賽里木酸奶發(fā)酵劑的工業(yè)化制備技術(shù)研究.pdf

1、塞里木酸奶發(fā)酵劑為本實驗室從新疆賽里木酸奶中提取的發(fā)酵菌種。新疆賽林木酸奶為一種粘稠拉絲風(fēng)味獨(dú)特的乳產(chǎn)品。作為名族傳統(tǒng)產(chǎn)品，其質(zhì)量優(yōu)秀并且不合任何的添加劑。在國內(nèi)奶產(chǎn)品質(zhì)量堪憂，酸奶產(chǎn)品發(fā)酵劑市場由外國公司壟斷的今天，發(fā)揚(yáng)國內(nèi)的名族優(yōu)秀奶產(chǎn)品，加速酸奶產(chǎn)品發(fā)酵劑科技的研究，將乳品發(fā)酵劑的工業(yè)制備發(fā)展成熟已成為必行的趨勢。本實驗旨在使用發(fā)酵罐、陶瓷膜和噴霧干燥研究塞里木酸奶發(fā)酵劑的工業(yè)制備，為了服務(wù)實驗中活菌計數(shù)的需求，同時進(jìn)行了MTT染

2、色測菌應(yīng)用方法的研究，主要研究結(jié)果如下:
　　 1.MTT法測定塞里木酸奶發(fā)酵劑活菌數(shù)的應(yīng)用
　　 通過MTT染色方法的菌液在不同工作波長下的掃描，選取確定了最佳工作波長為510nm。并且進(jìn)一步確定了不同試劑對此最佳工作波長的影響;在此穩(wěn)定的最佳工作波長下根據(jù)MTT活菌計數(shù)法所得OD值與平板稀釋計數(shù)所得的菌數(shù)(cfu/mL)之間線性關(guān)系的成立確定了MTT染色方法對塞里木酸奶發(fā)酵劑適用;通過比較不同工作條件下此直線關(guān)系的相

3、關(guān)系數(shù)高低確定了MTT方法的最佳工作條件:菌液1mL，MTT0.2mL，培養(yǎng)溫度40℃，反應(yīng)時間1H，DMSO1mL;通過不同濃度的菌液MTT染色計數(shù)方法上的數(shù)據(jù)顯著性分析得到此方法適用于107-109cfu/mL的菌液;在此基礎(chǔ)上，實驗嘗試優(yōu)化實驗方法，確定了MTT法前處理的必要性:鹽水稀釋的菌液在3500t/min下離心10min，洗滌后收集菌體，重復(fù)2次此洗滌過程后制成菌懸液;以及高速離心分離甲臜的必要性:12000t/min高速

4、離心10min后去除離心上清液分離出甲臜;最后確定了MTT染色法的標(biāo)準(zhǔn)直線(吸光值OD與活菌數(shù)C的直線關(guān)系):當(dāng)OD小于0.48時，平板稀釋計數(shù)法得活菌數(shù)C×109=1.267×OD510+0.044，而當(dāng)所測OD值大于0.48時，平板稀釋計數(shù)法得活菌數(shù)C×109=0.3359×OD510+0.4936。兩關(guān)系方程的相關(guān)系數(shù)均大于0.99。
　　 2.塞里木酸奶發(fā)酵劑增菌培養(yǎng)的研究
　　 應(yīng)用MTT染色活菌計數(shù)方法，應(yīng)用

5、單因素實驗為塞里木酸奶發(fā)酵劑增菌培養(yǎng)基尋求合適的成分和發(fā)酵條件(碳氮比，生長因子，pH緩沖液，發(fā)酵溫度，最初pH值，接種量等)，隨后應(yīng)用PlacketteBurman實驗確定所得成分影響顯著性，選取對菌體生長有顯著促進(jìn)作用的因素進(jìn)行正交實驗，確定了塞里木酸奶發(fā)酵劑的最佳增菌培養(yǎng)基配方(L-1):80g乳清粉，酵母浸出粉10.7g，麥芽汁浸出粉1.8g，蒸餾水1L;確定了塞里木酸奶發(fā)酵劑的最優(yōu)培養(yǎng)條件:接種量為4％，培養(yǎng)基初始pH值6.4

6、，培養(yǎng)溫度40℃;根據(jù)所得的最優(yōu)培養(yǎng)方案進(jìn)行發(fā)酵20H，追隨發(fā)酵過程中塞里木酸奶發(fā)酵劑發(fā)酵的生長情況。最終確定了最佳培養(yǎng)時間為10H。此時塞里木酸奶發(fā)酵劑菌數(shù)達(dá)到2.84×109cfu/mL，為優(yōu)化前(0.5×109的cfu/mL)5.68倍。以此培養(yǎng)基方案所得菌體在牛奶中發(fā)酵，凝乳時間為4.5小時，所得酸乳粘度為2685.2Mpa。
　　 3.塞里木酸奶發(fā)酵劑的工業(yè)制備第一步驟:發(fā)酵罐增菌培養(yǎng)
　　 按照塞里木酸奶發(fā)酵

7、劑增菌培養(yǎng)最優(yōu)方案應(yīng)用于工業(yè)設(shè)備，探索工業(yè)生產(chǎn)噴霧干燥發(fā)酵劑的可能性。確定了塞里木酸奶發(fā)酵劑在50L簡易發(fā)酵罐的培養(yǎng)方案:設(shè)置物料溫度為60℃，保持在此溫度上對培養(yǎng)基進(jìn)行巴氏殺菌30min。隨后降溫物料，設(shè)置加熱溫度38℃，物料溫度為40℃，以接種量4％加入二次活化好的塞里木酸奶發(fā)酵劑進(jìn)行發(fā)酵培養(yǎng)10H。發(fā)酵過程中除了開始時混勻培養(yǎng)基和接種菌液，整個培養(yǎng)過程中攪拌功能都需要保持關(guān)閉的狀態(tài)。培養(yǎng)所得的菌體濃度可達(dá)到0.95×109cfu/

8、mL。
　　 4.塞里木酸奶發(fā)酵劑的工業(yè)制備第二步驟:陶瓷膜設(shè)備制作超濾濃縮菌液
　　 通過對陶瓷膜設(shè)備循環(huán)濃縮菌體過程中膜通量和細(xì)菌死亡率的研究。確定了塞里木酸奶發(fā)酵劑菌液陶瓷膜設(shè)備超濾濃縮的實驗參數(shù):間斷通入50L簡易發(fā)酵罐制備的菌體發(fā)酵液，設(shè)置工作壓力0.15Mpa，打開濾出閥，關(guān)閉濃縮液出口運(yùn)行陶瓷復(fù)合膜設(shè)備。工作小時3到4小時左右得到菌體濃縮液，其菌體存活率為82.49％，塞里木酸奶發(fā)酵劑的濃縮倍數(shù)為7.4倍。

9、濃縮所得的菌體濃度可達(dá)到7.03×109cfu/mL。
　　 5.塞里木酸奶發(fā)酵劑的工業(yè)制備第三步驟:噴霧干燥設(shè)備制作發(fā)酵劑菌粉
　　 通過對噴霧干燥工序中菌體的存活率，所得發(fā)酵劑干粉的含水量以及出粉速度的研究，確定了塞里木酸奶發(fā)酵劑噴霧干燥保護(hù)劑及其加入量:以體積比1∶1的量充分混合塞里木酸奶發(fā)酵劑菌液和10％脫脂乳5％蔗糖5％海藻糖復(fù)配的保護(hù)劑;并確定了塞里木酸奶發(fā)酵劑噴霧干燥的運(yùn)行參數(shù):噴霧壓力設(shè)置0.25Mpa，

10、頂針壓力設(shè)置0.3Mpa，入口溫度設(shè)置為160℃，出口溫度設(shè)置為70℃。使用蒸餾水進(jìn)行預(yù)清洗之后達(dá)到設(shè)置溫度后，預(yù)熱10-15分鐘后以5t/min通入塞里木酸奶發(fā)酵劑超濾濃縮菌液，所得發(fā)酵劑干粉中菌體存活率達(dá)到84.32％，菌粉中活菌數(shù)可達(dá)到1.06×1010cfu/g。
　　 6.塞里木酸奶發(fā)酵劑干粉的應(yīng)用
　　 跟蹤發(fā)酵劑在酸乳制備時的凝乳時間，凝乳pH以及酸度，同時參照所得酸乳感官品質(zhì)，確定了塞里木酸奶發(fā)酵劑發(fā)酵劑