[发明专利]一种应用于微生物发酵培养的氧气缓释颗粒制作方法

说明书

本发明涉及一种应用于好氧微生物分批发酵培养液，可逐渐溶释氧气的颗粒制作方法。成分包括胶凝剂、释氧剂、膨松剂和吸附剂。在培养液中，颗粒释放氧气供微生物吸收代谢，可降低培养液机械搅拌和振荡培养瓶速度，从而降低培养液杂菌污染并减少泡沫生成，减少消泡剂用量。本发明的可溶释颗粒制作工艺简单、成本低廉，使用方便，可推广应用。

技术领域

本发明属于微生物生物技术领域，涉及一种应用于微生物分批发酵培养液，可缓释氧气的颗粒的制作方法。

背景技术

微生物发酵在食品、生物、医药和化学工业等领域均有广泛应用。微生物的液体深层发酵是指在生化反应器中，以糖类、氮化合物、无机盐等营养成分溶解在水中作为培养基，灭菌后接入菌种在适宜的条件下培养，最后获得大量菌体或菌体的代谢产物。对好氧微生物，培养期间还需通入无菌氧气以满足微生物呼吸代谢。对发酵过程影响较大的因素有营养物质的成份和浓度、pＨ、溶解氧、温度、泡沫等。

在工业化发酵生产采用发酵罐，而实验室中多采用玻璃培养瓶。深层分批发酵培养，是目前广泛采用的一种发酵方式，培养基一次性加入，产品一次性收获，氧气的供应是利用管道输入无菌氧气并对发酵罐内培养液机械搅拌，或对培养瓶（瓶口半透气）剧烈震荡以增加氧气在培养液的溶解量。这两种剧烈的机械操作方式都增加了培养液污染杂菌的概率并伴随大量泡沫的形成，消泡剂对菌体有一定毒性，所以剧烈搅拌或震荡使发酵生产效率降低甚至失败。

发明内容

本发明针对好氧微生物液体深层发酵的分批培养方法，发明一种可缓释氧气到培养液的颗粒制作方法。在微生物培养液中，释氧剂缓释氧气供微生物代谢，减少外界氧气输入量，可降低发酵罐机械搅拌或振荡培养瓶速度，降低培养液杂菌污染概率并减少泡沫生成。

所述颗粒成分有胶凝剂、释氧剂、膨松剂、吸附剂。缓释颗粒在接种微生物菌种时一并投入培养液中。颗粒各成分如下：

（1）释氧剂有过硫酸铵、过氧化尿素、过碳酸钠，释氧剂逐级分解出过氧化氢、氧气。

（2）膨松剂可释放二氧化碳气体，填充在颗粒里，降低颗粒比重，使其在搅拌或振荡条件下较易悬浮在培养液中，不致沉底。

（3）吸附剂可吸附释氧剂及其分解产物，控制其溶释到培养液的速率。

（4）胶凝剂选用天然水凝胶，将颗粒各成分粘合造粒。胶凝剂种类和浓度可调节颗粒本身的硬度及各成分溶释到培养液的速率。

本发明采用的技术方案是：

（1）释氧剂为过硫酸铵、过氧化尿素、过碳酸钠的其中一种。

（2）膨松剂为碳酸氢钠，与磷酸二氢钙按重量比1:0.01-1混合，粉状膨松剂使用前紫外线照射杀菌或配成水溶液过滤除菌。

（3）吸附剂为粉状活性炭。

（4）胶凝剂选用海藻酸钠或琼脂。

胶凝剂：释氧剂：膨松剂：吸附剂重量配为100：100-130：1-6：0.01-0.5。加凝胶重量10-80倍的水。

将胶凝剂和吸附剂加水于密闭容器高压灭菌（121℃，持续20-30分钟），冷却未固化时在无菌条件加入膨松剂、释氧剂，搅拌均匀得制颗粒用胶液，无菌条件固化得到颗粒。

胶凝剂选用海藻酸钠，其固化方法是于无菌环境，用吸管吸取制颗粒用胶液，滴入1-6%可溶性钙盐（选用乳酸钙、氯化钙、硫酸钙的一种）无菌溶液，静置20-60分钟，颗粒膨松化并逐渐硬化。

胶凝剂或用琼脂，将制颗粒用胶液保温40-45℃，使其保持半流体状态30-60分钟以发生膨松化，随后于无菌环境注入已经杀菌处理的所需规格模具，胶液冷却固化，脱模得所需颗粒。