《一种固相发酵系统.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种固相发酵系统.pdf（5页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 102395670 A (43)申请公布日 2012.03.28 CN 102395670 A *CN102395670A* (21)申请号 200980158533.X (22)申请日 2009.02.18 C12M 1/16(2006.01) C12M 1/107(2006.01) (71)申请人 马来西亚理科大学 地址 马来西亚槟城 (72)发明人 D易卜拉欣 I查奥马 李志强 彭薇瑾 (74)专利代理机构 北京市浩天知识产权代理事 务所 11276 代理人 雒纯丹 刘倞芳 (54) 发明名称 一种固相发酵系统 (57) 摘要 本发明涉及一种固相发酵系统。该系统。
2、包含 发酵器组件， 该发酵器组件具有多个孔道装置用 于使待发酵基质流入和流出， 还包含控制组件， 该 控制组件以一定的方式与所述发酵器组件有效地 内部接合， 以便于提供发酵参数的控制。 (85)PCT申请进入国家阶段日 2011.10.12 (86)PCT申请的申请数据 PCT/MY2009/000031 2009.02.18 (87)PCT申请的公布数据 WO2010/095919 EN 2010.08.26 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 CN 102395680 A1/1 页 2 1. 一种应用于固相。
3、发酵工艺的系统， 该系统包括 ： (a) 发酵器组件， 具有多个孔道装置用于待发酵基质的流入和流出 ； 以及 (b) 控制组件， 以一定方式与所述发酵器组件内部接合， 以提供发酵参数的控制。 2. 如权利要求 1 所述的系统， 其中所述的发酵器组件包含一个适宜于容纳和混合预先 设定体积的基质的发酵器容器。 3.如权利要求1或2所述的系统， 其中所述的发酵器容器进一步包含可视玻璃， 该玻璃 以使容器内的基质从外面可以看见的形式， 设置于容器的表面的一个预先设定的表面区域 上。 4. 如权利要求 1 所述的系统， 其中所述的孔道装置包括 ： a) 基质孔道和 b) 取样孔道。 5. 如权利要求 4。
4、 所述的系统， 其中所述的基质孔道适宜于使待发酵基质通入到发酵器 容器中。 6. 如权利要求 4 所述的系统， 其中所述的取样孔道适宜于提供一种生物质和提取液流 出的孔道。 7. 如权利要求 1 所述的系统， 其中所述的控制装置适宜于控制温度。 8. 如权利要求 1 所述的系统， 其中所述的控制装置进一步适宜于控制搅动速度。 9. 如权利要求 1 所述的系统， 其中所述的控制装置进一步适宜于控制搅拌频率。 10. 如权利要求 1 所述的系统， 其中所述的控制装置进一步适宜于控制取样出口。 11. 如权利要求 1 所述的系统， 其中所述的控制装置进一步适宜于控制接种体入口和 基质加入。 12. 。
5、如上述任一权利要求所述的系统进一步包括速度控制电动机。 13. 如上述任一权利要求所述的系统进一步包括喷雾嘴。 14. 如上述任一权利要求所述的系统进一步包括叶轮。 15. 如上述任一权利要求所述的系统进一步包括混合控制面板。 16. 如上述任一权利要求所述的系统进一步包括流量计。 17. 如上述任一权利要求所述的系统， 适宜于生产微生物代谢物、 调味料混合物、 生物 质、 动物饲料、 混合肥料、 抗微生物剂混合物和 / 或可发酵糖类和类似物。 权 利 要 求 书 CN 102395670 A CN 102395680 A1/3 页 3 一种固相发酵系统 技术领域 0001 本发明涉及一种固相。
6、发酵系统(SSF)。 特别地， 本发明涉及一种用于固相发酵的系 统。 背景技术 0002 一般来说， 固相发酵用于培养微生物， 用于分离微生物本身或代谢产物或者经微 生物转化基质， 如在食品加工工业中的应用。SSF 被定义为微生物生长， 通常是菌类在确 定的气相环境中在固相基质上生长， 但是该环境中没有或几乎没有自由水相的存在。最近 十年见证了固相发酵在生物加工中的的空前高涨的发展， 如危险化合物的生物降解和生物 除污、 工农业残渣的生物脱毒、 用于营养富集的农作物和农作物残渣的生物转化、 增值产品 的生物制浆和生产， 例如生物活性二次代谢物包括抗生素、 生物碱、 植物生长因子、 酶、 有机 。
7、酸、 生物表面活性剂、 芳香化合物等。 0003 在古代世界上的远东， 亚洲和非洲的某些地区范围内， 固相发酵已经应用在发酵 食品、 酶产品或可食用蘑菇 ( 菌类 ) 的生产中。然而， 最近有许多研究机构和公司对固相发 酵感兴趣， 因为固相发酵与深层发酵相比具有某些优点。这些与深层发酵相比的优点使有 效生产二次代谢物成为可能， 例如酶类、 芳香物质和色素物质， 以及药理学活性物质， 也使 得以农业杀虫剂的生物制剂形式生产微生物， 来自食物原料的毒性物质或其他有毒物质的 消除、 或使该原料中蛋白质或维生素的浓缩成为可能。 0004 然而， 由于农业或其他的家庭垃圾低体积系统， 其通过发酵过程或酶。
8、转化的应用 和利用受到限制。因此， 需要研制一种好的并且可再生的固相发酵系统 (SSF)。现有的 SSF 发酵器在世界范围的市场上是相对有限的。 一般来说， 现有的发酵器主要有三种类型， 分别 是盘式发酵器， 转鼓式发酵器和流化床发酵器。 0005 在盘式发酵器中， 木质的、 塑料的或金属的盘在传统的 SSF 中被简单和广泛地应 用。培养是在固定的没有机械搅拌的盘子中进行。 0006 在转鼓式发酵器中， 鼓在培养过程中被间歇性地转动以搅拌和混合基质。 0007 在流体床发酵器中， 固体物质通过向上的气流被流化。 0008 现有 SSF 系统的缺点 ： 0009 1.现在市场上销售的固相发酵系统。
9、不是很多。 通常这些固相发酵系统都是订做的 设备， 这就意味着它们仅仅被用作一个目的。 0010 2. 就维护而言， 由于现存的固相发酵系统中没有反应过程中的消毒系统， 因此维 护起来较为困难。 0011 3. 许多现存的固相发酵系统是以浅盘系统为基础的， 这就使混合过程很难进行甚 至成为不可能的任务。 0012 4. 就无菌而言， 现存的固相发酵系统仅仅在开始的阶段进行灭菌而在之后的过程 不能灭菌。 0013 深层发酵系统的缺点 说 明 书 CN 102395670 A CN 102395680 A2/3 页 4 0014 1. 微生物和基质 需要连续不断的搅拌 2. 水的使用 无限制使用 。
10、3. 氧的供应 充气 4. 发酵浆的体积 较大 5. 液体废物的产生 较大 6. 物理能量的需求 高 7. 人力的需求 低 8. 资金投入 高 0015 大多数的厂家对制造深层发酵系统尤为感兴趣。因此， 存在一种需要以满足大量 生产微生物代谢物， 而 SSF 具有该工业潜力。 0016 本发明的发明人已经找到了一种用于培养和发酵工艺的系统 ( 以下称作 “酶制造 系统 (FERMSOSTAT)” ) 该系统具备控制不同的发酵参数的能力， 当独特设计的发酵器被引 入到发酵过程中用于适当的参数控制时可以避免污染。 发明内容 0017 相应地， 本发明的一个目标是克服现有技术中的缺点 / 不足。 0。
11、018 本发明的另一个目标是提供一种独特设计的系统可以适当控制发酵参数和避免 污染。 0019 本发明的另一个目标是提供一种用于固相发酵过程的可行的低成本系统。 0020 本发明的另一个目标是提供一种在固相发酵过程中的低能量消耗和环境友好的 系统。 0021 本发明的另一个目标是提供一种系统具有独特设计可以广泛用于固相发酵过程 中。 0022 根据一个方面， 本发明涉及一种用于固相发酵工艺的系统， 该系统包括 ： 0023 (a) 发酵器组件， 具有多个孔道用于待发酵基质的流入和流出 ； 和 0024 (b) 控制组件， 以一定方式与所述发酵器组件内部接合， 以提供发酵参数控制。 具体实施方式。
12、 0025 本发明涉及一种应用于固相发酵工艺中的系统(SSF)。 该系统包括发酵器组件， 其 具有很多孔道用于待发酵基质的流入和流出。 发酵器组件包含发酵器容器用于容纳待发酵 基质。发酵器组件与提供发酵参数控制的一个控制装置有效地内部接合。发酵器容器包含 可视玻璃， 设置于容器的表面的一个预先设定的表面区域， 从而帮助了解容器内正在进行 发酵过程的基质目前的状态。 说 明 书 CN 102395670 A CN 102395680 A3/3 页 5 0026 本发明另一种实施方式描述的是多个孔道有效地与发酵器容器连接。 这些孔道包 含基质孔道和取样孔道， 基质孔道用于调整待发酵基质通入发酵器容。
13、器。生物质和提取液 通过取样孔道流出。 0027 本发明另一种实施方式描述的是一种与发酵器容器机电的内部接合的控制装置。 该控制装置适宜于控制温度， 搅动速度、 搅拌频率、 取样出口、 接种体入口和基质的加入。 0028 本发明另一种实施方式描述的是发酵器容器有效地配置有速度控制发动机。 该发 动机控制在固相发酵过程中发酵器容器中混合基质的速度。 0029 实施例 0030 该系统或 “FERMSOSTAT” 的工作性能已经通过以黑曲霉菌 USM A1.1 生产纤维素酶 和木聚糖酶进行了评估。使用优化的条件 (500g 基质 ( 将棕榈仁饼和甘蔗渣以 1 1 的比 例组合)， 水分含量是75，。
14、 培养时间为4天， 培养温度为30)后， 大约分别有81U/g的纤 维素酶和 492U/g 的木聚糖酶生产出来。 0031 本发明仅仅对优选的形式进行了描述， 而其他的多种变形在不背离本发明精神的 的前提下， 都包含在本发明的范围内。本发明不限于上述描述的细节。上述描述的特征均 可以通过相似的技术等同替换得到， 并且本发明可以实施。 因此， 设想的结构可以接受的大 量的修饰和变形， 所有的细节也可以进一步通过具有技术等价的特征替换。 实践上， 根据需 要， 材料和尺寸可以是任意的， 这些也包含在本发明的实质范围内。 0032 FERMSOSTAT 是一种轻便的 SSF 单元， 可以应用到使用固。
15、相基质例如农业废物原料 或家庭垃圾进行菌类培养和发酵过程中。该单元作为生物反应器 / 发酵器用于将固体垃圾 经生物转化为有用产品。该单元配备有多套控制系统， 控制温度、 搅动速度、 混合 / 搅拌频 率以及取样出口、 接种体入口和基质的加入。所述的 FERSOSTAT 是带有一按动按钮系统的 自动化设备， 不需要技术人员操作它。 0033 本发明的优点 ： 0034 1. 本发明是新的， 是任何现有产品不能通过改进得到的。 0035 2. 本发明被设计为可以广泛应用于 SSF 工艺， 例如酶和其他微生物代谢物的生 产， 调味料混合物、 生物质、 动物饲料、 混合肥料、 抗微生物剂混合物的生产， 以及可发酵糖 类的生产。它也被用到咖啡和可可豆的发酵过程中， 用以增强它们的呈味性质。 0036 3. 这种原型在 SSF 工艺的发展中代表着经济、 可行、 低成本的系统， 是低能耗和环 境友好的。 说 明 书 CN 102395670 A 。