利用微生物發酵罐生產雙歧桿菌工藝技術

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雙歧桿菌是一種益生菌，可有效增加腸道內有益菌群，對于維持腸道的微生態平衡有著十分重要的作用，市場上的雙歧桿菌主要是利用微生物發酵罐經過菌液培養、比例調配、接種發酵，凍干等生產工藝所制成的片劑、干粉或膠囊制劑。

一、雙歧桿菌的作用

雙歧桿菌對于人體健康起著重要的作用，據統計嬰兒哺乳期腸道內的雙歧桿菌數量可以達到菌群數量的90%左右，而隨著年齡的增長該菌群數量開始逐漸減少，65歲以上的老人，雙歧桿菌數量甚至降低至7%左右。另外，雙歧桿菌還具有減低內毒素，護肝、抗腫瘤、增強免疫力、清除自由基、抗衰老等作用。

二、雙歧桿菌的生物特性

雙歧桿菌屬于G+桿菌,厭氧型細菌屬，顯微鏡下形態觀察多數形狀呈勺型，對氧氣較為敏感，生長的適宜環境為：溫度37～42℃，pH 為 6.5～7.0過高或過低的PH環境內都容易失去活性。

三、雙歧桿菌的生產工藝技術

由于雙歧桿菌對生長環境要求比較苛刻，菌株難以培養，批量生產難度較大，所以目前一般采用的是微生物發酵罐流加培養的方式進行制藥生產。

1. 培養基準備

A.適合雙歧桿菌生長的培養基對碳源的要求：培養雙歧桿菌的培養基碳源成分主要以較易分解的單糖和低聚糖為主，工業生產中碳源可用玉米糖漿、果葡糖漿代替。

B.適合雙歧桿菌生長的培養基對氮源的要求：氮源成分主要以胰蛋白胨、植物蛋白胨、酵母浸膏、牛肉浸膏為主較易。有相關實驗證明，在酵母浸膏蛋白胨中添加一定量的豆籽粕（6%左右），可以促進其體外生長。

C.培養基中生長因子的添加： 在培養基中適量添加乳清蛋白粉、番茄汁、胡蘿卜汁、黃芪浸汁等雙歧因子可以菌株增殖速度，從而提高菌落生長態勢。還有一些乳酸菌素、無機鹽、短鏈脂肪酸等物質也能促進雙歧桿菌的生長。

2.培養條件

 在使用微生物發酵罐進行雙歧桿菌批量生產的時候，發酵罐內的PH值、 溫度、氣體濃度、接種量以及培養方式等都會對其產量和品質產生影響。

PH值：一般情況下雙歧桿菌適宜的pH環境 為 6.5～7.0之間，由于培養基在分解過程中容易產生乳酸等成分，從而造成PH值下降，所以在配置培養基時會維持在PH的較高參數值

再根據根據實際pH下降量進行PH調節。 在長期大批量生產中，也可通過馴化菌株的耐酸耐氧性來抵御弱酸及富氧環境。

溫度和氧氣：細菌生長的溫度、溶氧量、PH值都可以通過微生物發酵罐進行實時控制，由于雙歧桿菌屬于厭氧菌，對氧氣較為敏感，所以在培養過程中需要嚴格控制發酵罐內的氧氣含量。這要求發酵罐需要具有較高的自動化參數控制和準確度。

3.培養方式

目前雙歧桿菌擴大生產的主要方式是分批培養和連續培養兩種。采用高密度補料流加培養的方式可以使菌群數量維持在相對穩定的狀態。生產過程中通過補加PH緩沖液和培養基的方式進行PH調節，此種培養方法可以使OD值達到1.17左右，活菌數量達2.87 ×1010cfu/mL。

通過生產實踐對比來看，使用厭氧微生物發酵罐進行連續培養的工藝，培養的雙歧桿菌單位容積產量可高達5.22×108cfu/mL，所以采用續培養的工藝可以在短周期內獲取較高的制品產量。

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