本文主要研究内容
作者公丕民（2019）在《保加利亚乳杆菌喷雾干燥过程中损伤机制及保护方法研究》一文中研究指出：喷雾干燥具有低成本、高效快速、可连续生产等优点,是一种潜在的可替代冷冻干燥用于制备乳酸菌菌粉的干燥技术,但喷雾干燥过程中热空气对乳酸菌的致死效应导致干燥后乳酸菌的存活率较低。因此,深入开展乳酸菌在喷雾干燥过程中的损伤机制研究将有助于保护乳酸菌活性,实现喷雾干燥技术在乳酸菌菌粉制备的应用。首先,本研究建立了一种研究喷雾干燥过程中不同阶段乳酸菌损失机制的取样方法。首先设计了一种塔内取样装置,通过预置冷媒维持取样杯中的低温环境。将羰基铁粉(CIP)添加到脱脂乳中,利用CIP和取样杯底部磁铁之间的磁力作用捕获塔内特定位置的不同干燥程度的样品。取样过程中温度传感器负责记录颗粒接触温度。取样杯深度需随接触温度的上升而提高,以测定样品捕获时的水分含量。当空气温度低于79.1℃时,取样杯深度为3.5 cm;低于89.1℃时取样杯深度为5 cm。CIP与脱脂乳粉的添加比例为1:10,脱脂乳浓度不低于20%(w/w)时能够获得足够的样品量。通过在取样杯中预置无菌生理盐水可以准确地测定乳酸菌生物特性,利用该取样方法可准确可靠地获得喷雾干燥不同干燥阶段的乳酸菌样品。其次,通过建立在120/70℃条件下喷雾干燥过程中L.bulgaricus sp1.1活性、生理状态与水分之间的关系,揭示了喷雾干燥过程中乳酸菌损伤机制。结果表明90%的乳酸菌死亡发生在水分含量<23.52%(水分活度<0.82)。在喷雾干燥过程中,当水分含量<61.50%时,细胞壁是第一个受损但非致命的位点,细胞蛋白质的α-helix构象发生变化;当水分含量<23.52%时,细胞膜的通透性发生变化,导致细胞大量死亡,是干燥过程中关键性损伤位点;在干燥之后,细胞膜发生相变,细胞壁修复功能受到抑制。乳酸菌结构损伤顺序呈从外到内的特点。然后,通过研究喷雾干燥参数对乳酸菌活性的影响,发现随着出口温度的降低,乳酸菌存活率升高。但当出口温度低于65℃,乳酸菌活性不再变化,存活率稳定在28%左右。120/60℃是实现高存活率以及菌粉水分含量<7%的喷雾干燥进出口温度最优组合。比较进出口温度分别是120/70℃、120/60℃和110/60℃时喷雾干燥过程中温度、水分及乳酸菌活力分布特点,发现降低出口温度会导致颗粒通过增加在主循环区域运动距离以延长干燥时间。当出口温度为70℃时,乳酸菌同时受热及脱水损伤的影响,随着水分含量的降低,乳酸菌会持续死亡。当出口温度为60℃时,乳酸菌仅发生脱水失活,水分含量降低到一定程度时,乳酸菌不再继续死亡,降低出口温度可有效地减少致命性细胞膜损伤。提高出口温度会减少菌粉中乳酸菌活菌数,加重菌体损伤程度,最终导致菌粉产酸能力下降。提高出口温度会降低乳酸菌喷雾干燥过程中的关键水分含量,出口温度为60℃时,乳酸菌在水分含量低于27.50%左右时大量死亡;当出口温度为70℃时,乳酸菌大量死亡时的关键水分含量降至21.99%。同时,根据乳酸菌在喷雾干燥过程中损伤顺序由外到内的特点,利用碱性蛋白与乳酸菌、酸性蛋白之间的静电吸引力,以及谷氨酰转氨酶(TGase)对蛋白质分子交联作用,缩短蛋白质与菌体之间的距离以提高细胞外的保护。结果表明牛乳碱性蛋白质(MBP)和不完全TGase处理都可以提高喷雾干燥后乳酸菌的存活率。TGase处理的MBP-大豆分离蛋白质(SPI)会显著降低喷雾干燥对菌体细胞膜的损伤程度,将存活率提高至84.78%。MBP表面具有正电荷,与负电荷的SPI形成紧密的闭环复合体结构,能够吸附更多的乳酸菌。TGase处理不会改变蛋白质电荷性质,但通过加强蛋白质中的氢键,C=O和C=N键减少蛋白质乳酸菌复合体体积,同时打开蛋白质结构中的α-helix,暴露更多的疏水基团以加强对菌体的吸附能力。最后,根据细胞膜是关键损伤位点的特点,通过电穿孔技术将海藻糖负载到细胞内以加强对细胞膜的保护。结果显示当胞内海藻糖含量>3.47μg/10~7 CFU时开始起到保护作用;当胞内海藻糖时含量达到10.09μg/10~7 CFU时喷雾干燥后乳酸菌存活率可达到99.59%。电穿孔会对细胞膜造成损伤,由于胞内海藻糖可以在电穿孔及喷雾干燥过程中保护乳酸菌的细胞膜,适度电穿孔处理不会降低喷雾干燥后乳酸菌总的存活率。采用2.5 kV/cm,2次脉冲负载海藻糖后的乳酸菌,经电穿孔及喷雾干燥后的存活率为61.30%。将海藻糖负载及酶处理酸碱性蛋白两种处理方法联用后,乳酸菌喷雾干燥存活率提高至93.5%。本研究实现了喷雾干燥过程中取样,揭示了乳酸菌喷雾干燥过程中损失机制,证实了TG酶处理酸碱性蛋白质以及电穿孔负载海藻糖技术可以提高喷雾干燥后乳酸菌的存活率。
Abstract
pen wu gan zao ju you di cheng ben 、gao xiao kuai su 、ke lian xu sheng chan deng you dian ,shi yi chong qian zai de ke ti dai leng dong gan zao yong yu zhi bei ru suan jun jun fen de gan zao ji shu ,dan pen wu gan zao guo cheng zhong re kong qi dui ru suan jun de zhi si xiao ying dao zhi gan zao hou ru suan jun de cun huo lv jiao di 。yin ci ,shen ru kai zhan ru suan jun zai pen wu gan zao guo cheng zhong de sun shang ji zhi yan jiu jiang you zhu yu bao hu ru suan jun huo xing ,shi xian pen wu gan zao ji shu zai ru suan jun jun fen zhi bei de ying yong 。shou xian ,ben yan jiu jian li le yi chong yan jiu pen wu gan zao guo cheng zhong bu tong jie duan ru suan jun sun shi ji zhi de qu yang fang fa 。shou xian she ji le yi chong da nei qu yang zhuang zhi ,tong guo yu zhi leng mei wei chi qu yang bei zhong de di wen huan jing 。jiang tang ji tie fen (CIP)tian jia dao tuo zhi ru zhong ,li yong CIPhe qu yang bei de bu ci tie zhi jian de ci li zuo yong bu huo da nei te ding wei zhi de bu tong gan zao cheng du de yang pin 。qu yang guo cheng zhong wen du chuan gan qi fu ze ji lu ke li jie chu wen du 。qu yang bei shen du xu sui jie chu wen du de shang sheng er di gao ,yi ce ding yang pin bu huo shi de shui fen han liang 。dang kong qi wen du di yu 79.1℃shi ,qu yang bei shen du wei 3.5 cm;di yu 89.1℃shi qu yang bei shen du wei 5 cm。CIPyu tuo zhi ru fen de tian jia bi li wei 1:10,tuo zhi ru nong du bu di yu 20%(w/w)shi neng gou huo de zu gou de yang pin liang 。tong guo zai qu yang bei zhong yu zhi mo jun sheng li yan shui ke yi zhun que de ce ding ru suan jun sheng wu te xing ,li yong gai qu yang fang fa ke zhun que ke kao de huo de pen wu gan zao bu tong gan zao jie duan de ru suan jun yang pin 。ji ci ,tong guo jian li zai 120/70℃tiao jian xia pen wu gan zao guo cheng zhong L.bulgaricus sp1.1huo xing 、sheng li zhuang tai yu shui fen zhi jian de guan ji ,jie shi le pen wu gan zao guo cheng zhong ru suan jun sun shang ji zhi 。jie guo biao ming 90%de ru suan jun si wang fa sheng zai shui fen han liang <23.52%(shui fen huo du <0.82)。zai pen wu gan zao guo cheng zhong ,dang shui fen han liang <61.50%shi ,xi bao bi shi di yi ge shou sun dan fei zhi ming de wei dian ,xi bao dan bai zhi de α-helixgou xiang fa sheng bian hua ;dang shui fen han liang <23.52%shi ,xi bao mo de tong tou xing fa sheng bian hua ,dao zhi xi bao da liang si wang ,shi gan zao guo cheng zhong guan jian xing sun shang wei dian ;zai gan zao zhi hou ,xi bao mo fa sheng xiang bian ,xi bao bi xiu fu gong neng shou dao yi zhi 。ru suan jun jie gou sun shang shun xu cheng cong wai dao nei de te dian 。ran hou ,tong guo yan jiu pen wu gan zao can shu dui ru suan jun huo xing de ying xiang ,fa xian sui zhao chu kou wen du de jiang di ,ru suan jun cun huo lv sheng gao 。dan dang chu kou wen du di yu 65℃,ru suan jun huo xing bu zai bian hua ,cun huo lv wen ding zai 28%zuo you 。120/60℃shi shi xian gao cun huo lv yi ji jun fen shui fen han liang <7%de pen wu gan zao jin chu kou wen du zui you zu ge 。bi jiao jin chu kou wen du fen bie shi 120/70℃、120/60℃he 110/60℃shi pen wu gan zao guo cheng zhong wen du 、shui fen ji ru suan jun huo li fen bu te dian ,fa xian jiang di chu kou wen du hui dao zhi ke li tong guo zeng jia zai zhu xun huan ou yu yun dong ju li yi yan chang gan zao shi jian 。dang chu kou wen du wei 70℃shi ,ru suan jun tong shi shou re ji tuo shui sun shang de ying xiang ,sui zhao shui fen han liang de jiang di ,ru suan jun hui chi xu si wang 。dang chu kou wen du wei 60℃shi ,ru suan jun jin fa sheng tuo shui shi huo ,shui fen han liang jiang di dao yi ding cheng du shi ,ru suan jun bu zai ji xu si wang ,jiang di chu kou wen du ke you xiao de jian shao zhi ming xing xi bao mo sun shang 。di gao chu kou wen du hui jian shao jun fen zhong ru suan jun huo jun shu ,jia chong jun ti sun shang cheng du ,zui zhong dao zhi jun fen chan suan neng li xia jiang 。di gao chu kou wen du hui jiang di ru suan jun pen wu gan zao guo cheng zhong de guan jian shui fen han liang ,chu kou wen du wei 60℃shi ,ru suan jun zai shui fen han liang di yu 27.50%zuo you shi da liang si wang ;dang chu kou wen du wei 70℃shi ,ru suan jun da liang si wang shi de guan jian shui fen han liang jiang zhi 21.99%。tong shi ,gen ju ru suan jun zai pen wu gan zao guo cheng zhong sun shang shun xu you wai dao nei de te dian ,li yong jian xing dan bai yu ru suan jun 、suan xing dan bai zhi jian de jing dian xi yin li ,yi ji gu an xian zhuai an mei (TGase)dui dan bai zhi fen zi jiao lian zuo yong ,su duan dan bai zhi yu jun ti zhi jian de ju li yi di gao xi bao wai de bao hu 。jie guo biao ming niu ru jian xing dan bai zhi (MBP)he bu wan quan TGasechu li dou ke yi di gao pen wu gan zao hou ru suan jun de cun huo lv 。TGasechu li de MBP-da dou fen li dan bai zhi (SPI)hui xian zhe jiang di pen wu gan zao dui jun ti xi bao mo de sun shang cheng du ,jiang cun huo lv di gao zhi 84.78%。MBPbiao mian ju you zheng dian he ,yu fu dian he de SPIxing cheng jin mi de bi huan fu ge ti jie gou ,neng gou xi fu geng duo de ru suan jun 。TGasechu li bu hui gai bian dan bai zhi dian he xing zhi ,dan tong guo jia jiang dan bai zhi zhong de qing jian ,C=Ohe C=Njian jian shao dan bai zhi ru suan jun fu ge ti ti ji ,tong shi da kai dan bai zhi jie gou zhong de α-helix,bao lou geng duo de shu shui ji tuan yi jia jiang dui jun ti de xi fu neng li 。zui hou ,gen ju xi bao mo shi guan jian sun shang wei dian de te dian ,tong guo dian chuan kong ji shu jiang hai zao tang fu zai dao xi bao nei yi jia jiang dui xi bao mo de bao hu 。jie guo xian shi dang bao nei hai zao tang han liang >3.47μg/10~7 CFUshi kai shi qi dao bao hu zuo yong ;dang bao nei hai zao tang shi han liang da dao 10.09μg/10~7 CFUshi pen wu gan zao hou ru suan jun cun huo lv ke da dao 99.59%。dian chuan kong hui dui xi bao mo zao cheng sun shang ,you yu bao nei hai zao tang ke yi zai dian chuan kong ji pen wu gan zao guo cheng zhong bao hu ru suan jun de xi bao mo ,kuo du dian chuan kong chu li bu hui jiang di pen wu gan zao hou ru suan jun zong de cun huo lv 。cai yong 2.5 kV/cm,2ci mai chong fu zai hai zao tang hou de ru suan jun ,jing dian chuan kong ji pen wu gan zao hou de cun huo lv wei 61.30%。jiang hai zao tang fu zai ji mei chu li suan jian xing dan bai liang chong chu li fang fa lian yong hou ,ru suan jun pen wu gan zao cun huo lv di gao zhi 93.5%。ben yan jiu shi xian le pen wu gan zao guo cheng zhong qu yang ,jie shi le ru suan jun pen wu gan zao guo cheng zhong sun shi ji zhi ,zheng shi le TGmei chu li suan jian xing dan bai zhi yi ji dian chuan kong fu zai hai zao tang ji shu ke yi di gao pen wu gan zao hou ru suan jun de cun huo lv 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自哈尔滨工业大学的公丕民，发表于刊物哈尔滨工业大学2019-12-07论文，是一篇关于喷雾干燥论文,乳酸菌论文,损伤机制论文,水分含量论文,保护策略论文,干燥温度论文,哈尔滨工业大学2019-12-07论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自哈尔滨工业大学2019-12-07论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
标签：喷雾干燥论文; 乳酸菌论文; 损伤机制论文; 水分含量论文; 保护策略论文; 干燥温度论文; 哈尔滨工业大学2019-12-07论文;