浓缩型乳酸菌发酵剂制备工艺的研究

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以优化选育的保加利亚乳杆菌(L.b)和嗜热链球菌(S.t)为原菌种,对其最佳生长培养条件、增菌方法、菌体富集方法、冻干保护、复水进行了系统的研究,构建起浓缩型乳酸菌发酵剂制备技术路线和工艺参数,为浓缩型乳酸菌发酵剂工业化生产提供依据。1.L.b菌和S.t菌的生长条件的比较研究表明:42℃培养发酵液的OD值较其它培养温度的效果好;接种量为2%时的S.t菌和L.b菌的OD值增量分别为0.75、0.84,比生长速率分别为0.3226、0.3005,结果较好;摇瓶培养时培养液中溶氧量增大,对乳酸菌的生长有不利的影响.2.采用单因素试验的方法,研究流加碱增菌效果。研究结果表明,以常用碱作为中和剂,以流加形式调控pH值在5.8~6.3范围,均对保加利亚乳杆菌有较明显的增菌效果,其中以50%氨水效果最好;流加碱调控pH值对嗜热链球菌亦有明显的增菌效果,其中以15%Na2CO3为最好.3.采用L(33)正交试验设计对缓冲盐及其pH值和添加量进行优化筛选,研究结果表明:在添加缓冲盐对L.b菌的增菌研究中各因素对结果的影响为:pH值>缓冲盐>添加量.通过本实验所得最佳优化组合为:用柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液(C6H8O7·H2O—Na3C6H5O7·H2O)作为缓冲体系,起始pH值为6.2,添加量为5%;在添加缓冲盐对S.t菌的增菌研究中各因素对结果的影响为:缓冲盐>pH值>添加量。通过本实验所获得的最佳优化组合为:用磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液(Na2HPO4—C6H8O7·H2O)作为缓冲体系,起始pH值为6.2,添加量为15%。4.在菌体富集研究中,研究了离心力、离心时间等对乳酸菌离心损失率和存活率的影响。结果表明,4000r/min离心20min是悬浮液制备的最佳离心条件;同时对中空膜纤维组件的应用进行了初步探讨,结果显示中空膜纤维组件在浓缩发酵液的应用问题上还有待进一步研究。5.比较研究了悬浮液样品在-20C、-30℃和-70℃的几个不同温度下预冻处理方案,试验结果表明:-20℃的预冻温度下,乳酸菌的冷冻伤害后的存活率最高。6.在乳酸菌冻干保护研究中,对几种不同的保护剂及其混合物的保护效果进行了比较研究,研究结果显示在众多保护剂中以10%NFM+5%甘油的保护效果最好,其冻干存活率在L.b菌可达46.8%,而在S.t菌中是可达75%。7.通过含水量的控制研究适宜冻干时间参数,结果显示在本实验室条件下34小时为适宜冻干时间参数。8.运用三因素二次旋转正交组合设计建立了乳酸菌悬浮液制备条件的回归模型为:Y1=33.44+1.66X1-3.29X2+9.15X3-0.51X12-2.81X22-0.78X32+1.33X1X2+0.98X1X3-3.55X2X3在此模型下得到悬浮液制备最佳条件参数为:保护剂pH值6.5,保护剂与菌泥的平衡时间40min,保护剂与菌泥的混合比例1∶1.6。9.在乳酸菌冻干样复水活力的研究中,比较研究了复水剂、复水时间对滴定酸度、活力及乳酸菌的凝乳状态的影响,得出最佳的复水剂为10%NFM和胡萝卜汁脱脂乳培养基,最佳的复水时间为60min,将浓缩型乳酸菌发酵剂在适宜条件下活化后再投入使用,可提高发酵剂的活性。
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