專利名稱：姬松茸大規模液體深層發酵工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種姬松茸10噸罐及10噸罐以上大規模液體深層發酵工藝。
姬松茸(Agaricus blazei Murrill)是一種藥用價值很高的名貴真菌，分類學上屬擔子菌亞門(Basidiomycotina)，層菌綱(Hymenomycetes)，傘菌目(Agaricales)，傘菌科(Agaricaceae)，傘菌屬(Agaricus)。姬松茸(又名小松菇、巴西蘑菇，日本稱為草地姬松茸)原產于巴西，秘魯等地，主要分布于海岸地帶草場及巴西東南部的皮也拿山地。姬松茸營養豐富，味道鮮美，有濃烈的杏仁香味，具有抗腫瘤、預防癌的效果，同時具有防低血糖、降低血壓、膽固醇，改善動脈硬化等作用。姬松茸子實體含水份85-87％，每100克干菇中含粗蛋白40-45％，糖質38-45％，纖維質6-8％，粗灰分5-7％，粗脂肪3-4％，是含糖質和蛋白質非常豐富的食用菌。姬松茸菌絲體含有多達18種氨基酸，包括人體必需的八種氨基酸，氨基酸總量為21.37g/100g干樣，其中八種氨基酸占氨基酸總量的39.7％。干菇含維生素B1、B2，還含有較多的麥角甾醇(0.1-0.2％)，經過光照或加熱，這種維生素D原就會變成維生素D2。隨著研究的深入姬松茸多糖顯著的療效也逐漸被人們所認識，多糖的功效，主要體現在以下幾個方面(1)抗腫瘤、提高免疫功能。(2)降血壓、血脂。(3)健胃保肝。(4)除上述外，還具有抗衰老、抗感染、抗輻射、抗毒物損傷、抗水腫、抗暈、祛痰鎮咳等方面的功效。
目前姬松茸生產的原料多靠人工栽培和野外采集獲得，由于野生姬松茸在自然界中數量稀少，加上目前野生環境的破壞和人們對姬松茸的過度采集，野外采集的姬松茸來源越來越少，而人工栽培雖能提供一定數量的姬松茸，但具有周期長(一般三個月左右)、占地面積大、產量低、需要的勞動量大、病蟲害多、受季節性限制(一般僅限于夏秋季栽培)，無法進行工業化大規模生產等缺點，因而不能滿足市場上對姬松茸的需求。而深層培養方法具有周期較短、產量高且質量穩定，適合工業化生產等優點，可作為今后主要的生產方式。液體深層培養到一定規模時，各種參數的控制對整個發酵的質量起著相當重要的作用。如果將小試(搖瓶或小發酵罐)工藝直接套用到大規模發酵中往往會出現參數控制失調，進而導致發酵產量質量下降。因此到目前為止，尚未見到姬松茸大規模工業發酵技術方面的報道，僅有一些小試方面的研究。
本發明的目的提供了一種大規模的姬松茸液體深層發酵工藝，并且通過對工藝參數和培養基配方的優化，使產量質量都有明顯提高，從而解決了已有技術存在的各種問題。
為實現上述目的，本發明姬松茸大規模液體深層發酵工藝依次包括以下步驟(1)將姬松茸斜面菌種接入裝有搖瓶培養基的搖瓶中，25～28℃溫度培養6～8天；(2)將步驟1中所得的菌種轉接入裝有搖瓶培養基的搖瓶中再進行擴大培養，25～28℃溫度培養5～6天；(3)將步驟2中所得的菌種轉接入一個裝有發酵培養基的一級種子罐中，保持罐溫25～28℃，罐壓40～50kPa，攪拌速率120～140r/min，通氣量1∶0.3～0.5，發酵72～96小時；(4)將一級種子罐中的菌種轉接到一個裝有發酵培養基的二級種子罐中，保持罐溫25～28℃，罐壓50～60kPa，攪拌速率120～140r/min，通氣量1∶0.4～0.6，發酵72～96小時；(5)將二級種子罐中的菌種轉接到一個裝有發酵培養基的三級種子罐中，保持罐溫25～28℃，罐壓60～70kPa，攪拌速率120～140r/min，通氣量1∶0.5～0.7，發酵85～110小時；(6)將三級種子罐中的菌種轉接到一個裝有發酵培養基的大型發酵罐中，保持罐溫25～28℃，罐壓70～90kPa，攪拌速率120～140r/min，通氣量為1∶0.7～0.8，發酵96～120小時，然后放罐將發酵液用板框壓濾機壓濾，得濕菌絲體，然后放入真空干燥機中50～60℃烘干至含水量低于8％。
本發明步驟1中搖瓶培養基與搖瓶的容積比為1∶5～1∶10；步驟2中搖瓶培養基與搖瓶的容積比為1∶2～1∶5。
本發明步驟3中一級種子罐的容積為150L～300L，在該一級種子罐中裝有的發酵培養基相應為100L～250L；步驟4中二級、三級種子罐指的是1.5噸～5噸的發酵罐，在該二級、三級種子罐中裝有的發酵培養基相應為1噸～4噸。
本發明步驟5中大型發酵罐指的是10噸～30噸發酵罐，在該發酵罐中裝有的發酵培養基相應為7.5噸～24噸。
本發明中所述的搖瓶培養基的成份配比(重量體積比g/100ml)為馬鈴薯15％～25％，葡萄糖1％～3％，硫酸鎂0.08％～0.15％，磷酸二氫鉀0.2～0.4％，維生素B1為10～20ppm，加水定容至所需體積，該搖瓶培養基的PH值為5.5～6.0。
本發明中所述的發酵培養基的成份及配比(重量體積比g/100ml)為酵母粉0.5％～1.5％，(NH4)2SO40.5％～2％，玉米粉2％～3％，豆餅粉1％～2％，葡萄糖1.5％～2％，硫酸鎂0.03％～0.05％，磷酸二氫鉀0.1％～0.15％，維生素B1為10～20ppm，加水定容至所需體積，該發酵培養基的PH值為5.5～6.0。
本發明步驟5中放罐的標準為發酵液變得較為粘稠，鏡檢有大量菌絲體，PH值降至3.5～3.8左右，取樣離心稱濕菌絲體重量，較4小時前無明顯增加即可放罐。
本發明適用于各種姬松茸菌種10噸罐及10噸罐以上大規模液體深層發酵，解決了姬松茸尚不能大規模生產的局限，這對姬松茸工業化生產及其相關應用產業的發展具有重要的意義。本發明工藝發酵規模達到10噸及10噸以上，干粉得率達到1.0％～1.2％，大大提高了產量；每100克菌絲體干粉多糖含量達到6～8克，比香菇(5.75g/100g)、毛木耳(4.71g/100g)、靈芝(1.30g/100g)高。此外所得到姬松茸發酵菌絲體的氨基酸的總量為22.90％，必需氨基酸占氨基酸總量的43.69％，高于子實體中的相應含量；姬松茸發酵菌絲體的鈣含量是子實體的50倍，鎂元素的含量是子實體的7.3倍。另外發酵菌絲體中鎘元素的含量遠低于子實體，因為發酵生產的姬松茸菌絲體能避免栽培基質中有害元素的污染。從上述結果可以看出通過本發明發酵生產的姬松茸菌絲體不僅在產量和生產潛力遠遠高于栽培方法生產姬松茸，而且在多糖、氨基酸和微量元素含量等方面不同程度優于栽培姬松茸菌，因此說明通過本發明發酵生產的姬松茸具有較栽培姬松茸更高的產量和更好的質量，完全可以成為今后生產姬松茸菌的主要方法。
下面結合具體實施例對本發明作進一步的詳細說明。
實施例1將新鮮的斜面菌種接入十個裝有100mL搖瓶培養基的500mL三角搖瓶中，26℃搖床培養8天。然后每兩個500mL搖瓶種轉接入裝有1000mL搖瓶培養基的2000mL三角瓶中，26℃搖床培養5天。將5瓶2000ml搖瓶中的種轉接入一個裝有100L發酵培養基的總容積為150L的一級種子罐，保持罐溫26℃，罐壓40kPa，攪拌速率120r/min，通氣量1∶0.35，發酵85小時。將種子罐菌種轉接到一個裝有1噸發酵培養基的1.5噸二級種子罐中，保持罐溫26℃，罐壓50kPa，攪拌速率130r/min，通氣量1∶0.5，發酵90小時。將二級種子罐中菌種轉接到一個裝有10噸發酵培養基的15噸發酵罐中，保持罐溫26℃，罐壓70kPa，攪拌速率140r/min，通氣量為1∶0.7，發酵110小時，然后放罐將發酵液用板框壓濾機壓濾，得濕菌絲體，然后放入真空干燥機中58℃烘干，干粉得率為1.14％，用苯酚-硫酸法測總多糖含量為6.16克/100克干粉。
本實施1中的搖瓶培養基的成份配比(重量體積比g/100ml)為馬鈴薯20％，葡萄糖2％，硫酸鎂0.1％，磷酸二氫鉀0.3％，維生素B1為15ppm，按上述的重量體積比分別加水定容至100mL、1000mL，搖瓶培養基的PH值為5.5～6.0。
本實施1中的發酵培養基的成份及配比(重量體積比g/100ml)為酵母粉1.5％，(NH4)2SO41.5％，玉米粉2％，豆餅粉2％，葡萄糖1.8％，硫酸鎂0.03％，磷酸二氫鉀0.15％，維生素B1為15ppm，按上述的重量體積比分別加水定容至100L、1噸、10噸，發酵培養基的PH值為5.5～6.0。
本實施1中放罐的標準為發酵液變得較為粘稠，鏡檢有大量菌絲體，PH值降至3.5～3.8左右，取樣離心稱濕菌絲體重量，較4小時前無明顯增加即可放罐。
實施例2將新鮮的斜面菌種接入十個裝有150mL搖瓶培養基的500mL三角搖瓶中，27℃搖床培養7天。然后每兩個500mL搖瓶種轉接入裝有1000mL搖瓶培養基的3000mL三角瓶中，27℃搖床培養6天。將5瓶3000ml搖瓶中的種轉接入一個裝有100L發酵培養基的總容積為150L的一級種子罐，保持罐溫27℃，罐壓45kPa，攪拌速率130r/min，通氣量1∶0.4，發酵72小時。將種子罐菌種轉接到一個裝有1噸發酵培養基的1.5噸二級種子罐中，保持罐溫27℃，罐壓50kPa，攪拌速率120r/min，通氣量1∶0.5，發酵80小時。將二級種子罐中菌種轉接到一個裝有10噸發酵培養基的15噸發酵罐中，保持罐溫27℃，罐壓75kPa，攪拌速率130r/min，通氣量為1∶0.7，發酵100小時，然后放罐將發酵液用板框壓濾機壓濾，得濕菌絲體，然后放入真空干燥機中55℃烘干，干粉得率為1.09％，用苯酚-硫酸法測總多糖含量為6.78克/100克干粉。
本實施2中的搖瓶培養基的成份配比(重量體積比g/100ml)為馬鈴薯25％，葡萄糖3％，硫酸鎂0.08％，磷酸二氫鉀0.2％，維生素B1為20ppm，按上述的重量體積比分別加水定容至150ml、1000mL，搖瓶培養基的PH值為5.5～6.0。
本實施2中的發酵培養基的成份及配比(重量體積比g/100ml)為酵母粉1％，(NH4)2SO42％，玉米粉3％，豆餅粉1％，葡萄糖2％，硫酸鎂0.05％，磷酸二氫鉀0.1％，維生素B1為20ppm，按上述的重量體積比分別加水定容至100L、1噸、10噸，發酵培養基的PH值為5.5～6.0。
本實施2中放罐的標準與實施1相同。
實施例3將新鮮的斜面菌種接入十個裝有100mL搖瓶培養基的500mL三角搖瓶中，28℃搖床培養6天。然后每兩個500mL搖瓶種轉接入裝有1500mL搖瓶培養基的3000mL三角瓶中，28℃搖床培養5天。將5瓶3000ml搖瓶中的種轉接入一個裝有100L發酵培養基的總容積為150L的一級種子罐，保持罐溫28℃，罐壓40kPa，攪拌速率120r/min，通氣量1∶0.35，發酵72小時。將種子罐菌種轉接到一個裝有1噸發酵培養基的1.5噸二級種子罐中，保持罐溫28℃，罐壓50kPa，攪拌速率120r/min，通氣量1∶0.55，發酵72小時。將二級種子罐中菌種轉接到一個裝有10噸發酵培養基的15噸發酵罐中，保持罐溫28℃，罐壓80kPa，攪拌速率120r/min，通氣量為1∶0.6，發酵96小時，然后放罐將發酵液用板框壓濾機壓濾，得濕菌絲體，然后放入真空干燥機中50℃烘干，干粉得率為0.92％，用苯酚-硫酸法測總多糖含量為5.60克/100克干粉。
本實施3中的搖瓶培養基的成份配比(重量體積比g/100ml)為馬鈴薯15％，葡萄糖1％，硫酸鎂0.15％，磷酸二氫鉀0.4％，維生素B1為10ppm，按上述的重量體積比分別加水定容至100mL、1500mL，搖瓶培養基的PH值為5.5～6.0。
本實施3中的發酵培養基的成份及配比(重量體積比g/100ml)為酵母粉0.5％，(NH4)2SO40.5％，玉米粉2％，豆餅粉1.5％，葡萄糖1.5％，硫酸鎂0.04％，磷酸二氫鉀0.1％，維生素B1為10ppm，按上述的重量體積比分別加水定容至100L、1噸、10噸，發酵培養基的PH值為5.5～6.0。
本實施3中放罐的標準與實施1相同。
實施例4將新鮮的斜面菌種接入十六個裝有80mL搖瓶培養基500mL三角搖瓶中，25℃搖床培養8天。然后每兩個500mL搖瓶種轉接入裝有1000mL搖瓶培養基的3000mL三角瓶中，25℃搖床培養6天。將8瓶3000ml搖瓶中的種轉接入一個裝有150L發酵培養基的總容積為300L的一級種子罐，保持罐溫25℃，罐壓50kPa，攪拌速率120r/min，通氣量1∶0.5，發酵96小時。將種子罐菌種轉接到一個裝有1噸發酵培養基的1.5噸二級種子罐中，保持罐溫25℃，罐壓60kPa，攪拌速率120r/min，通氣量1∶0.55，發酵72小時。將二級種子罐中菌種轉接到一個裝有3.5噸發酵培養基的5噸三級種子發酵罐中，保持罐溫25℃，罐壓65kPa，攪拌速率130r/min，通氣量為1∶0.6，發酵100小時。將三級種子罐中菌種轉接到一個裝有22.5噸發酵培養基的30噸發酵罐中，保持罐溫25℃，罐壓85kPa，攪拌速率140r/min，通氣量為1∶0.8，發酵120小時，然后放罐將發酵液用板框壓濾機壓濾，得濕菌絲體，然后放入真空干燥機中55℃烘干，干粉得率為0.81％，用苯酚-硫酸法測總多糖含量為5.02克/100克干粉。
本實施4中的搖瓶培養基的成份配比(重量體積比g/100ml)為馬鈴薯19％，葡萄糖1.5％，硫酸鎂0.1％，磷酸二氫鉀0.2％，維生素B1為15ppm，按上述的重量體積比分別加水定容至80mL、1000mL，搖瓶培養基的PH值為5.5～6.0。
本實施4中的發酵培養基的成份及配比(重量體積比g/100ml)為酵母粉0.9％，(NH4)2SO41.5％，玉米粉2.5％，豆餅粉1％，葡萄糖2％，硫酸鎂0.03％，磷酸二氫鉀0.12％，維生素B1為15ppm，按上述的重量體積比分別加水定容至150L、1噸、3.5噸、22.5噸，發酵培養基的PH值為5.5～6.0。
本實施4中放罐的標準與實施1相同。
實施例5將新鮮的斜面菌種接入十八個裝有70mL搖瓶培養基的500mL三角搖瓶中，26℃搖床培養8天。然后每兩個500mL搖瓶種轉接入裝有1500mL搖瓶培養基的4000mL三角瓶中，26℃搖床培養6天。將9瓶4000ml搖瓶中的種轉接入一個裝有200L發酵培養基的總容積為300L的一級種子罐，保持罐溫26℃，罐壓40kPa，攪拌速率120r/min，通氣量1∶0.4，發酵96小時。將種子罐菌種轉接到一個裝有1噸發酵培養基的1.5噸二級種子罐中，保持罐溫26℃，罐壓60kPa，攪拌速率130r/min，通氣量1∶0.4，發酵80小時。將二級種子罐中的菌種轉接到一個裝有4噸發酵培養基的5噸三級種子罐中，保持罐溫26℃，罐壓70kPa，攪拌速率130r/min，通氣量為1∶0.6，發酵100小時。將三級種子罐中菌種轉接到一個裝有24噸發酵培養基的30噸發酵罐中，保持罐溫26℃，罐壓90kPa，攪拌速率140r/min，通氣量為1∶0.75，發酵112小時，然后放罐將發酵液用板框壓濾機壓濾，得濕菌絲體，然后放入真空干燥機中60℃烘干，干粉得率為0.87％，用苯酚-硫酸法測總多糖含量為6.17克/100克干粉。
本實施5中的搖瓶培養基的成份配比(重量體積比g/100ml)為馬鈴薯22％，葡萄糖2.5％，硫酸鎂0.1％，磷酸二氫鉀0.3％，維生素B1為18ppm，按上述的重量體積比分別加水定容至70mL、1500mL，搖瓶培養基的PH值為5.5～6.0。
本實施5中的發酵培養基的成份及配比(重量體積比g/100ml)為酵母粉1.2％，(NH4)2SO42％，玉米粉2.5％，豆餅粉1.5％，葡萄糖1.5％，硫酸鎂0.04％，磷酸二氫鉀0.15％，維生素B1為20ppm，按上述的重量體積比分別加水定容至200L、1噸、4噸、24噸，發酵培養基的PH值為5.5～6.0。
本實施5中放罐的標準與實施1相同。
權利要求
1.一種姬松茸大規模液體深層發酵工藝，依次包括以下步驟(1)將姬松茸斜面菌種接入裝有搖瓶培養基的搖瓶中，25～28℃溫度培養6～8天；(2)將步驟1中所得的菌種轉接入裝有搖瓶培養基的搖瓶中再進行擴大培養，25～28℃溫度培養5～6天；(3)將步驟2中所得的菌種轉接入一個裝有發酵培養基的一級種子罐中，保持罐溫25～28℃，罐壓40～50kPa，攪拌速率120～140r/min，通氣量1∶0.3～0.5，發酵72～96小時；(4)將一級種子罐中的菌種轉接到一個裝有發酵培養基的二級種子罐中，保持罐溫25～28℃，罐壓50～60kPa，攪拌速率120～140r/min，通氣量1∶0.4～0.6，發酵72～96小時；(5)將二級種子罐中的菌種轉接到一個裝有發酵培養基的三級種子罐中，保持罐溫25～28℃，罐壓60～70kPa，攪拌速率120～140r/min，通氣量1∶0.5～0.7，發酵85～110小時；(6)將三級種子罐中的菌種轉接到一個裝有發酵培養基的大型發酵罐中，保持罐溫25～28℃，罐壓70～90kPa，攪拌速率120～140r/min，通氣量為1∶0.6～0.8，發酵96～120小時，然后放罐將發酵液用板框壓濾機壓濾，得濕菌絲體，然后放入真空干燥機中50～60℃烘干至含水量低于8％。
2.根據權利要求1所述的姬松茸大規模液體深層發酵工藝，其中步驟1中搖瓶培養基與搖瓶的容積比為1∶5～1∶10；步驟2中搖瓶培養基與搖瓶的容積比為1∶2～1∶5。
3.根據權利要求1所述的姬松茸大規模液體深層發酵工藝，其中步驟3中一級種子罐的容積為150L～300L，在該一級種子罐中裝有的發酵培養基相應為100L～250L；步驟4中二級、三級種子罐指的是1.5噸～5噸的發酵罐，在該二級、三級種子罐中裝有的發酵培養基相應為1噸～4噸。
4.根據權利要求1所述的姬松茸大規模液體深層發酵工藝，其中步驟5中大型發酵罐指的是10噸～30噸發酵罐，在該發酵罐中裝有的發酵培養基相應為7.5噸～24噸。
5.根據權利要求1或2所述的姬松茸大規模液體深層發酵工藝，其中所述的搖瓶培養基的成份及其重量體積比(g/100ml)為馬鈴薯15％～25％，葡萄糖1％～3％，硫酸鎂0.08％～0.15％，磷酸二氫鉀0.2～0.4％，維生素B1為10～20ppm，加水定容至所需體積，該搖瓶培養基的PH值為5.5～6.0。
6.根據權利要求1、3或4所述的姬松茸大規模液體深層發酵工藝，其中所述的發酵培養基的成份及其重量體積比(g/100ml)為酵母粉0.5％～1.5％，(NH4)2SO40.5％～2％，玉米粉2％～3％，豆餅粉1％～2％，葡萄糖1.5％～2％，硫酸鎂0.03％～0.05％，磷酸二氫鉀0.1％～0.15％，維生素B1為10～20ppm，加水定容至所需體積，該發酵培養基的PH值為5.5～6.0。
7.根據權利要求1所述的姬松茸大規模液體深層發酵工藝，其中步驟5中放罐的標準為發酵液變得較為粘稠，鏡檢有大量菌絲體，PH值降至3.5～3.8左右，取樣離心稱濕菌絲體重量，較4小時前無明顯增加即可放罐。
全文摘要
本發明公開了一種姬松茸大規模液體深層發酵工藝,依次包括以下步驟:(1)將姬松茸斜面菌種接入裝有搖瓶培養基的搖瓶中培養;(2)將步驟1中所得的菌種轉接入搖瓶中再進行擴大培養;(3)將步驟2中所得的菌種依次轉接入裝有發酵培養基的一級種子罐、二級種子罐、三級種子罐中發酵;(4)將三級種子罐中的菌種轉接到大型發酵罐中發酵,然后放罐將發酵液用板框壓濾機壓濾,得濕菌絲體。通過對姬松茸發酵工藝的步驟、參數和培養基配方的改進,成功地建立了姬松茸10噸罐及10噸罐以上發酵工藝,打破了以往姬松茸發酵只限于小試而不能工業化大規模生產的局限,所得的姬松茸菌絲干粉得率達0.80%～1.20%,每百克菌絲干粉的姬松茸多糖含量達到5～7克。
文檔編號C12N1/14GK1339582SQ0112971
公開日2002年3月13日 申請日期2001年9月29日 優先權日2001年9月29日
發明者李寶健, 程度, 徐志祥 申請人:李寶健, 程度, 徐志祥