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摘 要:本文主要是对浓缩型乳酸菌发酵剂制备过程中的培养原理、方法、细胞浓缩分离技术要点及乳酸菌培养的影响因数等进行了探讨和研究,为浓缩型乳酸菌将来的研究制备及发展提供依据。
关键词:浓缩型乳酸菌发酵剂;技术要点;制备
1浓缩培养的原理
从养理论上讲,造成微生物生长减速或者停止的原因是在培养过程中营养物质的枯竭或者生长抑制物的积累,那么只要生长抑制物没有被积累,营养物充足,微生物的生长在空间上不受限制时微生物还能持续生长。只要克服了以上这两方面的影响,就能获得较高的菌体密度。通过在培养过程中促进代谢产物排除、营养物质、调节pH值等适当措施来使代谢产物被排除就是浓缩培养方法的基本原理。
2浓缩培养的方法
浓缩培养方法是被用来制备浓缩型乳酸菌发酵剂的,在其操作的过程中首先需要获得较高浓度的培养物。其中的代谢产物乳酸对细胞的生长有着抑制作用,要通过合适的方式阻止该抑制作用的发生而进行的浓缩培养使乳酸菌的生长期被延长了,以此来获得制备过程中所需要的较高浓度的培养物。浓缩培养乳酸菌的方法在目前主要有下面几种:物理法培养、化学中和法培养、缓冲盐法培养和渗析法培养。
3技术要点
3.1培养基选择
培养基的选择是最为重要的,所选培养基应当对菌种的生长发育有所帮助,并且能够使抗冻性适当地提高。培养基原料必须符合以下几点:价低且易得、菌体的产量高、容易浓缩分离细胞,这样才能够被应用于大型工业生产中。
3.2菌体细胞的分离技术
在菌体细胞的分离技术中,超滤分离和离心分离是主要的菌体细胞分离技术。学中和法与超滤相结合的方法被称为超滤法。在其培养前期以化学中和为主。在那之后才开始进行超滤。其原理是将一组真空纤维膜超滤装置连接在全自动的发酵罐上面,利用它使一部分乳酸盐和乳酸被排除。为了获得较高浓度的菌液,培养过程中需要及时补充新鲜营养液以延长对数生长期。经过了大量的研究事实表明,普通离心效果比不上超速离心的效果,而超滤效果却优于离心的效果。一般来说,离心比超滤分离的操作相对比较简便、其设备的清洗和消毒也比较方便、且不易污染。
4乳酸菌浓缩培养的影响因素
4.1 温度
温度被认为是控制微生物代谢的重要参数,其改变对培养影响较大。如果是不同的微生物,那么其最适生长温度是有所不同的,即使是同种微生物若在不一样的培养基中培养,其生长的最适温度也会有所差别。在一定的范围内酶的活性会随着温度的上升而升高,从而细胞的生长速率和生物化学反映速度被加快了,进而导致了细胞膜的流动性增大,这不仅有利于营养物质的吸收还有利于代谢产物的排出。因此在控制其他条件恒定的情况下,培养温度的适当性选择对于浓缩培养来说是非常重要的。
4.2 pH值
微生物对营养物质的吸收会受pH值影响,主要是pH值改变而引起细胞膜电荷变化所致的影响,而且酶的活性也容易被pH值的改变而影响,所以,微生物的生命活动会因为环境的pH值的改变而改变。乳酸菌的最适pH值为5.8~4.6,如果是不同的菌种,那么其最适的pH值也会有所不同的。
4.3 代谢产物的影响
在浓缩培养过程当中,伴随着菌体的生长,代谢物的积累会逐渐增多,绝大多数的代谢物质的积累都会对菌体的浓缩培养产生负面影响。在传统的分批发 酵过程中,当菌体密度达到一定密度以后,所产生代谢物质就会使菌体的生长减 缓甚至停止,这也就是传统的分批发酵所不能达到较高菌体密度的原因。在乳酸菌的生长过程当中对糖类物质进行发酵会产生乳酸和乙酸,都会对菌体的生长产生抑制作用,但乳酸是被认为其中对菌体生长影响最大的。
4.4 培养基
培养基在培养过程中的作用是为了给微生物的生长繁殖和积累代谢产物提供营养物质。在进行浓缩培养时,培养基除了要提供微生物生长所必需的碳源、氮源、生长因子等物质外,还必须要对培养基进行改善优化,从中选择出合适的增殖培养基,从而有利于乳酸菌的制备。
5结语
在我国发酵乳工业飞速发展的现状下,各类发酵乳产品的不断更新替换,对浓缩型乳酸菌发酵剂的发展有很大的促进作用,而且有发展前途。比如奶酪、酸乳、酸奶、干酪、酸性奶油、乳粉、无发酵酸乳、保健乳酸菌等的制作中均有乳酸菌发酵剂的参与。
参考文献:
[1] 麻颖秀.潘丽娜.吕建民. 浓缩型直投式乳酸菌发酵剂(DVS)制备及应用概述[J]. 承德职业学院学报.2007.
[2] 累欣宇.曾凡坤.康建平.黄静. 乳酸菌的生理功能及其食用制剂制备技术进展[J]. 食品与发酵科技.2012.
[3] 姜晔.乳酸菌增菌培养基的优化研究[J]. 科学技术与工程.2008.
[4] 阮雁春.乳酸菌高密度培养及浓缩型发酵剂研究[J]. 四川烹饪高等专科学校学报.2013.
作者简介:
方宏英(1994.1—)女,浙江杭州人,本科,中国计量学院现代科技學院学生,研究方向:生物工程。
关键词:浓缩型乳酸菌发酵剂;技术要点;制备
1浓缩培养的原理
从养理论上讲,造成微生物生长减速或者停止的原因是在培养过程中营养物质的枯竭或者生长抑制物的积累,那么只要生长抑制物没有被积累,营养物充足,微生物的生长在空间上不受限制时微生物还能持续生长。只要克服了以上这两方面的影响,就能获得较高的菌体密度。通过在培养过程中促进代谢产物排除、营养物质、调节pH值等适当措施来使代谢产物被排除就是浓缩培养方法的基本原理。
2浓缩培养的方法
浓缩培养方法是被用来制备浓缩型乳酸菌发酵剂的,在其操作的过程中首先需要获得较高浓度的培养物。其中的代谢产物乳酸对细胞的生长有着抑制作用,要通过合适的方式阻止该抑制作用的发生而进行的浓缩培养使乳酸菌的生长期被延长了,以此来获得制备过程中所需要的较高浓度的培养物。浓缩培养乳酸菌的方法在目前主要有下面几种:物理法培养、化学中和法培养、缓冲盐法培养和渗析法培养。
3技术要点
3.1培养基选择
培养基的选择是最为重要的,所选培养基应当对菌种的生长发育有所帮助,并且能够使抗冻性适当地提高。培养基原料必须符合以下几点:价低且易得、菌体的产量高、容易浓缩分离细胞,这样才能够被应用于大型工业生产中。
3.2菌体细胞的分离技术
在菌体细胞的分离技术中,超滤分离和离心分离是主要的菌体细胞分离技术。学中和法与超滤相结合的方法被称为超滤法。在其培养前期以化学中和为主。在那之后才开始进行超滤。其原理是将一组真空纤维膜超滤装置连接在全自动的发酵罐上面,利用它使一部分乳酸盐和乳酸被排除。为了获得较高浓度的菌液,培养过程中需要及时补充新鲜营养液以延长对数生长期。经过了大量的研究事实表明,普通离心效果比不上超速离心的效果,而超滤效果却优于离心的效果。一般来说,离心比超滤分离的操作相对比较简便、其设备的清洗和消毒也比较方便、且不易污染。
4乳酸菌浓缩培养的影响因素
4.1 温度
温度被认为是控制微生物代谢的重要参数,其改变对培养影响较大。如果是不同的微生物,那么其最适生长温度是有所不同的,即使是同种微生物若在不一样的培养基中培养,其生长的最适温度也会有所差别。在一定的范围内酶的活性会随着温度的上升而升高,从而细胞的生长速率和生物化学反映速度被加快了,进而导致了细胞膜的流动性增大,这不仅有利于营养物质的吸收还有利于代谢产物的排出。因此在控制其他条件恒定的情况下,培养温度的适当性选择对于浓缩培养来说是非常重要的。
4.2 pH值
微生物对营养物质的吸收会受pH值影响,主要是pH值改变而引起细胞膜电荷变化所致的影响,而且酶的活性也容易被pH值的改变而影响,所以,微生物的生命活动会因为环境的pH值的改变而改变。乳酸菌的最适pH值为5.8~4.6,如果是不同的菌种,那么其最适的pH值也会有所不同的。
4.3 代谢产物的影响
在浓缩培养过程当中,伴随着菌体的生长,代谢物的积累会逐渐增多,绝大多数的代谢物质的积累都会对菌体的浓缩培养产生负面影响。在传统的分批发 酵过程中,当菌体密度达到一定密度以后,所产生代谢物质就会使菌体的生长减 缓甚至停止,这也就是传统的分批发酵所不能达到较高菌体密度的原因。在乳酸菌的生长过程当中对糖类物质进行发酵会产生乳酸和乙酸,都会对菌体的生长产生抑制作用,但乳酸是被认为其中对菌体生长影响最大的。
4.4 培养基
培养基在培养过程中的作用是为了给微生物的生长繁殖和积累代谢产物提供营养物质。在进行浓缩培养时,培养基除了要提供微生物生长所必需的碳源、氮源、生长因子等物质外,还必须要对培养基进行改善优化,从中选择出合适的增殖培养基,从而有利于乳酸菌的制备。
5结语
在我国发酵乳工业飞速发展的现状下,各类发酵乳产品的不断更新替换,对浓缩型乳酸菌发酵剂的发展有很大的促进作用,而且有发展前途。比如奶酪、酸乳、酸奶、干酪、酸性奶油、乳粉、无发酵酸乳、保健乳酸菌等的制作中均有乳酸菌发酵剂的参与。
参考文献:
[1] 麻颖秀.潘丽娜.吕建民. 浓缩型直投式乳酸菌发酵剂(DVS)制备及应用概述[J]. 承德职业学院学报.2007.
[2] 累欣宇.曾凡坤.康建平.黄静. 乳酸菌的生理功能及其食用制剂制备技术进展[J]. 食品与发酵科技.2012.
[3] 姜晔.乳酸菌增菌培养基的优化研究[J]. 科学技术与工程.2008.
[4] 阮雁春.乳酸菌高密度培养及浓缩型发酵剂研究[J]. 四川烹饪高等专科学校学报.2013.
作者简介:
方宏英(1994.1—)女,浙江杭州人,本科,中国计量学院现代科技學院学生,研究方向:生物工程。