本发明专利技术涉及微生物发酵领域，特别是涉及一种丁酸梭菌高密度培养装置与方法，所述丁酸梭菌高密度培养装置，包括一级罐体、二级罐体和设置在一级罐体和二级罐体之间的转移装置，一级罐体用于盛放接种有丁酸梭菌的培养液，并提供无氧环境使接种有丁酸梭菌的培养液发酵形成发酵混合液，转移装置用于分层抽取一级罐体内的发酵混合液，并在调节抽取的发酵混合液的PH值后，将其移至二级罐体中继续发酵。本发明专利技术的一种丁酸梭菌高密度培养装置，避免了碱度调节时，对相邻层级发酵混合液的扰动，保证了不同分层的丁酸梭菌能够在酸碱度调和时更好的存活，同时也保证调节后丁酸梭菌的生长环境适宜。从而再进一步提高了丁酸伸梭菌的发酵密度。度。度。
【技术实现步骤摘要】
一种丁酸梭菌高密度培养装置与方法
[0001]本专利技术涉及微生物发酵领域，特别是涉及一种丁酸梭菌高密度培养装置与方法。
技术介绍
[0002]微生物的高密度培养以低成本获得高生产率和高产品效益，已成为食品、药品等方面的研究热点。
[0003]丁酸梭菌，又名酪酸菌，丁酸梭状芽孢杆菌，丁酸菌，主要分布在人的粪便和土壤中，其厌氧培养的过滤物中含有较少的脂肪酸，具有极强的整肠作用，它可抑制肠道中的致病菌，促进肠道中有益菌如双歧杆菌和乳杆菌的生长。
[0004]在丁酸梭菌的培养过程中PH值是影响高密度培养的重要因素之一。由于丁酸梭菌在工业培养过程中会发酵葡萄糖、蔗糖、果糖、乳糖等碳水化合物产酸，随着时间的推移会使得培养液的PH值逐步降低，进而使得发酵环境不再适宜菌体的生长。因此在丁酸梭菌工业培养过程中，会定时往发酵罐中加入碱性物质，中和丁酸梭菌在发酵过程中产生的酸，从而使发酵罐内的环境始终满足丁酸梭菌生长的。但依然存在不足，具体如下所述：在丁酸梭菌的培养中，由于其代谢产生的酸性物质本身分子质量较大，容易聚集在发酵罐的底部，造成发酵罐中培养液的PH值出现分布不均的情况，特别是发酵罐上部的酸性物质在逐渐向下部聚集的过程中，容易使发酵管内培养液的PH值呈阶梯状分布，即由发酵罐顶部至底部培养液的PH值逐渐减小。而现有技术中，在发酵过程中对发酵罐内酸碱度的调和，是针对发酵罐内的培养液整体进行的，这样可能造成发酵罐内某些区域的酸碱度值的变化幅度过大，而由此带来的过于强烈的环境变化，可能会对丁酸梭菌的生长繁殖带来不利影响。
[0005]因此，现在亟须一种丁酸梭菌高密度培养装置与方法，解决现有技术中存在的上述问题。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的在于：针对现有技术存在的，在丁酸梭菌的培养中，由于其代谢产生的酸性物质本身分子质量较大，容易聚集在发酵罐的底部，造成发酵罐中培养液的PH值出现分布不均的情况，特别是发酵罐上部的酸性物质在逐渐向下部聚集的过程中，容易使发酵管内培养液的PH值呈阶梯状分布，即由发酵罐顶部至底部培养液的PH值逐渐减小。而现有技术中，在发酵过程中对发酵罐内酸碱度的调和，是针对发酵罐内的培养液整体进行的，这样可能造成发酵罐内某些区域的酸碱度值的变化幅度过大，而由此带来的过于强烈的环境变化，可能会对丁酸梭菌的生长繁殖带来不利影响的问题，提供一种丁酸梭菌高密度培养装置与方法。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种丁酸梭菌高密度培养方法，包括下述步骤：A、丁酸梭菌接种：在发酵罐中装入接种有丁酸梭菌的培养液，进行无氧发酵得到
发酵混合液。
[0008]B、PH值测定：测定所述步骤A中制得的发酵混合液在发酵罐中由顶部至底部不同部位的PH值，并根据测得的PH值对发酵罐中的发酵混合液进行划层。
[0009]C、调节发酵罐中发酵混合液的PH值：根据所述步骤B中划定的发酵混合液的层次，在丁酸梭菌能够承受的PH值变化幅度范围内，调节发酵罐内不同层级的发酵混合液的酸碱度。
[0010]根据发酵的时间，在无氧条件下重复所述步骤B和所述步骤C，完成丁酸梭菌的培养。
[0011]优选地，在所述步骤B中每层发酵混合液PH值的测定，至少选取靠发酵罐侧壁和靠发酵罐中心两个部位的发酵混合液的PH平均值确定。
[0012]优选地，在所述步骤B对发酵罐内发酵混合液的划层≥4层。
[0013]优选地，所述步骤C中完成发酵罐内各层级的发酵混合液PH值的调节后，拌合发酵罐内的发酵混合液，使发酵罐内不同层级的发酵混合液相互混合。
[0014]优选地，拌合发酵罐内的发酵混合液时，包括一级拌合和二级拌合；一级拌合：先依次拌合相邻两个层级或者相邻三个层级的发酵混合液，使发酵混合液的分层数至少减少一半；二级拌合：由发酵罐的顶部向底部搅拌，使发酵罐内不同层级的发酵混合液完全混合。
[0015]优选地，一级拌合时在发酵罐底部由两个层级单独划分为一组进行拌合。
[0016]优选地，在进行二级拌合时，相邻层级的发酵混合液拌合的时间间隔为a，且a≥30min。
[0017]一种丁酸梭菌高密度培养装置，包括一级罐体、二级罐体和设置在所述一级罐体和所述二级罐体之间的转移装置，所述一级罐体用于盛放接种有丁酸梭菌的培养液，并提供无氧环境使接种有丁酸梭菌的培养液发酵形成发酵混合液，所述转移装置用于分层抽取所述一级罐体内的发酵混合液，并在调节抽取的发酵混合液的PH值后，将其移至所述二级罐体中继续发酵。
[0018]优选地，所述转移装置从所述一级罐体的顶部至底部依次抽取其内部盛放的发酵混合液。
[0019]优选地，所述转移装置包括中转罐体，所述中转罐体上设置有进液管和出液管，所述液管伸入所述一级罐体内用于抽取其内部盛放的发酵混合液至所述中转罐体中，所述出液管伸入所述二级罐体内将所述中转罐体内的发酵混合液转运至所述二级罐体中继续发酵，所述进液管伸入所述一级罐体内的部分设置为可伸缩的管道，所述进液管的进液面对应所述一级罐体的底部设置，所述出液管的出液面对应所述二级罐体的顶部设置。
[0020]优选地，在所述进液管上设置有浮力件，所述浮力件用于使所述进液管的进液面始终与所述一级罐体内盛放的发酵混合液的液面保持齐平。
[0021]优选地，所述出液管出液面的设置高度≥所述一级罐体内盛放的发酵混合液液面的高度。
[0022]优选地，在所述二级罐体内还设置有搅拌装置，所述搅拌装置包括电机、驱动控制器、传动轴和搅拌叶片，所述电机安装在所述二级罐体的外部，所述传动轴一端与所述电机
连接另一端与所述搅拌叶片连接，传递所述电机的动力驱动所述搅拌叶片在所述二级罐体内旋转，所述驱动控制器用于控制所述搅拌叶片呈周期转动，且使所述搅拌叶片在一个周期内转动的角度≤180
°
。
[0023]优选地，所述搅拌叶片转动时，使所述二级罐体内的培养液产生的径向流的比例大于产生的轴向流的比例。
[0024]优选地，所述搅拌叶片在旋转时弯曲变形，使所述搅拌叶片的旋转半径减小。
[0025]优选地，在所述搅拌叶片上还设置有加热部件，所述加热部件用于提升所述二级罐体内的发酵混合液的温度。
[0026]优选地，所述加热部件为若干加热片，所述加热片布满所述搅拌叶片的表面；且在所述搅拌叶片的一面上，所述加热片由所述搅拌叶片的表面向所述传动轴方向延伸，与所述搅拌叶片的表面形成小于90
°
的锐角；另一面上，所述加热片由所述搅拌叶片的表面向其端部方向延伸，与所述搅拌叶片的表面形成小于90
°
的锐角。
[0027]综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：1、本专利技术所述的一种丁酸梭菌高密度培养方法，根据发酵罐内不同部位PH值得差异，对发酵罐中的发酵混合液进行划层处理，之后依据对发酵混合液划分的层次，在丁酸梭菌能够承受的PH值变化幅度范围内，调节发酵罐内不同层级的发酵混合液的酸碱度。避免了P本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种丁酸梭菌高密度培养方法，其特征在于，包括下述步骤：A、丁酸梭菌接种：在发酵罐中装入接种有丁酸梭菌的培养液，进行无氧发酵得到发酵混合液；B、PH值测定：测定所述步骤A中制得的发酵混合液在发酵罐中由顶部至底部不同部位的PH值，并根据测得的PH值对发酵罐中的发酵混合液进行划层；C、调节发酵罐中发酵混合液的PH值：根据所述步骤B中划定的发酵混合液的层次，在丁酸梭菌能够承受的PH值变化幅度范围内，调节发酵罐内不同层级的发酵混合液的酸碱度；根据发酵的时间，在无氧条件下重复所述步骤B和所述步骤C，完成丁酸梭菌的培养。2.根据权利要求1所述的丁酸梭菌高密度培养方法，其特征在于，在所述步骤B中每层发酵混合液PH值的测定，至少选取靠发酵罐侧壁和靠发酵罐中心两个部位的发酵混合液的PH平均值确定。3.根据权利要求1所述的丁酸梭菌高密度培养方法，其特征在于，所述步骤C中完成发酵罐内各层级的发酵混合液PH值的调节后，拌合发酵罐内的发酵混合液，使发酵罐内不同层级的发酵混合液相互混合。4.根据权利要求3所述的丁酸梭菌高密度培养方法，其特征在于，拌合发酵罐内的发酵混合液时，包括一级拌合和二级拌合；一级拌合：先依次拌合相邻两个层级或者相邻三个层级的发酵混合液，使发酵混合液的分层数至少减少一半；二级拌合：由发酵罐的顶部向底部搅拌，使发酵罐内不同层级的发酵混合液完全混合。5.根据权利要求3所述的丁酸梭菌高密度培养方法，其特征在于，一级拌合时在发酵罐底部由两个层级单独划分为一组进行拌合。6.根据权利要求3所述的丁酸梭菌高密度培养方法，其特征在于，在进行二级拌合时，相邻层级的发酵混合液拌合的时间间隔为a，且a≥30...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖英平，马灵燕，吕文涛，汪雯，肖兴宁，杨华，
申请(专利权)人：浙江省农业科学院，
类型：发明
国别省市：
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