本發明專利技術公開了一種濃縮乳酸菌發酵劑的制備工藝及其專用設備。該濃縮乳酸菌發酵劑制備工藝的專用設備，其包括一進料、發酵系統I和一陶瓷膜過濾系統II；該系統I和系統II之間串聯。該濃縮乳酸菌發酵劑的制備工藝，包括：使用如前述的專用設備，將乳酸菌發酵培養至對數生長期期間，使用陶瓷微濾膜過濾除去代謝產物抑制劑和部分發酵液，隨后補充新發酵培養液，之后重復前述操作1~3次，再將發酵液經陶瓷微濾膜過濾即得乳酸菌發酵劑。本發明專利技術的制備工藝及其專用設備的特別設置能夠有效實現乳酸菌的連續高密度培養，菌體存活率高，并能夠保證菌液長時間發酵，提高乳酸菌菌體積累量。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種濃縮乳酸菌發酵劑的制備工藝及其專用設備。
技術介紹
近年來，隨著人民生活水平的提高和健康意識的增強，我國發酵乳制品產量以平均每年25%的速度增長，干酪制品的人均消費量也在逐年提高。發酵劑在酸奶及干酪生產過程中的作用非常重要，因而對于發酵劑的選取和制備成為乳品工業發展的決定性因素之一。早在19世紀末，歐美等發達國家開始研制濃縮發酵劑，我國乳酸菌發酵劑研究比較少，具有自主知識產權的乳酸菌發酵劑的研發幾乎是空白。 除了具有自主知識產權菌株選育方面外，發酵劑產業化的生產設備也是另一個重要的方面。現有制備工藝及設備中，通過發酵罐進行乳酸菌培養，獲得乳酸菌存活率不高，培養效率較低。高效濃縮型發酵劑制備的關鍵是要對乳酸菌進行高密度培養，因此，研制一種低成本投入、生產周期短的濃縮乳酸菌發酵劑的制備工藝及其專用設備勢在必行。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題在于，提供一種濃縮乳酸菌發酵劑的制備工藝及其專用設備。本專利技術的制備工藝及其專用設備的特別設置能夠有效實現乳酸菌的連續高密度培養，菌體存活率高，并能夠保證菌液長時間發酵，提高乳酸菌菌體積累量。本專利技術結合了陶瓷膜過濾法、化學中和法、補料分批培養法等，并在陶瓷膜過濾工藝中使用不同孔徑陶瓷膜串聯方式，大大提高乳酸菌培養密度，提高發酵劑生產效率。本專利技術提供了一種濃縮乳酸菌發酵劑制備工藝的專用設備，其包括一進料、發酵系統I和一陶瓷膜過濾系統II;該系統I和系統II之間串聯；所述進料、發酵系統I包括一進料罐、一發酵罐以及一 pH調節器；該進料罐與該進料、發酵系統的發酵罐的入口連接，該發酵罐的出口分流為兩路，一路為出料口，另一路經過一過濾器和一送料泵與該過濾系統II的入口連接，該發酵罐與一pH調節器相連接；該進料罐的出口管道、該發酵罐的出口管道、PH調節器與發酵罐之間均設有閥門，該發酵罐的入口管道上設有一送料泵，該發酵罐上還設有一包括一 PH電極、和一溫度探針的報警檢測設備；所述陶瓷膜過濾系統II包括兩個陶瓷微濾膜裝備，兩個陶瓷微濾膜裝備串聯形成陶瓷微濾膜裝備組，該陶瓷微濾膜裝備組的入口通過一送料泵和一過濾器與所述進料、發酵系統I的發酵罐的出口連接，該陶瓷微濾膜裝備組的出口與所述進料、發酵系統I的發酵罐的入口連接，該陶瓷微濾膜裝備組中的各陶瓷微濾膜裝備設有一濾出液出料口，該陶瓷微濾膜裝備組的入口管道、出口管道均設有閥門，該陶瓷微濾膜裝備組中，離送料泵較近的一陶瓷微濾膜裝備的陶瓷微濾膜孔徑大于另一陶瓷微濾膜裝備的陶瓷微濾膜孔徑。本專利技術中，所述專用設備較佳地還包括一就地清洗系統(CIP系統)III ;所述系統I和系統II串聯后的整體與系統III串聯；該就地清洗系統III包括相互并聯的一酸罐、一堿罐和一去尚子水罐，該酸罐、該堿罐和該去尚子水罐的入口管道和出口管道上均設有閥門，該酸罐、該堿罐和該去離子水罐的入口管道并聯后還設有總閥門，該酸罐、該堿罐和該去離子水罐的出口管道還分別設有泵。本專利技術中，所述發酵罐較佳地還設有流通循環水的夾層。本專利技術中，所述pH電極與所述溫度探針的報警檢測設備精度較佳地為±0.1個單位。本專利技術中，所述陶瓷濾膜裝備組的入口和出口處分別可設有流量檢測器和壓力檢測器，其精度較佳地為±0.1個單位。本專利技術中，所述陶瓷微濾膜裝備中，陶瓷微濾膜的材質較佳地為Al2O3,或Al2O3與 ZrO2的復合材料。所述陶瓷微濾膜裝備的外殼較佳地為ALSL304型或ALSL316型不銹鋼， 更佳地為ALSL316型不銹鋼。本專利技術中，所述陶瓷微濾膜裝備組中，離送料泵較近的一陶瓷微濾膜裝備的陶瓷微濾膜孔徑大小優選為0.20μπι O. 45 μ m，另一個陶瓷微濾膜的孔徑大小優選為 O. 02 μ m O. 20 μ m。本專利技術中，所述pH調節器內優選裝有4 7mol/L的氨水,更優選裝有5mol/L的氨水。本專利技術中，所述發酵罐內的pH值優選通過所述pH調節器穩定在pH5. 5飛.2范圍內，優選ρΗ5· 5 6. O或者ρΗ6· 0 6· 2。本專利技術還提供了一種濃縮乳酸菌發酵劑的制備工藝，其包括如下步驟使用如前述的專用設備，將乳酸菌發酵培養至對數生長期期間，使用所述陶瓷膜過濾系統除去代謝產物抑制劑和原體積百分數409Γ60%發酵液，隨后補充新發酵培養液，之后重復前述操作廣3次，再將發酵液經陶瓷膜過濾系統過濾即得乳酸菌發酵劑。 本專利技術中，所述的乳酸菌可為本領域常規所述的乳酸菌或其混合乳酸菌。所述混合乳酸菌優選嗜熱鏈球菌(s. thermophilus)和德式乳桿菌保加利亞亞種(L. delbrueckii subsp. bulgaricus)混合乳酸菌,或嗜熱鏈球菌(S. thermophilus)、德式乳桿菌保加利亞亞種(L. delbrueckii subsp. bulgaricus)和嗜酸乳桿菌(L. acidophilus)混合乳酸菌。本專利技術中，乳酸菌發酵培養之前較佳地由乳酸菌菌株經過兩次擴培后接種培養。 發酵培養的接種量較佳地為2mL/100mL 3mL/100mL。本專利技術中，所述的乳酸菌的發酵培養條件可為本領域常規的乳酸菌發酵培養條件，具體按照培養的具體菌種進行調整發酵液及培養條件。本專利技術中，所述的對數生長期期間的測定較佳地通過測定pH值間接獲得，所述的 pH值較佳地為pH5. O pH6. 2即為對數生長期。本專利技術中，所述的發酵培養的溫度優選35°C 42°C，更優選37°C 40°C。本專利技術中，所述的代謝產物抑制劑是指乳酸菌發酵培養過程中產生的有機酸和其他的會抑制乳酸菌繼續發酵培養的代謝產物。本專利技術中，所述的發酵培養液可為經過殺菌的培養液，較佳地為經巴氏滅菌。其中，所述的巴氏殺菌條件較佳地為115°C 121°C殺菌4s 8s。所述的發酵培養液優選MRS 培養基。所述的MRS培養基的濃度優選質量分數6%的MRS培養基。本專利技術中，所述的陶瓷微濾膜過濾系統過濾的流體處理方式較佳地為錯流操作。其中，當所述的陶瓷微濾膜過濾系統過濾的流體處理方式為錯流操作時，所述的發酵液的切向速率較佳地為O. 5m/s lm/s。本專利技術中，所述的陶瓷微濾膜過濾系統過濾的過膜壓力較佳地為O. 50MPa O.90MPa。本專利技術中，所述的陶瓷微濾膜過濾系統中陶瓷微濾膜的面積大小以m2計較佳的為過濾發酵液體積以L計的數值O. 005 O. 050倍。本專利技術中，為保持發酵液合適黏度，所述的陶瓷微濾膜過濾系統過濾時發酵液溫度較佳地為20°C 35°C，更佳地為25°C 30°C。本專利技術中，所制得的乳酸菌發酵劑中菌體濃度較佳地為1.0X10ncfu/mL 8. 5X10ncfu/mL。本專利技術中，所述的乳酸菌發酵劑制備之后，較佳地還對陶瓷微濾膜和發酵罐就地清洗。其中，所述的就地清洗較佳地為①去離子水預沖洗5 8min ；②75°C 85 °C堿性清洗劑循環15 20min ；所述的堿性清洗劑較佳地為質量百分比為1. 5% 2. 0%的氫氧化鈉水溶液；③去離子水沖洗5 8min ；④65°C 70°C酸性清洗劑循環15 20min ；所述的酸性清洗劑較佳地為質量百分比為1. 0% 1. 5%的硝酸水溶液；⑤去離子水沖洗5min ；其中，所述的去離子水可為本領域常規的去離子水，較佳地為本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種濃縮乳酸菌發酵劑制備工藝的專用設備，其特征在于包括一進料、發酵系統I和一陶瓷膜過濾系統II；該系統I和系統II之間串聯；所述進料、發酵系統Ⅰ包括一進料罐、一發酵罐以及一pH調節器；該進料罐與該進料、發酵系統的發酵罐的入口連接，該發酵罐的出口分流為兩路，一路為出料口，另一路經過一過濾器和一送料泵與該過濾系統II的入口連接，該發酵罐與一pH調節器相連接；該進料罐的出口管道、該發酵罐的出口管道、pH調節器與發酵罐之間均設有閥門，該發酵罐的入口管道上設有一送料泵，該發酵罐上還設有一包括一pH電極、和一溫度探針的報警檢測設備；所述陶瓷膜過濾系統Ⅱ包括兩個陶瓷微濾膜裝備，兩個陶瓷微濾膜裝備串聯形成陶瓷微濾膜裝備組，該陶瓷微濾膜裝備組的入口通過一送料泵和一過濾器與所述進料、發酵系統I的發酵罐的出口連接，該陶瓷微濾膜裝備組的出口與所述進料、發酵系統I的發酵罐的入口連接，該陶瓷微濾膜裝備組中的各陶瓷微濾膜裝備設有一濾出液出料口，該陶瓷微濾膜裝備組的入口管道、出口管道均設有閥門，該陶瓷微濾膜裝備組中，離送料泵較近的一陶瓷微濾膜裝備的陶瓷微濾膜孔徑大于另一陶瓷微濾膜裝備的陶瓷微濾膜孔徑。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：王欽博，杭鋒，郭本恒，艾連中，穆海菠，宋馨，
申請(專利權)人：光明乳業股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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