嗜酸乳桿菌NX2-6高密度培養(yǎng)及凍干工藝研究.pdf

1、嗜酸乳桿菌是益生菌的一種，有較強(qiáng)的耐酸耐膽汁能力及調(diào)整腸道茵群，緩解乳糖不耐癥，增強(qiáng)免疫力，抗腫瘤等功能，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、食品及醫(yī)療保健等與人類密切相關(guān)的領(lǐng)域中有很高的應(yīng)用價(jià)值，現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)療及畜產(chǎn)等方面。但在嗜酸乳桿菌的實(shí)際應(yīng)用中，常存在有效活菌數(shù)低，產(chǎn)品穩(wěn)定期差、保質(zhì)期短等問題，限制了其工業(yè)化生產(chǎn)和大規(guī)模應(yīng)用。
　　本研究通過對嗜酸乳桿菌NX2-6的高密度發(fā)酵培養(yǎng)基、發(fā)酵工藝和冷凍干燥工藝進(jìn)行優(yōu)化，旨在獲得活茵數(shù)高、

2、穩(wěn)定性好的嗜酸乳桿菌微生態(tài)制劑，并為其工業(yè)化生產(chǎn)提供理論依據(jù)。主要結(jié)論如下:
　　1.嗜酸乳桿菌NX2-6培養(yǎng)基及搖瓶培養(yǎng)條件的優(yōu)化。通過單因素試驗(yàn)，確定嗜酸乳桿菌NX2-6的最適碳源、氮源、生長因子分別為乳糖、酵母膏加黃豆粉酶解液、玉米漿干粉，最適起始pH、接種量、培養(yǎng)溫度分別為6.5、4％、37℃。采用PB設(shè)計(jì)（Plackett-Burman Screening Design）對影響嗜酸乳桿菌活菌數(shù)的14個(gè)因素進(jìn)行了篩選。結(jié)果

3、表明:影響該菌活菌數(shù)的主要因素為乳糖、檸檬酸鈉和乙酸鈉。在此基礎(chǔ)上，采用響應(yīng)面法(Response Surface Methodology，RSM)對這3個(gè)顯著因子的最佳添加水平進(jìn)行研究，得出嗜酸乳桿菌NX2-6最適搖瓶發(fā)酵條件為乳糖27.4g/L、酵母膏6g/L、黃豆粉酶解液60％、檸檬酸鈉2g/L、乙酸鈉2.3g/L、磷酸氫二鉀2g/L、碳酸鈣6g/L、玉米漿20g/L、硫酸鎂0.4g/L、硫酸錳0.038g/L、吐溫-802mL/

4、L、pH6.5、溫度37℃、接種量4％，此時(shí)嗜酸乳桿菌NX2-6發(fā)酵結(jié)束后活菌數(shù)達(dá)3.23×109CFU/mL，較優(yōu)化前提高40.38倍（優(yōu)化前8×107CFU/mL）。
　　2.嗜酸乳桿菌NX2-6發(fā)酵罐培養(yǎng)條件的研究。研究了攪拌槳轉(zhuǎn)速、中和劑種類、培養(yǎng)pH、接種方式、起始糖濃度和補(bǔ)料分批培養(yǎng)對菌體發(fā)酵的影響。根據(jù)不同培養(yǎng)條件下菌體活菌數(shù)的情況，確定嗜酸乳桿菌NX2-6在10L發(fā)酵罐中的高密度培養(yǎng)條件為:培養(yǎng)基乳糖初始濃度為40

5、g/L，pH6.5，以優(yōu)化培養(yǎng)基制備種子液，種子液經(jīng)預(yù)培養(yǎng)后接種，以4mol/L氨水為中和劑使pH保持5.0，攪拌槳轉(zhuǎn)速150～200r/min，不通氣培養(yǎng)，在對數(shù)末期補(bǔ)加玉米漿，37℃繼續(xù)培養(yǎng)至16h結(jié)束，在此培養(yǎng)條件下活菌數(shù)達(dá)到9.7×109CFU/mL，較優(yōu)化前提高3倍，基本達(dá)到高密度培養(yǎng)的要求，為嗜酸乳桿菌NX2-6的生產(chǎn)和應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
　　3.嗜酸乳桿菌NX2-6冷凍干燥條件的研究。通過對離心條件的選擇，確定了得到最

6、大濃度的嗜酸乳桿菌NX2-6菌體的離心方式。進(jìn)而采用單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，以凍干后的茵體存活率為指標(biāo)，考察了10種凍干保護(hù)劑對嗜酸乳桿菌NX2-6冷凍干燥的保護(hù)效果，以獲得嗜酸乳桿菌NX2-6真空冷凍干燥的最佳保護(hù)劑配方。試驗(yàn)結(jié)果表明，嗜酸乳桿菌NX2-6在8000r/min的條件下離心10min(4℃)，所得的活茵數(shù)最多。試驗(yàn)確定嗜酸乳桿菌NX2-6的最佳保護(hù)劑配方為15％麥芽浸粉，3％谷氨酸鈉和7％菊糖，在此條件下嗜酸乳桿菌NX