專利名稱：一種固態(tài)發(fā)酵納豆膠的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及固態(tài)發(fā)酵納豆膠的方法，更具體地，本發(fā)明涉及一種適合于大規(guī)模、低成本的利用固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)納豆膠的方法。
背景技術(shù)：
納豆膠(Natto Gum)，是由D-谷氨酸和L-谷氨酸通過Y羧基連接而成的生物高分子材料，又稱為聚Y谷氨酸(poly-gamma-glutamic acid)由于其具有眾多獨特的物理、化學(xué)及生物學(xué)功能，因而在化妝品、環(huán)保、食品、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)及化工行業(yè)具有非常廣泛的應(yīng)用。在能源緊張，環(huán)境壓力巨大的當今世界是一種具有戰(zhàn)略意義的新材料，產(chǎn)業(yè)界急需一種能夠大規(guī)模低成本生產(chǎn)納豆膠的方法?，F(xiàn)有的工業(yè)化生產(chǎn)納豆膠的方法均是液體發(fā)酵，但是液體發(fā)酵具有能耗高，投資大，廢液處理難度大等缺點。固態(tài)發(fā)酵是一種投資小、能耗低、無廢液產(chǎn)生的極為環(huán)保的發(fā)酵技術(shù)。當前固態(tài)發(fā)酵納豆膠的方法在國內(nèi)也有報道，但這些方法存在諸多不足，僅適合于在實驗室小規(guī)模制備，不能應(yīng)用于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。例如，CN1718735A和沙長青等的文獻(中國生物工程雜志，24卷10期)提及了一種利用納豆芽孢桿菌固體發(fā)酵生產(chǎn)多聚谷氨酸的方法，該方法組成包括將大豆預(yù)處理，接種納豆芽孢桿菌，其特征是通過攪拌使納豆芽孢桿菌均勻的分布在大豆的表面，在三角瓶中恒溫保濕1-2晝夜，用生理鹽水攪拌提取納豆芽孢桿菌分泌在大豆表面的Y-多聚谷氨酸。但是以上文獻所公開的方法，存在原材料單一，培養(yǎng)規(guī)模小(參見實施例中大豆的用量僅為IOOOg)的缺點，遠遠不能滿足工業(yè)化生產(chǎn)的要求；而且該方法還需要對固體發(fā)酵培養(yǎng)基主要成分大豆進行精選，對于固體發(fā)酵培養(yǎng)基的要求很高，造成固體發(fā)酵培養(yǎng)基的成本過高。Xu Jian (Process Biochemistry 40 (2005), 3075-3081)等報道的固態(tài)發(fā)酵方法在發(fā)酵配方上有了改進，但其方法依然只能在250毫升三角瓶中發(fā)酵，每瓶只能裝料20克。專利申請?zhí)枮?00510091813的專利文獻(一種利用農(nóng)副產(chǎn)品固體發(fā)酵低成本生產(chǎn)Y _聚谷氨酸的方法)中描述了利用搖瓶、淺盤和固體發(fā)酵罐固態(tài)發(fā)酵納豆膠的方法，但淺盤培養(yǎng)比搖瓶培養(yǎng)的產(chǎn)量有所提高，但需要大量的人力，操作方法原始，使用固體發(fā)酵罐投資大，而且發(fā)酵過程中發(fā)酵原料粘聚成團，生產(chǎn)效率低，操作難度大，同樣不適合大規(guī)模生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，克服現(xiàn)有的通過固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)納豆膠的方法規(guī)模小、成本高很難滿足工業(yè)化生產(chǎn)的要求的缺陷，提供一種新的固態(tài)發(fā)酵納豆膠的方法，該方法生產(chǎn)規(guī)模大、生產(chǎn)成本低。為了解決上述的技術(shù)問題，本申請?zhí)峁┮韵碌募夹g(shù)方案
I. 一種固態(tài)發(fā)酵納豆膠的方法，其中，把能夠通過發(fā)酵產(chǎn)生納豆膠的物質(zhì)與疏松成分混合均勻，進行發(fā)酵，所述能夠通過發(fā)酵產(chǎn)生納豆膠的物質(zhì)與疏松成分的一次投料量的總重量為I噸以上。其中，優(yōu)選地，疏松成份在發(fā)酵體系中的比例在5-70重量％，優(yōu)選范圍在5-50重量％。所謂一次投料量是指，在固態(tài)發(fā)酵納豆膠的方法中，每一批的投料量，或者說是一次發(fā)酵量。本發(fā)明的一次投料量的總重量在I噸以上，說明了本發(fā)明在一次發(fā)酵過程中，發(fā)酵規(guī)模大，也說明了本發(fā)明的發(fā)酵規(guī)模已經(jīng)遠遠大于現(xiàn)有技術(shù)中的發(fā)酵規(guī)模。
2.根據(jù)I所述的固態(tài)發(fā)酵納豆膠的方法，其中，所述疏松成選自谷殼、麩皮、花生殼、棉籽殼、干草、枯葉以及塑料中的至少一種。3.根據(jù)I所述的固態(tài)發(fā)酵納豆膠的方法，其中，具體實現(xiàn)方式是把所述能夠通過發(fā)酵產(chǎn)生納豆膠的物質(zhì)與所述疏松成分混合均勻之后，堆積成圓錐體形，所述圓錐體上設(shè)置通氣孔道，并進行發(fā)酵，所述通氣通道通入到圓錐體的內(nèi)部。其中，優(yōu)選地，圓錐體的高度優(yōu)選不超過5米，更優(yōu)選高度不超過I. 5米；圓錐體下底面(即，底面)圓形直徑優(yōu)選不超過10米，更優(yōu)選不超過2米。優(yōu)選地，通氣孔道的橫截面直徑不超過20厘米，優(yōu)選不超過5厘米。這樣設(shè)置的優(yōu)點在于，可保持適當?shù)臏囟群蜐穸?。當然，對于通氣孔道的橫截面直徑的優(yōu)選方式，并不限于圓錐體的堆積形態(tài)，也適用于其他形式的堆積形態(tài)，例如長方體、正方體、圓柱體、圓臺體等。圓錐體的堆積方式最為優(yōu)選，原因在于，操作方便，不需要其它設(shè)施。4.根據(jù)3所述的固態(tài)發(fā)酵納豆膠的方法，其中，除了圓錐體的底面之外，在圓錐體表面上設(shè)置通氣通道。5.根據(jù)4所述的固態(tài)發(fā)酵納豆膠的方法，其中，在對準所述通氣通道的位置上設(shè)置有吹風(fēng)設(shè)備。6.根據(jù)I所述的固態(tài)發(fā)酵納豆膠的方法，其中，具體的實現(xiàn)方式是把所述能夠通過發(fā)酵產(chǎn)生納豆膠的物質(zhì)與所述疏松成分混合均勻之后，堆積，堆積的厚度為2cm(厘米) 100cm，發(fā)酵過程在房間、通風(fēng)發(fā)酵槽或者圓盤制曲機中進行。其中，優(yōu)選地，堆積的厚度為IOcm 50cm。7.根據(jù)I所述的固態(tài)發(fā)酵納豆膠的方法，其中，具體的實現(xiàn)方式為把所述能夠通過發(fā)酵產(chǎn)生納豆膠的物質(zhì)與所述疏松成分混合均勻之后，堆積，堆積的厚度為2cm 100cm,進行發(fā)酵。8.根據(jù)I 7中任意一項所述的固態(tài)發(fā)酵納豆膠的方法，其中，所述能夠通過發(fā)酵產(chǎn)生納豆膠的物質(zhì)為豆柏、豆渣、豆餅粉、花生柏、苜蓿、瓜爾豆柏。中的至少一種。本發(fā)明還提供一種納豆膠，SP，9.根據(jù)I 8中的任意一項所述的固態(tài)發(fā)酵納豆膠的方法所制備的納豆膠。本發(fā)明通過在能夠通過發(fā)酵而產(chǎn)生納豆膠的物質(zhì)中添加疏松成份以增加發(fā)酵體系的疏松度，利于通氣和散熱，能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模地發(fā)酵和生產(chǎn)納豆膠。其中，值得一提的是，在同時疏松成分、通氣孔道和吹風(fēng)設(shè)備的技術(shù)方案中，具有通過疏松成分、通氣孔道和吹風(fēng)設(shè)備的合作協(xié)同作用，能夠取得更加優(yōu)異的通風(fēng)、散熱效果，因而可以實現(xiàn)更大規(guī)模的發(fā)酵，以制備納豆膠。
具體實施例方式本發(fā)明提供了一種固態(tài)發(fā)酵納豆膠的方法及其一種納豆膠。下面結(jié)合實施例進一步說明本發(fā)明。本發(fā)明的實施例只是為了更加明晰地說明本申請的技術(shù)方案，并不能夠用于限定本申請的保護范圍。實施例中的發(fā)酵原料就是能夠通過發(fā)酵得到納豆膠的物質(zhì)。 實施例I將作為發(fā)酵原料的豆柏800公斤、作為疏松成份的谷殼200公斤，以及I噸水，混合均勻，經(jīng)過蒸汽高溫蒸煮滅菌后放料，滅菌條件為飽和蒸汽壓力為I. 2 I. 4MP，維持30分鐘，把放料出來的物質(zhì)的溫度降到40-50°C。將菌液(菌液培養(yǎng)基一般為適合細菌生長的LB培養(yǎng)基，菌體濃度用分光光度計檢測，0D600為I. 0)均勻噴灑到放料出來的物質(zhì)上，混合均勻后平鋪到清潔地面，厚度10厘米，在發(fā)酵層上插溫度計，房間溫度保持37°C及50%以上的濕度，發(fā)酵45小時。發(fā)酵期間經(jīng)常觀察溫度計，超過45°C則需要翻料和房間通風(fēng)，防止溫度過高。發(fā)酵結(jié)束時，發(fā)酵所得到的物質(zhì)應(yīng)變粘，并有大量拉絲出現(xiàn)。實施例2將作為發(fā)酵原料的豆渣800公斤、作為疏松成份的谷殼200公斤，以及800公斤水，混合均勻，經(jīng)過蒸汽高溫蒸煮滅菌后放料，滅菌條件為飽和蒸汽壓力為I. 2 I. 4MP，維持30分鐘，把放料出來的物質(zhì)的溫度降到40-50°C。將菌液(菌液培養(yǎng)基一般為適合細菌生長的LB培養(yǎng)基，菌體濃度用分光光度計檢測，0D600為I. 0)均勻噴灑到把放料出來的物質(zhì)的上混合均勻后鋪到通風(fēng)發(fā)酵槽上，厚度25厘米，溫度超過45°C，通風(fēng)制冷，使料溫保持370C -40°C，發(fā)酵期間需要補水或通水蒸汽，保持發(fā)酵的物料的濕度(保持濕度在50%以上)，發(fā)酵40小時。發(fā)酵的物料變粘，有大量拉絲出現(xiàn)時發(fā)酵停止。實施例3將作為發(fā)酵原料的豆柏800公斤、作為疏松成份的谷殼200公斤，以及I噸水，混合均勻，經(jīng)過蒸汽高溫蒸煮滅菌(滅菌條件為飽和蒸汽壓力為I. 2 I. 4MP，維持30分鐘)后放料，原料溫度降到40-50°C。將菌液(菌液培養(yǎng)基一般為適合細菌生長的LB培養(yǎng)基，菌體濃度用分光光度計檢測，0D600為1.0)均勻噴灑到原料上混合均勻后鋪到圓盤制曲機中，厚度25厘米，溫度控制在37°C -45°C，溫度過高時需要通風(fēng)制冷，期間需要補水或通水蒸汽，保持料層濕度(保持濕度在50%以上)，發(fā)酵40小時。原料變粘，有大量拉絲出現(xiàn)時發(fā)酵停止。實施例4將發(fā)酵原料(經(jīng)水浸泡24小時的大豆)800公斤、疏松成份谷殼200公斤，以及I噸水，混合均勻，經(jīng)過蒸汽高溫蒸煮滅菌(滅菌條件為飽和蒸汽壓力為I. 2 I. 4MP，維持30分鐘)后放料，原料溫度降到40-50°C。將菌液(菌液培養(yǎng)基一般為適合細菌生長的LB培養(yǎng)基，菌體濃度用分光光度計檢測，0D600為1.0)均勻噴灑到原料上混合均勻后鋪到圓盤制曲機中，厚度25厘米，溫度超過45°C，通風(fēng)制冷，使料溫保持37°C以上，期間需要補水或通水蒸汽，保持料層濕度(保持濕度在50%以上)，發(fā)酵40小時。原料變粘，有大量拉絲出現(xiàn)時發(fā)酵停止。實施例5將發(fā)酵原料豆渣600公斤、麩皮200公斤，疏松成份谷殼100公斤，花生殼100公斤以及I噸水，混合均勻，經(jīng)過蒸汽高溫蒸煮滅菌(滅菌條件為飽和蒸汽壓力為I. 2 I. 4MP，維持30分鐘)后放料，原料溫度降到40-50°C。將菌液(菌液培養(yǎng)基一般為適合細菌生長的LB培養(yǎng)基，菌體濃度用分光光度計檢測，0D600為I. 0)均勻噴灑到原料上混合均勻。均分成六份，每份堆積成圓錐形，每個圓錐形頂部插一個溫度儀，圓錐體表面用木棍插出6-8個通氣孔道，通氣孔道的橫截面直徑為2厘米。。圓錐體表面用滅過菌的濕棉布覆蓋。溫度超過45°C需要翻料散熱，發(fā)酵100小時，原料變粘，有大量拉絲出現(xiàn)時發(fā)酵停止。根據(jù)本發(fā)明方法，可 以工業(yè)化生產(chǎn)納豆膠。
權(quán)利要求
1.一種固態(tài)發(fā)酵納豆膠的方法，其特征在于，把能夠通過發(fā)酵產(chǎn)生納豆膠的物質(zhì)與疏松成分混合均勻，進行發(fā)酵， 所述能夠通過發(fā)酵產(chǎn)生納豆膠的物質(zhì)與疏松成分的一次投料量的總重量為I噸以上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的固態(tài)發(fā)酵納豆膠的方法，其特征在于，所述疏松成分選自谷殼、麩皮、花生殼、棉籽殼、干草、枯葉以及塑料中的至少ー種。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的固態(tài)發(fā)酵納豆膠的方法，其特征在于，具體實現(xiàn)方式是 把所述能夠通過發(fā)酵產(chǎn)生納豆膠的物質(zhì)與所述疏松成分混合均勻之后，堆積成圓錐體形，所述圓錐體上設(shè)置通氣孔道，并進行發(fā)酵， 所述通氣通道通入到圓錐體的內(nèi)部。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的固態(tài)發(fā)酵納豆膠的方法，其特征在于，除了圓錐體的底面之外，在圓錐體表面上設(shè)置通氣通道。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的固態(tài)發(fā)酵納豆膠的方法，其特征在干，在對準所述通氣通道的位置上設(shè)置有吹風(fēng)設(shè)備。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的固態(tài)發(fā)酵納豆膠的方法，其特征在于，具體的實現(xiàn)方式是 把所述能夠通過發(fā)酵產(chǎn)生納豆膠的物質(zhì)與所述疏松成分混合均勻之后，堆積，堆積的厚度為2cm 100cm，發(fā)酵過程在房間、通風(fēng)發(fā)酵槽或者圓盤制曲機中進行。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的固態(tài)發(fā)酵納豆膠的方法，其特征在于，具體的實現(xiàn)方式為 把所述能夠通過發(fā)酵產(chǎn)生納豆膠的物質(zhì)與所述疏松成分混合均勻之后，堆積，堆積的厚度為2cm 100cm,進行發(fā)酵。
8.根據(jù)權(quán)利要求I 7中任意一項所述的固態(tài)發(fā)酵納豆膠的方法，其特征在于，所述能夠通過發(fā)酵產(chǎn)生納豆膠的物質(zhì)為豆柏、豆渣、豆餅粉、花生柏、苜蓿、瓜爾豆柏中的至少ー種。
9.根據(jù)權(quán)利要求I 8中的任意一項所述的固態(tài)發(fā)酵納豆膠的方法所制備的納豆膠。
全文摘要
本發(fā)明提供一種固態(tài)發(fā)酵納豆膠的方法。該方法包括如下步驟一種固態(tài)發(fā)酵納豆膠的方法，其特征在于，把能夠通過發(fā)酵產(chǎn)生納豆膠的物質(zhì)與疏松成分混合均勻，進行發(fā)酵，所述能夠通過發(fā)酵產(chǎn)生納豆膠的物質(zhì)與疏松成分的一次投料量總重量為1噸以上。根據(jù)本發(fā)明方法，可以工業(yè)化生產(chǎn)納豆膠，并且本發(fā)明的方法生產(chǎn)規(guī)模大、生產(chǎn)成本低。
文檔編號C08G69/10GK102649972SQ20111004410
公開日2012年8月29日 申請日期2011年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月23日
發(fā)明者王燕麗, 胡展 申請人:浙江長三角生物技術(shù)股份有限公司