干酪乳桿菌冷凍干燥保護劑篩選及作用機理研究.pdf

1、分類號：了S2f上、密級：(秘密、機密、絕密)學(xué)校代碼：10057研究生學(xué)號：09811005干酪乳桿菌冷凍干燥保護劑篩選及作用機理研究ResearchonCryoprotectantSelectionandProtectiveMechanismforLactobaciIluscasei專業(yè)名稱：農(nóng)產(chǎn)品加工及貯藏工程(工)指導(dǎo)教師姓名：趙征教授研究生姓名：王琳申請學(xué)位級別：工學(xué)碩士論文提交日期：2011年12月論文課題來源：“十一五”國

2、家科技支撐計劃學(xué)位授予單位：天津科技大學(xué)摘要真空冷凍干燥是生產(chǎn)商品化乳酸菌發(fā)酵劑的常用技術(shù)，但是冷凍干燥過程易造成乳酸菌細(xì)胞的損傷、死亡及胞內(nèi)某些酶蛋白分子鈍化，表現(xiàn)為存活率降低、細(xì)胞活性和酶活力下降等。凍干之前添加適宜的保護劑是行之有效的保護措施，然而冷凍干燥保護劑種類繁多，作用效果也因菌種而異。目前國內(nèi)關(guān)于乳酸菌冷凍干燥的研究主要集中在篩選保護劑上，從細(xì)胞水平解釋保護劑作用機理的研究則相對較少。本論文以干酪乳桿菌為研究對象，豐要研究

3、凍干保護劑的篩選和優(yōu)化；凍干前后乳酸菌存活率、復(fù)蘇能力和產(chǎn)酸活力的變化，比較保護劑的作用效果；通過檢測不同保護劑作用下冷凍干燥過程中細(xì)胞膜完整性的變化、細(xì)胞膜氧化程度和胞內(nèi)關(guān)鍵酶活性變化情況，探究凍干保護劑的作用機理。以冷凍干燥后干酪乳桿菌的存活率為指標(biāo)，通過響應(yīng)面方法優(yōu)化了冷凍干燥保護劑配方，即脫脂乳、乳糖和谷氨酸鈉的質(zhì)量濃度分別為158∥100mL、5739／100mL和0429／100mL時，凍干后干酪乳桿菌具有最大存活率為924

4、％。在不添加保護劑情況下，凍干后細(xì)胞存活率僅為525％，復(fù)蘇時間(tODo2)長達(dá)90min，tpH55為20h。添加保護劑后，上述指標(biāo)均有不同程度的改善，其中復(fù)配保護劑的保護效果優(yōu)于單一保護劑，凍干保護效果依次為復(fù)配脫脂乳乳糖谷氨酸鈉。在復(fù)配保護劑中凍干的干酪乳桿菌存活率為924％，復(fù)蘇時問20min，tpH55為10h。通過PI／5(6)CFDA雙染色使用流式細(xì)胞儀研究不同保護劑作用下凍干前后細(xì)胞膜完整性的變化情況。結(jié)果表明，谷氨酸

5、鈉、乳糖和脫脂乳可以減緩冰晶對細(xì)胞膜造成的“機械損傷”。利用C11BODIPY58“591作為探針，精確檢測出了不同保護劑作用下冷凍干燥后細(xì)胞膜脂質(zhì)過氧化的情況。結(jié)果表明，谷氨酸鈉和乳糖具有清除部分自由基的能力，而對相應(yīng)處理的細(xì)胞存活率分析顯示：冷凍卜燥過程中，自由基對干酪乳桿菌細(xì)胞膜的攻擊并不是導(dǎo)致細(xì)胞死亡的主要原因。另外，谷氨酸鈉、乳糖和脫脂乳還可以緩解“溶質(zhì)效應(yīng)”對胞內(nèi)酶的損傷。在保護劑作用下，胞內(nèi)非特異性酯酶、p一半乳糖苷酶和A