真空冷凍干燥對(duì)乳酸菌損傷機(jī)制及關(guān)鍵保護(hù)技術(shù)研究.pdf

1、隨著乳酸菌對(duì)人體健康有益作用的不斷深入研究和揭示，乳酸菌制品逐漸受到人們的青睞，發(fā)酵乳制品的消費(fèi)量呈快速增長趨勢(shì)，各類乳酸菌制品也層出不窮。所以研制高活力和高穩(wěn)定性的發(fā)酵劑以適應(yīng)我國發(fā)酵乳制品的進(jìn)一步發(fā)展已經(jīng)成必然。優(yōu)良菌株的獲得、培養(yǎng)方式和乳酸菌的保存工藝研究是制備濃縮發(fā)酵劑的三大技術(shù)難題，目前冷凍發(fā)酵劑和凍干發(fā)酵劑應(yīng)用較為廣泛，所以對(duì)乳酸菌冷凍技術(shù)和凍干技術(shù)及其機(jī)理的的研究具有重要的理論和實(shí)際意義。
　　本論文分別對(duì)深凍發(fā)酵劑

2、和凍干發(fā)酵劑的的關(guān)鍵工藝參數(shù)及保護(hù)劑配方做了研究，以保證 S. thermophilus SP1.1在制作發(fā)酵劑過程中保持較高的存活率及發(fā)酵活力，對(duì)指導(dǎo)現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)有很大意義。
　　通過 S. thermophilus SP1.1存活率及發(fā)酵活力指標(biāo)確定了冷凍及凍干的條件，包括菌體培養(yǎng)的收獲時(shí)間，冷凍溫度、冷凍時(shí)間，凍干過程中預(yù)凍溫度、預(yù)凍時(shí)間，解析干燥過程中隔板加熱溫度。最后確定 S. thermophilus SP1.1培養(yǎng)時(shí)間為

3、8h，此時(shí)菌體對(duì)冷凍及凍干抗性最強(qiáng)，冷凍溫度為-196℃，冷凍時(shí)間為10min，添加保護(hù)劑存活率達(dá)89.3％，凍干過程中預(yù)凍溫度為-196℃，預(yù)凍時(shí)間為10min，解析干燥過程中隔板加熱溫度為0℃。
　　為了確定冷凍及凍干過程中β-半乳糖苷酶和乳酸脫氫酶活力的下降會(huì)影響乳酸菌總體發(fā)酵活力的下降以及冷凍及凍干過程對(duì)乳酸菌細(xì)胞膜通透性的影響，測(cè)定了冷凍及凍干過程前后菌體β-半乳糖苷酶和乳酸脫氫酶胞內(nèi)外的酶活。數(shù)據(jù)顯示，正常菌體β-半乳

4、糖苷酶胞外酶活力為1.687×10-3U，冷凍后，添加脫脂乳菌體的胞外酶活力為9.022×10-3U，添加保護(hù)劑菌體的胞外酶活力變?yōu)?.381×10-3U；正常菌體乳酸脫氫酶胞外活力為8.84×10-3U，冷凍后，添加脫脂乳菌體乳酸脫氫酶的胞外酶活力為2.251×10-2U，添加保護(hù)劑菌體乳酸脫氫酶的胞外酶活力變?yōu)?.206×10-2U。由此可見，冷凍過程對(duì)乳酸菌細(xì)胞膜有很強(qiáng)的物理損傷作用，使細(xì)胞膜滲透性增加，甚至破裂，導(dǎo)致兩種酶泄漏。

5、
　　凍干后，添加脫脂乳菌體的β-半乳糖苷酶胞外酶活力為1.350×10-2U，添加保護(hù)劑菌體的β-半乳糖苷酶胞外酶活力變?yōu)?.027×10-2U；添加脫脂乳菌體乳酸脫氫酶的胞外酶活力為9.646×10-3U，添加保護(hù)劑菌體乳酸脫氫酶的胞外酶活力變?yōu)?.833×10-2U?？梢姡瑑龈蛇^程對(duì)乳酸菌細(xì)胞膜損傷更為嚴(yán)重。干燥階段，由于細(xì)胞膜磷脂分子間水分的逐漸脫除，細(xì)胞膜有可能發(fā)生相轉(zhuǎn)變，復(fù)水后相轉(zhuǎn)變?cè)俅伟l(fā)生，磷脂分子間可能出現(xiàn)空位，滲

6、透性加大，導(dǎo)致兩種酶泄漏。數(shù)據(jù)也顯示經(jīng)過冷凍處理后，兩種酶的總酶活都有所下降，可認(rèn)為兩種酶酶活的降低是導(dǎo)致S. thermophilus SP1.1冷凍和凍干處理后發(fā)酵活力降低的原因之一。
　　通過保護(hù)劑的選擇和正交實(shí)驗(yàn)，確定適合 S. thermophilus SP1.1的最佳冷凍保護(hù)劑配方和凍干保護(hù)劑配方。冷凍保護(hù)劑配方為原冷凍保護(hù)劑配方中用蔗糖替代海藻糖用量一半再加上甘露醇5%、三聚磷酸鈉1%、透明質(zhì)酸鈉0.01%、組氨酸1