置，包括内膜罐体8和外罐体9为发酵主体；

从图1可以看出内膜罐体为一个独立的发酵空间，由内膜罐体接种口3、内膜罐体进料口4、内膜罐体补料口5、内膜罐体放料口6和膜身1组成，而膜身由一个过滤膜组成，过滤膜孔径大小适合水、乳酸和乳酸盐自由通过，而菌体却不能通过；外罐体由罐身2和放料口7组成，是一个包裹在内膜罐体外围的一个密闭空间，当从内膜罐体进料口4进料和补料口6补料的时候，水、乳酸和乳酸盐通过内膜身1渗入到外罐体9内，在发酵过程中，当补料口6不断向内膜罐体内8匀速补充水和营养物质的时，同时打开外罐体的出料口7，以相同的速度放料，这样就形成了内膜罐体内一边不断的从补料口6得到水和营养物质，一边不断的通过膜身1向外罐体9内渗出水、乳酸和乳酸盐，从而确保内膜罐体8内不会因乳酸的不断积累而抑制乳酸菌的繁殖，从而可以使乳酸菌在内膜罐体8内不断的繁殖，得到高密度的乳酸菌发酵液。