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具有保健功能的益生菌制剂已日趋成为人们主要消费的饮食补助剂,乳酸菌作为益生菌首选菌株,有着宽阔的应用前景和市场潜力。积极研究开发乳酸菌活性制剂,探索出一条高效制备工艺,为高活力乳酸菌制剂生产实践奠定基础,对推动我国乳酸菌制剂产业化进程、促进益生菌制剂工业发展具有重要意义。本文以嗜酸乳杆菌(Lactobacillus acidophilus)和植物乳杆菌(Lactobacillus planetarium)为研究对象,通过乳酸菌高效增殖培养、菌体分离浓缩、真空冷冻干燥等工艺技术的研究,制备出了高活力复合型乳酸菌干燥制剂,对菌剂品质和贮藏稳定性进行了检测;优选出了高效的乳酸菌增殖培养基及复合冻干保护剂;并对乳酸菌的扩大培养进行了初步探索和分析。研究结果具体如下:(1)通过对嗜酸乳杆菌和植物乳杆菌在不同培养方式下生长特性的研究,选择以单独培养方式进行后续试验。(2)通过单因素试验,筛选出嗜酸乳杆菌增殖培养基最佳缓冲盐为CaCO3和K2HPO4,最佳微量元素成分为MgSO4,最佳生长因子为番茄汁;通过进一步的Plackett-Burman试验,筛选出显著因子为葡萄糖、CaCO3和番茄汁,影响大小依次为CaCO3>葡萄糖>番茄汁;应用最陡爬坡试验和BBD响应面分析,得到增殖培养基配方为:3.2%葡萄糖,0.84%CaCO3,33%番茄汁,1%蛋白胨,1%牛肉膏,0.5%酵母粉,0.2%K2HPO4,0.058%MgSO4。增殖培养基中菌体浓度可达4.78×109cfu/mL。(3)通过单因素试验,筛选出植物乳杆菌增殖培养基最佳缓冲盐为CaCO3,最佳微量元素成分为MgSO4,最佳生长因子为番茄汁;通过进一步的Plackett-Burman试验,筛选出显著因子为蛋白胨、CaCO3和番茄汁,影响大小依次为CaC03>番茄汁>蛋白胨;应用最陡爬坡试验和BBD响应面分析,得到增殖培养基配方为:2.45%蛋白胨,0.985%CaCO3,37.3%番茄汁,2%葡萄糖,1%牛肉膏,0.5%酵母粉,0.058%MgSO4。增殖培养基中菌体浓度可达2.94x109cfu/mL。(4)通过研究培养温度、接种量、初始pH值对乳酸菌生长的影响,得到嗜酸乳杆菌最佳培养条件为:培养温度37℃,接种量4%,培养基初始pH6.6;植物乳杆菌最佳培养条件为:培养温度34℃,接种量4%,培养基初始pH6.4。(5)将乳酸菌于最佳培养条件下采用增殖培养基进行培养,通过对高效增殖培养下乳酸菌生长曲线的测定得到:嗜酸乳杆菌最高活菌数为6.15×109cfu/mL,最佳收获时期为21h;植物乳杆菌最高活菌数为4.91×109cfu/mL,最佳收获时期为21h。(6)对乳酸菌进行50L发酵罐扩大培养,初始装液量为30L,发酵过程不通气,搅拌转速为50r/min。经培养后,嗜酸乳杆菌和植物乳杆菌最高活菌数分别达到5.84×109cfu/mL和4.66×109cfu/mLQ(7)通过研究不同离心转速和离心时间对乳酸菌离心收得率的影响,确定了嗜酸乳杆菌在8000r/min10min条件下离心效果最好,离心收得率可达95%以上;植物乳杆菌最佳离心条件为4000r/min10min,离心收得率达97%以上。(8)研究了不同种类和浓度的冻干保护剂对乳酸菌冻干效果的影响,通过单因素试验,确定了30%脱脂乳、20%海藻糖、20%葡萄糖为嗜酸乳杆菌冻干保护剂最优单因素;10%脱脂乳、10%蛋白胨、5%葡萄糖为植物乳杆菌冻干保护剂最优单因素。(9)对单因素试验筛选出的保护剂进行L9(34)正交试验,确定嗜酸乳杆菌复合冻干保护剂配方为:35%脱脂乳、15%葡萄糖、15%海藻糖,其保护效果依次为脱脂乳>葡萄糖>海藻糖;植物乳杆菌复合冻干保护剂配方为:12.5%脱脂乳、10%蛋白胨、2.5%葡萄糖,其保护效果依次为蛋白胨>脱脂乳>葡萄糖。(10)研究了复合冻干保护剂与菌泥配比、复合冻干保护剂pH值对乳酸菌冻干存活率的影响,确定了复合冻干保护剂与嗜酸乳杆菌菌泥的最佳配比为2.5:1,冻干保护剂适宜pH为6.5,该条件下菌体冻干存活率可达75.63%,所得冻干菌剂活菌数为1.03×1011cfu/g;复合冻干保护剂与植物乳杆菌菌泥的最佳配比为2:1,冻干保护剂适宜pH为6.5,该条件下菌体冻干存活率可达86.64%,所得冻干菌剂活菌数为1.12×1011cfu/g。(11)对乳酸菌活性干燥菌剂的主要质量指标进行了测定,结果如下:菌剂为略带奶味和酸味的淡黄色粉状物,活菌数为1.06×1011cfu/g,含水量2.7%,蛋白质33.7%,脂肪1.4%,糖25.3%,未检出大肠杆菌。(12)采用真空和常压两种包装方式,分别在常温和4℃下贮藏菌剂,通过贮藏过程中活菌数和存活率的变化对活菌制剂贮藏稳定性进行研究。结果表明:菌剂活菌数在贮藏期间呈下降趋势。4℃下贮藏的菌剂存活率远高于常温。采用4℃真空贮藏的菌剂稳定性最好,3个月后活菌数为6.48×1010cfu/g,存活率为61.13%。