乳酸菌高密度培养及冻干工艺的研究

论文摘要

以保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌为原菌种,对其最佳生长培养条件、增菌方法、菌体富集方法、冻干工艺进行了系统的研究,构建起乳酸菌冻干发酵剂制备技术路线和工艺参数,为乳酸菌冻干发酵剂工业化生产提供依据。为了提高保加利亚乳杆菌的活菌数,对其培养条件、增殖培养基进行了研究。结果表明:其最佳培养温度为37℃;最佳接种量为3%;最适初始pH值为6.2;最佳培养方式为静置培养;最佳增殖培养基为:大豆低聚糖2.25%、葡萄糖2.00%、蛋白胨1.25%、酵母粉1.25%、番茄汁6.50%、吐温80 0.10%、磷酸氢二钾0.20%;最适收获期为16h,此时活菌数达到2.1×1011cfu/ml。为了提高嗜热链球菌的活菌数,对其培养条件、增殖培养基进行了研究。结果表明:其最佳培养温度为41℃;最佳接种量为3%;最适初始pH值为6.4;最佳培养方式为静置培养;最佳增殖培养基为:大豆低聚糖2.25%、乳糖1.00%、蛋白胨1.00%、酵母粉1.25%、番茄汁6.50%、吐温80 0.10%、磷酸氢二钾0.20%;最适收获期为16h,此时活菌数达到2.6×1011cfu/ml。对流加碱法和缓冲盐法的增菌效果进行了研究,结果表明流加碱法的效果要优于缓冲盐法。通过试验确定了在保加利亚乳杆菌培养过程中流加20%的Na2CO3溶液,在嗜热链球菌培养过程中流加15%的Na2CO3溶液来提高活菌数。对保加利亚乳杆菌的冻干工艺进行了研究,结果表明:最佳离心条件为:4000r/min10min;最佳预冻温度为-20℃,预冻时间为3h;最佳的保护剂配方为:海藻糖10.0%、甘油5.0%、吐温80 0.4%、谷氨酸钠5.0%;冻干保护剂的最佳pH值为6.5;保护剂与菌泥的最佳平衡时间为30min;保护剂与菌泥的最佳配比为4:1。在冷冻干燥过程中,菌泥厚度是影响干燥效果的重要因素;同时,含水量是影响菌粉贮存期的重要因素。通过试验确定其最佳菌泥厚度为7mm;菌粉最适含水量为2%～3%。对嗜热链球菌的冻干工艺进行了研究,结果表明:最佳离心条件为:4000r/min10min;最佳预冻温度为-20℃,预冻时间为3h;最佳的保护剂配方为:海藻糖10.0%、甘油7.5%、吐温80 0.4%、谷氨酸钠7.5%;冻干保护剂的最佳pH值为6.5;保护剂与菌泥的最佳平衡时间为30min;保护剂与菌泥的最佳配比为4:1。在冷冻干燥过程中,菌泥厚度是影响干燥效果的重要因素;同时,含水量是影响菌粉贮存期的重要因素。通过试验确定其最佳菌泥厚度为7mm;菌粉最适含水量为2%～3%。将保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌的冻干菌粉置于4℃冰箱中贮存,每隔一定时间取样测定其活菌数并计算存活率,当贮存10个月时,测定其活菌数为108cfu/g,能满足其充分发挥益生作用的条件。因此,确定其贮存期为10个月。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 乳酸菌的定义和生物学特性
• 1.2 乳酸菌的功能
• 1.2.1 乳糖的利用
• 1.2.2 蛋白质分解活力
• 1.2.3 风味物质的产生
• 1.2.4 胞外多糖（产粘）的产生
• 1.2.5 抑制物质的产生
• 1.2.6 益生功能
• 1.3 乳酸菌的应用
• 1.3.1 乳酸菌在食品中的应用
• 1.3.2 乳酸菌在医药方面的应用
• 1.3.3 乳酸菌在畜禽生产中的应用
• 1.3.4 乳酸菌在工业上的应用
• 1.4 乳酸菌冻干发酵剂的制作工艺
• 1.4.1 乳酸菌的增殖培养
• 1.4.2 浓缩培养的方法
• 1.4.3 菌体细胞的分离技术
• 1.4.4 干粉的制备
• 1.5 乳酸菌冻干发酵剂的应用
• 1.6 国内外研究现状
• 1.7 本研究的目的及意义
• 1.8 本课题的研究内容
• 2 保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌培养基的优化
• 2.1 材料与仪器
• 2.1.1 菌种
• 2.1.2 原料与试剂
• 2.1.3 培养基
• 2.1.4 仪器与设备
• 2.2 试验方法
• 2.2.1 菌种的分离纯化
• 2.2.2 生长条件的确定
• 2.2.3 增殖培养基的优化
• 2.2.4 生长曲线的测定
• 2.2.5 增殖因子的制备
• 2.2.6 生物量的测定
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 生长条件的确定
• 2.3.2 增殖培养基的优化结果
• 2.3.3 生长曲线的测定结果
• 2.4 本章小结
• 3 增菌培养方法的研究
• 3.1 材料与仪器
• 3.1.1 菌种
• 3.1.2 原料与试剂
• 3.1.3 培养基
• 3.1.4 仪器与设备
• 3.2 试验方法
• 3.2.1 流加碱法增菌的研究
• 3.2.2 缓冲盐法增菌的研究
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 流加碱法增菌的研究结果
• 3.3.2 缓冲盐法增菌的研究结果
• 3.3.3 增菌的结果
• 3.4 本章小结
• 4 保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌冻干工艺的研究
• 4.1 材料与仪器
• 4.1.1 菌种
• 4.1.2 原料与试剂
• 4.1.3 培养基
• 4.1.4 仪器与设备
• 4.2 试验方法
• 4.2.1 离心条件的选择
• 4.2.2 预冻温度和预冻时间的选择
• 4.2.3 保护剂配方的选择
• 4.2.4 冻干菌悬液制备条件的选择
• 4.2.5 装液厚度的选择
• 4.2.6 菌粉含水量的选择
• 4.2.7 菌粉贮存期试验
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 离心条件的确定
• 4.3.2 预冻温度和预冻时间的确定
• 4.3.3 保护剂配方的优化
• 4.3.4 冻干菌悬液制备条件的确定
• 4.3.5 装液厚度的确定
• 4.3.6 菌粉含水量的确定
• 4.3.7 菌粉贮存期试验
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢