[发明专利]一种高芽孢率的地衣芽孢杆菌发酵方法

说明书

本发明公开了一种提高地衣芽孢杆菌的芽孢率的发酵方法，分为下述两个阶段：在pH7.0‑7.5的培养基中接种地衣芽孢杆菌，于36‑38℃发酵培养20‑26h；然后调节并控制发酵液至pH8.0‑8.5，于36‑38℃继续发酵培养，至从接种时起30‑36h时停止发酵，收获菌体，其芽孢率达到85％以上。

技术领域

本发明属于微生物发酵工程领域，涉及一种地衣芽胞杆菌的发酵方法，具体涉及一种提高地衣芽孢杆菌的芽孢率的发酵方法。

背景技术

地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)是最常用的一种活菌制剂菌种之一，是芽孢杆菌属的一种，单个细胞，0.6～0.8×1.5～3微米，细胞形态和排列呈杆状、单生，可产生近中生的椭圆状芽孢，孢囊稍膨大。地衣芽孢杆菌可促使机体产生抗菌物质、杀灭致病菌，既能产生抗菌物质，又具有独特的生物脱氧作用机制，能抑制致病菌(大肠杆菌、产气荚膜梭菌)的生长繁殖，有效地调理胃肠道功能紊乱。地衣芽孢杆菌能产生多种活性酶，如蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、果胶酶、葡聚糖酶、纤维素酶等，同时还能产生多种酶促因子，增强消化酶的活性，促进胃肠消化功能，增加食欲，刺激肠蠕动，改善排便功能；另外，可给肠胃内的生理性厌氧菌如双歧杆菌、乳酸菌、消化链球菌等有益微生物的生长繁殖创造有利条件，促进其生长繁殖，而双歧杆菌、嗜酸乳杆菌、粪肠球菌等有益菌在繁殖过程汇中产生大量乙酸、乳酸，使肠道酸化，可中和大便碱性，使大便软化，促进排便。

作为益生菌药物制剂，地衣芽孢杆菌主要通过所含的活菌及芽孢来达到调节体内微生物平衡的作用，如果运输存储过程中活菌数量降低，会影响芽孢杆菌的质量及相应制剂产品的品质。地衣芽孢杆菌形成芽孢以后抗逆性增强，耐热，不易死亡，易储存，提高了地衣芽孢杆菌的稳定性。所以在地衣芽孢杆菌发酵过程中不仅要做到菌体产量的提高，如何提高成孢率也是发酵生产过程的一个研究重点。

一般认为，芽孢是在地衣芽孢杆菌生长后期、营养物质缺乏、环境恶劣时形成的，是适应不良环境的产物。近年来的研究表明，许多种类的细菌在高细胞密度条件下能通过化学信号(自体诱导物)传递帮助细胞监控细菌群体浓度的变化，这一现象称为“群体感应调节”，群体感应能让细菌细胞感知细胞密度变化，从而引发其在高细胞密度下异常的、多样的细胞行为模式。芽孢杆菌中感受态和芽孢的形成与其群体密度有关。枯草芽孢杆菌也能利用群体感应调节系统对自身发育进行调控，当群体密度高时，信号分子响应细菌浓度增高而启动了芽孢形成基因的表达。

细菌发酵过程中受到培养基配方、水分、温度等诸多影响因素，但是目前地衣芽孢杆菌的发酵文献研究仅局限在发酵温度、溶解氧等影响条件的调控(参见CN103205388A)，芽孢率均不理想。

发明内容

为了提高地衣芽孢杆菌的活菌比率和芽孢率，发明人对于地衣芽孢杆菌的发酵工艺进行了探索，惊讶地发现通过控制菌株发酵不同时间段的发酵液pH，可以显著地影响菌体的芽孢率和活菌比率。

因此，本发明的第一个目的在于提供提高地衣芽孢杆菌的芽孢率的发酵方法。

本发明的第二个目的在于提供一种高芽孢率和高活菌比率的菌体。

本发明包括如下技术方案：

一种提高地衣芽孢杆菌的芽孢率的发酵方法，分为下述两个阶段：在pH7.0-7.5的培养基中接种地衣芽孢杆菌，于36-38℃发酵培养至20-26h；然后调节并控制发酵液至pH8.0-8.5，于36-38℃继续发酵培养，至从接种时起30-36h时停止发酵，收获菌体。

具体而言，地衣芽孢杆菌的发酵包括如下步骤：

a)种子活化培养：将地衣芽孢杆菌菌种接种于pH7.0-7.5、优选大约pH7.0-7.4、更优选大约pH7.0-7.3、更优选大约pH7.0-7.2的种子活化培养基中，于36-38℃、优选37℃摇床培养4-10h、优选6-10h、更优选6-8h，得种子活化培养液；