一种利用豆腐黄浆水发酵生产维生素B12的方法与流程

一种利用豆腐黄浆水发酵生产维生素b12的方法
技术领域
1.本发明属于维生素b12生产技术领域，具体涉及一种利用豆腐黄浆水发酵生产维生素b12的方法。


背景技术：

2.大豆是世界上最具有经济价值和使用价值的农产品之一，豆制品的种类多种多样，而豆腐是最受欢迎的一种豆制品。黄浆水是加工豆腐和大豆分离蛋白产生的副产物，即在豆腐挤压成型过程中所产生的、组织状态为棕黄色胶体混合物的废水。随着我国豆腐产业的快速发展，大豆黄浆水产量也逐渐增加，每生产一公斤豆腐，就会产生大约9公斤的黄浆水。对于大豆分离蛋白，每公斤大豆分离蛋白产生20公斤黄浆水。研究表明，这种副产物含有大量的营养成分，包括大约0.4～0.5％的大豆乳清蛋白，1～2％的总糖和0.02～0.2％的大豆异黄酮，但黄浆水极易腐败变质，化学需氧量(cod)、生物需氧量(bod)值非常高，直接排放不仅会造成生物活性成分的大量损失，还会对环境造成极大的污染。
3.b族维生素是人体必需的营养元素，哺乳动物无法合成，其中维生素b12是人体许多辅酶的组成部分，在科学和医学领域中被称为最吸引人的分子，与其他b族维生素不同，b12在一般植物中含量极少，主要由动物肠道细菌及土壤中的细菌生成，是通过微生物发酵生产而成的。而大豆黄浆水中含有大量的微生物生长所需的营养基质，这些基质可以充分的利用于微生物发酵工业中，因而将黄浆水作为微生物发酵基质，既可以达到降低发酵成本，又可以有效解决大豆黄浆水污染问题，进而实现资源的再利用。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题，发明人经过实践和总结得出本发明的技术方案，本发明公开了一种利用豆腐黄浆水发酵生产维生素b12的方法，包括以下步骤：
5.(1)黄浆水预处理：首先，收集24h内的新鲜黄浆水进行过滤，收集滤液对其进行浓缩处理，随后对浓缩后的黄浆水进行收集低温保存；
6.(2)培养基制备：取适量预处理后的黄浆水于添加有一定含量的糖蜜并控制初始ph菌种的黄浆水培养基中，按照一定比例的接种量，在控制接种发酵乳杆菌、干酪乳杆菌和酿酒酵母三种菌种比例和设备转速的条件下，37℃培养72h，继而在121℃下灭菌20min，进行保存；
7.(3)种子培养：先制备斜面培养基，完成后无菌操作将冻干管开口，接菌于试管斜面，在30℃的恒温条件下培养，然后反复移接谢氏丙酸杆菌菌种数遍，使原菌种得以活化；
8.(4)发酵生产：取经过预处理的黄浆水并按菌种发酵培养基配方制备的培养基，并调节ph为6.8～7.0，接着将活化好的斜面菌种接于三角瓶种子培养液中，在30℃下恒温培养48h，然后对发酵培养液进行高压灭菌，再无菌操作接入适量种子培养液，最后将其置于30℃恒温培养发酵。
9.进一步优选地，所述步骤(1)中的过滤操作是采用200目的滤布对黄浆水固形物进
行分离。确保良好的过滤效果，实现固液的良好分离，提高品质。
10.进一步优选地，所述步骤(1)中的浓缩操作是采用浓缩膜进行脱水处理，将10l黄浆水浓缩至2l。实现黄浆水的有效减量，有利于提高最终产物维生素b12的质量。
11.进一步优选地，步骤(2)中，所述黄浆水培养基中糖蜜浓度为3～7％，ph为5～7，接种量为1～9％。糖蜜加入黄浆水中作为碳源，并且糖蜜中含有大量的生物活性物质，进一步有利于黄浆水发酵。
12.进一步优选地，所述步骤(2)中的三种菌种的接种比例为1：1：1，转速为80～160rpm/min。当三种菌种的比例均一时菌种的共生作用占主导，压制竞争作用，从而使得活菌数增多；转速适当则新增的菌体能均匀分散，与培养基接触更为充分，有利于菌体的生长，但转速过大超过一定限度时，剪切力会对菌体造成损伤，影响其正常生长，从而导致活菌数降低。
13.进一步优选地，步骤(3)中，所述斜面培养基的组成部分包括玉米浸汁(玉米浆)100ml、葡萄糖1％、琼脂2.0％、二氯化钻溶液0.015％、磷酸氢二钾0.2％、硫酸铵0.2％。
14.进一步优选地，步骤(3)中，所述斜面培养基的ph调节至6.8。
15.进一步优选地，所述步骤(4)中，发酵完成的发酵液先用无菌滤纸过滤，然后对滤液进行收集.
16.进一步优选地，所述滤液通过4500r/min的离心机离心，收集沉淀并分离得到维生素b12粗品，然后将维生素b12粗品置于烘箱内干燥得最终产物，烘箱温度为100℃。
17.与现有技术相比，本发明可以获得以下技术效果：
18.本发明通过利用豆腐黄浆水发酵生产维生素b12，是通过合理的工艺处理达到了工业生产的要求，进一步提高了大豆产业副产物的附加值，在充分利用黄浆水的同时也实现了节能减排，符合绿色环保的可持续发展的要求。
19.黄浆水是大豆生产加工工业的生产废水，极易变质，化学需氧量以及生物需氧量都很高，对环境存在极大的污染和破坏，本发明通过对黄浆水的二次利用，大大减少了黄浆水的排放，具有很好的使用及推广价值。
20.相较于传统的生物培养基，黄浆水的营养物质也可以达到同样要求，并且黄浆水的获取更为方便，成本更低，为微生物发酵工业提供了一种新的路径，既能降低成本，又不影响产品品质，同时还可以提高能效，更是为微生物发展工业提供了一条新的思路。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1为本发明的流程图。
具体实施方式
23.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
24.下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。
25.如图1所示，一种利用豆腐黄浆水发酵生产维生素b12的方法，具体步骤如下：
26.(1)黄浆水预处理：首先，收集24h内的新鲜黄浆水并选取200目的滤布对黄浆水固形物进行过滤分离，接着收集滤液对其进行浓缩处理，选取浓缩膜进行脱水处理，一般使用脱水机进行处理，将10l黄浆水浓缩至2l，随后对浓缩后的黄浆水进行收集并低温保存；
27.(2)培养基制备：取适量预处理后的黄浆水于添加了一定含量糖蜜并控制初始ph菌种的黄浆水培养基中，按照一定比例的接种量，控制接种发酵乳杆菌、干酪乳杆菌和酿酒酵母三种菌种比例、控制设备转速的条件下，37℃培养72h；其中糖蜜浓度为3～7％，ph为5～7，接种量控制为1～9％，接种比例为1：1：1，转速优选为120rpm/min；在确定最佳黄浆水培养基的添加条件后，再添加营养物质：葡萄糖2％，酵母膏0.5％，酪蛋白0.3％以及生物素0.05％，继而在121℃下灭菌20min，进行保存；
28.(3)种子培养：先制备由玉米浸汁(玉米浆)100ml、葡萄糖1％、琼脂2.0％、二氯化钻溶液0.015％、磷酸氢二钾0.2％、硫酸铵0.2％组成的斜面培养基，ph保持在6.8，完成后通过无菌操作将冻干管开口，再接菌于试管斜面，30℃的恒温条件下培养，然后反复移接谢氏丙酸杆菌菌种数遍，使原菌种得以活化；
29.(4)发酵生产：取经过预处理的黄浆水按菌种发酵培养基配方制备的培养基，并调节ph为6.8～7.0，接着将活化好的斜面菌种接于三角瓶种子培养液中，在30℃下恒温培养48h，然后对发酵培养液进行高压灭菌，再无菌操作接入适量种子培养液，最后将其置于30℃恒温培养发酵；发酵完成的发酵液先用无菌滤纸过滤，过滤后对滤液进行收集，滤液再通过4500r/min的离心机离心，最后收集沉淀并分离得到维生素b12粗品，然后在100℃烘箱中干燥。
30.实施例1：黄浆水培养基中糖蜜的添加量为3％，培养基中ph保持在5.5，接种量为2％，经过上述发酵步骤获得维生素b12，该实施例得到的维生素b12的发酵效价为273mg/l。
31.实施例2：黄浆水培养基中糖蜜的添加量为3％，培养基中ph保持在6.5，接种量为4％，经过上述发酵步骤获得维生素b12，该实施例得到的维生素b12的发酵效价为287g/l。
32.实施例3：黄浆水培养基中糖蜜的添加量为5％，培养基中ph保持在6.5，接种量为7％，经过上述发酵步骤获得维生素b12，该实施例得到的维生素b12的发酵效价为304mg/l。
33.实施例4：黄浆水培养基中糖蜜的添加量为5％，培养基中ph保持在7，接种量为9％，经过上述发酵步骤获得维生素b12，该实施例得到的维生素b12的发酵效价为296mg/l。
34.实施例5：黄浆水培养基中糖蜜的添加量为7％，培养基中ph保持在7，接种量为9％，经过上述发酵步骤获得维生素b12，该实施例得到的维生素b12的发酵效价为292mg/l。
35.表1：各实施例中黄浆水的发酵条件及维生素b12的发酵效价：
[0036][0037]
综合各实施例，生产结束后对各实施例得到的成品进行分析，确定了实施例4的维生素b12成品中维生素b12的含量最高，故判断其为最佳实施例。
[0038]
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
[0039]
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。