乳酸菌高密度培養(yǎng)及濃縮型發(fā)酵劑研究.pdf

1、東北農(nóng)業(yè)大學(xué)博士學(xué)位論文乳酸菌高密度培養(yǎng)及濃縮型發(fā)酵劑研究姓名：劉振民申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專業(yè)：食品科學(xué)指導(dǎo)教師：駱承庠2002.5.1型塑墾塑要!!嬰j：：旦首次采用先進(jìn)的微濾技術(shù)濃縮乳酸菌液，結(jié)果表明：微濾濃縮、超濾濃縮、離心濃縮的濃縮比分別為19l、169、159倍，濃縮后的菌液濃度分別為115X10cfu／mL、979109efu／mL、538109efigmL。掃描電鏡(SEM)觀察表明乳酸菌可以被0lu111的微濾膜有效截留。

2、微濾技術(shù)是制備乳酸菌濃縮液的有效手段a將微濾膜濃縮與反應(yīng)器相偶聯(lián)，設(shè)計(jì)出新型乳酸菌高密度培養(yǎng)的生化反應(yīng)器。利用微濾膜的隔離作用實(shí)現(xiàn)抑制性代謝產(chǎn)物的轉(zhuǎn)移和菌體的濃縮；同時(shí)進(jìn)行pH值控制培養(yǎng)和新鮮培養(yǎng)基的補(bǔ)料操作，達(dá)到乳酸菌的高密度培養(yǎng)。理論分析表明在單罐連續(xù)培養(yǎng)體系的恒定狀態(tài)下p=D。在對(duì)數(shù)生長(zhǎng)末期進(jìn)行全營(yíng)養(yǎng)料流加的補(bǔ)料速率為6540104m’h：。與分批培養(yǎng)相比，在膜生物反應(yīng)器中LDB的菌體密度可達(dá)111011cfu／mL，增加為550

3、倍，比生長(zhǎng)速率增加203％，達(dá)到08576h1。乳酸菌發(fā)酵液可直接用于凍藏濃縮發(fā)酵劑或凍干直投型發(fā)酵劑的生產(chǎn)。進(jìn)行了高活力菌株的篩選，桿菌對(duì)冷凍的耐受性低于球菌：穩(wěn)定期前期收獲的菌體對(duì)應(yīng)激條件的抵抗力強(qiáng)，存活率較高：冷激處理可以提高菌體的存活率，這與抗凍蛋白質(zhì)或某些抗凍物質(zhì)的產(chǎn)生有關(guān)。74“C比20℃更利于菌體的保護(hù)。乳酸菌冷凍干燥過(guò)中，殘余的水分含量在23％，菌體的相對(duì)存活率較高：在冷凍干燥過(guò)程中，存在兩個(gè)最大冰晶的生成帶，即：O～3

4、7℃和3374℃。快速通過(guò)冰晶生成帶可以減小菌體的冷凍損傷。復(fù)合保護(hù)劑優(yōu)于單一保護(hù)劑，保護(hù)劑之間存在協(xié)同效應(yīng)。LDB菌株在凍干前后質(zhì)粒保持了很好的穩(wěn)定性。液態(tài)發(fā)酵劑、凍干發(fā)酵劑、凍藏發(fā)酵劑的生長(zhǎng)遲滯期分別為06l、126、084h：對(duì)數(shù)生長(zhǎng)末期的產(chǎn)酸率分別為05992、03968、05159pH／h。凍藏發(fā)酵劑比凍干發(fā)酵劑更利于保持菌體的活力。透射電鏡(TEM)觀察表明：乳酸菌經(jīng)過(guò)凍融處理，菌體致死率增加、損傷嚴(yán)重，出現(xiàn)菌體中間斷裂、后

5、端溶解等現(xiàn)象。桿菌比球菌易于受損。生化試驗(yàn)表明凍藏、凍干樣的菌體細(xì)胞膜通透性增加，裂解的菌體內(nèi)容物釋放，核酸、蛋白質(zhì)等可溶性物質(zhì)增多。乳酸菌在凍干過(guò)程中致死損傷不可避免，其主要的致死因素有：冰結(jié)晶對(duì)細(xì)胞膜的機(jī)械損傷、溶質(zhì)效應(yīng)損傷以及干燥損傷。菌體的非致死生理性損傷，使得細(xì)胞生長(zhǎng)初期存在修復(fù)過(guò)程，表現(xiàn)為遲滯期延長(zhǎng)，產(chǎn)酸率降低。乳酸菌對(duì)抗生素極為敏感，其最小的抑制濃度與抗生素的類(lèi)別和菌株、菌種之間的差異有關(guān)。玻璃化凍藏90天后，LDB菌株的

6、相對(duì)活力仍然保持為980％。為了克服常規(guī)嗜酸性產(chǎn)品的風(fēng)味缺陷，本研究以巴氏殺菌乳作為嗜酸乳桿菌的攝入載體研究出非發(fā)酵嗜酸益生乳。4“C貯存非發(fā)酵乳B半乳糖苷酶活力、膽鹽耐受性菌株保持了較好的穩(wěn)定性，制定了非發(fā)酵嗜酸益生乳的產(chǎn)品規(guī)格。以嗜溫性濃縮乳酸菌發(fā)酵劑為菌相，研制出的鮮食干酪夸克，風(fēng)味獨(dú)特，適合中國(guó)人群的消費(fèi)：并且可以作為涂抹食品用于西餐，市場(chǎng)前景廣闊。／關(guān)鍵詞：乳酸菌高密度培養(yǎng)生物化學(xué)反應(yīng)器微濾膜濃縮質(zhì)粒冷凍損傷濃縮型發(fā)酵劑非發(fā)酵