纳豆激酶液态发酵工艺优化

在单因素实验的基础上,用响应面法和正交实验对Bacillus subtilis液态发酵生产纳豆激酶的培养基和发酵条件进行了优化。实验结果表明,最佳产酶培养基组成为麦芽糖2%,酵母膏4%,CaCl20.03%,pH7.0;最佳发酵条件为接种量1%,培养温度34℃,摇床转速200r/min,装液量100mL/500mL(挡板瓶),培养48h达到产酶高峰,产酶活力可达4300U/mL。

高产纳豆激酶液态发酵工艺的优化

通过用纳豆杆菌进行液态发酵生产纳豆激酶的培养基的优化实验,确定最佳产酶培养基组成为麦芽糖2%,酵母膏4%,CaCl20.03%,pH 7.0。在此基础上,设计发酵条件的优化实验,实验结果表明,在接种量为1%,装液量为100mL/500mL挡板瓶,200 r/min的条件下,34℃培养48 h达到产酶高峰,产酶活力可达4300U/mL发酵液。在此基础上,通过Luedking-Piret模型来描述纳豆激酶的生成,确定纳豆激酶的液态发酵属于部分生长偶联型。

发酵罐中生产纳豆激酶的条件与动力学研究

对纳豆杆菌进行了10L发酵罐分批发酵试验,研究发酵罐装液量、接种量、搅拌桨转速对纳豆激酶发酵的影响,并采用Logistic方程、Luedking-Piret方程、Luedking-Piret-like方程描述了发酵中菌体生长、纳豆激酶生成、基质消耗特性。在装液量5L、接种量3%、搅拌桨转速400r/min条件下,发酵得到纳豆激酶活力4 476.25IU/mL,分批发酵过程的动力学模型与实验值拟合度较好。

纳豆激酶豆乳液体发酵条件优化

心脑血管疾病已经严重威胁人类健康,其发病率和死亡率均居各种疾病之首。纳豆激酶作为一种理想的预防和治疗血栓的天然功能食品被广泛关注,因此研究纳豆激酶的规模化生产对于推进溶栓类功能食品的开发具有重要意义。在前期发酵豆乳工艺优化的基础上,对因素顺序及因素水平稍作调整,以全豆豆乳为发酵基质,以纳豆激酶为功能评价指标,发酵后出渣率及终点pH为参考指标,通过单因素及正交试验确定最佳发酵工艺。结果表明,发酵豆乳的最佳工艺条件为:发酵时间30 h,装液量5%,初始pH5.5,接菌量1.5%。在此发酵条件下,酶活可高达660 184.14 IU/mL,是优化前(79 434.68 IU/mL)的8.31倍,是前期最佳工艺下纳豆激酶表达量(429 869.34 IU/mL)的1.54倍。与前期全豆豆乳最佳工艺条件相比,通过调整初始pH和接菌量的先后顺序,可以在更低接菌量(前期研究,最佳接菌量为1.75%)的基础上,显著增加纳豆激酶表达量。通过本实验研究既节约了成本也提升了纳豆激酶的表达量,对纳豆激酶的规模化生产具有重要意义。

地衣芽胞杆菌工程菌高产纳豆激酶的发酵罐工艺优化及中试放大

以前期构建的产纳豆激酶的地衣芽胞杆菌工程菌BL10(p P43SNT-Ssac C)为研究对象,进行5 L发酵罐工艺优化及中试放大研究。考察了5 L罐转速、温度和p H对纳豆激酶发酵过程的影响,优化了发酵条件:转速500 r/min、发酵温度37℃、自然p H,纳豆激酶发酵活性达62.90 FU/m L,比初始发酵活性提高了94%。在此基础上,进行了葡萄糖和混合氮源补料发酵研究,确定了5 L罐的补料发酵工艺,当葡萄糖的补加速率为1.5 g/(L·h)时,生物量提高31%,纳豆激酶发酵活性达到71.23 FU/m L,比对照提高了13%。在50 L罐和300 L罐的中试放大实验中,纳豆激酶发酵酶活分别达到67.23 FU/m L和72.33 FU/m L,纳豆激酶发酵活性相对稳定,为纳豆激酶的工业化生产奠定了基础。

全豆乳液体发酵制备纳豆激酶工艺优化

纳豆激酶具多效溶栓作用,是一种理想的预防和治疗血栓的天然药物。液体发酵可提高纳豆激酶产量。以纳豆枯草芽胞杆菌为出发菌株,豆乳为发酵基质,纳豆激酶活力为核心评价指标,出渣率和终点pH为辅助评价指标,通过单因素和多因素统计学分析研究发酵时间、装液量、接菌量和初始pH对纳豆激酶活力的影响,优化发酵条件,以期提升纳豆激酶的表达量。最终确定最优发酵工艺为:摇瓶豆乳的发酵时间30 h,装液量5%,接菌量1.75%,初始pH 5.5。在该发酵条件下,纳豆激酶的活力为429 869.34 IU/mL,是优化前的5.41倍。可见,正交试验成功优化了纳豆枯草芽孢杆菌的液体发酵工艺,显著提升了纳豆激酶的表达量,为功能食品开发奠定了理论基础。

一种富含纳豆激酶蛋白饮品的工艺

以豆浆和脱脂奶粉为底物进行发酵,制备出一种富含纳豆激酶的新型蛋白饮品,为改善其口味及提高纳豆激酶活性,分别研究了豆奶比、初始pH、接种量、发酵时间和发酵温度对蛋白饮品品质的影响。通过工艺优化得出在V(豆浆)∶V(牛奶)为1∶1、接种量为2%,39℃下发酵16 h后制备得到的饮品呈乳白色,口感润滑带有豆奶香气,纳豆激酶活性高达27 033 U·mL^(-1)且微生物指标符合国家食品安全标准。