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乳酸菌与酵母菌混合发酵及冻干菌粉的研究_刘乔

2) 不同温度下、不同接菌工艺对菌种高密度混合 发酵的影响。以已优化的通气条件为基础,其他培养 条件不变,对不同温度下同时接菌或先接菌S. cerevisiae QH2-2,7 h后再接入L. plantarum P-8的接菌工艺进行 优化。发酵结束后分别测定两株菌的活菌数,筛选出 合适的接菌工艺。 2.4 L. plantarum P-8和S. cerevisiae QH2-2冻干菌粉 的制备
将L. plantarum P-8和S. cerevisiae QH2-2混合发酵 液离心浓缩,弃去上清液,将菌泥与保护剂按照一定 比例均匀混合后入冷冻干燥机冷冻干燥30 h,得到L. plantarum P-8和S. cerevisiae QH2-2混合冻干菌粉。冻 干结束后分别测定冻干菌粉两株菌的活菌数。其中, 保护剂配方为:脱脂乳200 g/L,海藻糖150 g/L。 2.5 数据分析
试验涉及一株乳酸菌和一株酵母菌的混合高密度 发酵及其冻干菌粉的制备方法。L. plantarum P-8作为 一株益生乳酸菌,具备优良的益生特性,已经在发酵 食品、动物青贮饲料和医疗保健等领域展现出了巨大 的应用潜力和经济效益[12]。
1 材料与方法
1.1 菌种来源
《食品工业》2016 年第37卷第 12 期
在国外学术界,将传统(自然)混合培养技术与 现代纯种培养技术相结合的培养方式定义为限定混合 培养(Defined mixed culture)。在国内,此种培养方 式习惯上被称为多菌种纯种发酵,即同时将已鉴定的 两种或两种以上经分离纯化的微生物作为菌种,对同 种已灭菌的培养基在无污染条件下进行发酵[1]。在长 期的试验研究以及生产实践中,单一菌种发酵显现出 了应用范围的局限性,如对于成分较复杂或生化过程 复杂的发酵过程不能很好地完成[2]。然而,混合发酵 因其菌种间可以优势互补,为解决单一菌种发酵的局 限性开启了新的篇章。目前,越来越多的科学工作者 投身到混合发酵的研究中,并取得了不菲的成绩。
MRS培养基,YPD培养基,孟加拉红培养基,放 线菌酮。
雷磁PHS-3C pH计:上海仪电科学仪器股份有限 公司;ZHJH-C1112C垂直流超净工作台:上海智城 分析仪器制造有限公司;SX-500高压灭菌锅:日本 Tomy Digital Biology公司;ADVANTECSP-650全自动 高压干热灭菌器:日本ALP;DHP-9297恒温培养箱: 上海皖宁精密科学仪器有限公司;FD-1型真空冷冻 干燥机:北京博医技术公司;5 L液体发酵罐及其附 属设备:镇江东方生物工程设备技术有限责任公司。
Study on Mixed Fermentation and Freeze-dried Powder of Lactobacillus plantarum P-8 and Saccharomyces cerevisiae QH2-2
Liu Qiao, Yao Guo-qiang, Li Jing, Hu Dian-geng, Zhang He-ping* Key Laboratory of Dairy Biotechnology and Engineering, Ministry of Education, Inner Mongolia
Agricultural University (Huhhot 010018) Abstract The high density cultivation of Lactobacillus plantarum P-8 fermented with Saccharomyces cerevisiae QH22 was studied by optimizing culture condition and preparing freeze-drying powder. The results showed that soy protein powder was used as nitrogen source, inoculated simultaneously at 30 ℃ with highly viable counts of L. plantarum P-8 and S. cerevisiae QH2-2 (5.98×109 CFU/mL and 3.15×107 CFU/mL, respectively), which were 2.11 and 3.09 times as many as before, respectively. And on this basis, it was proved that inoculated (L. plantarum P-8 6% and S. cerevisiae QH2-2 1%) simultaneously at 30 ℃, ventilated 7 h and stopped ventilating 7 h later with the most highly viable counts of L. plantarum P-8 and S. cerevisiae QH2-2 in fermentation tank. The viable counts were 1.66×1010 CFU/mL and 6.21×107 CFU/mL which were 2.77 and 1.97 times as many as before. The viable counts of freeze-drying powder were 2.91×1011 CFU/g of L. plantarum P-8 and 1.10×109 CFU/g of S. cerevisiae QH2-2, L. plantarum P-8 fermented with S. cerevisiae QH2-2 provided a reference for preparing the probiotic starters and microecologics. Keywords Lactobacillus plantarum; Saccharomyces cerevisiae; medium optimization; mixed fermentation; freeze-drying
2) 不同温度下、不同接菌工艺对菌种混合发酵的 影响。以优化得到培养基为基础,在不同水浴温度 下,L. plantarum P-8和S. cerevisiae QH2-2的接种量分 别为1%,140r/min,对同时接菌发酵24 h或先接菌S. cerevisiae QH2-2发酵12 h再接菌L. plantarum P-8发酵 12 h的接菌工艺进行优化。 2.3.3 不同发酵工艺对高密度混合培养的影响
工艺技术
乳酸菌与酵母菌混合发酵及冻干菌粉的研究
刘乔,姚国强,李晶,胡殿庚,张和平*
内蒙古农业大学,乳品生物技术与工程教育部重点实验室(呼和浩特 010018) 摘 要 试验研究了Lactobacillus plantarum P-8与Saccharomyces cerevisiae QH2-2高密度混合发酵培养基、发酵条 件优化及其冻干菌粉的制备。通过对氮源、发酵温度以及接菌工艺的优化证实以大豆蛋白粉为氮源, 30 ℃同时接 菌能获得更高的L. plantarum P-8和S. cerevisiae QH2-2活菌数 (分别为5.98×109 CFU/mL和3.15×107 CFU/mL), 较 优化前分别提高了2.11倍和3.09倍。在此基础上, 上发酵罐对发酵条件进行优化证实同时接菌 (L. plantarum P-8 6% 和S. cerevisiae QH2-2 1%), 30 ℃下前7 h通空气, 7 h后不通气条件下, L. plantarum P-8活菌数可达到1.66×1010 CFU/ mL, S. cerevisiae QH2-2活菌数可达到6.21×107 CFU/mL, 较上发酵罐前分别提高了2.77倍和1.97倍。L. plantarum P-8 和S. cerevisiae QH2-2混合发酵液经冷冻干燥获得L. plantarum P-8的活菌数2.91×1011 CFU/g, S. cerevisiae QH2-2 的活菌数1.10×109 CFU/g。上述菌种的混合发酵为益生菌发酵剂和微生态制剂的制备提供了参考。 关键词 乳酸菌; 酿酒酵母; 培养基优化; 混合发酵; 冷冻干燥
1) 不同通气条件对菌种高密度混合发酵的影响。 以已优化得到的静态培养基、发酵温度和接菌工艺为 基础,上5 L发酵罐(实际发酵液体积为3 L)进行高 密度混合发酵。发酵条件为初始pH 7.0,250 r/min, 恒pH 5.9,S. cerevisiae QH2-2接种量为2%,L. plantarum P-8接种量为4%。对不同通气条件进行优化。
在食品领域,乳酸菌和酵母菌共同发酵的制品, 如乳制品[2-3]、面食制品[4]、肉制品[5]、果酒[6]和饮料[7]
等有很多,混菌发酵的产品在口感风味、营养价值以 及生理功能等方面都显现出了比单一菌种发酵的产品 更高的品质。
在微生态制剂领域,乳酸与酵母菌扮演着重要 的角色。在临床应用[8]、畜禽水产的防病养殖[9-10]以及 改善生态环境[11]方面都发挥着重要作用。
以大豆蛋白粉和豆粕粉为氮源进行优化,将活化 两代的L. plantarum P-8和S. cerevisiae QH2-2分别以 1%接种量同时接菌,37 ℃水浴,140 r/min发酵24 h。 以单独接菌2%的L. plantarum P-8和S. cerevisiae QH2-2 为对照组试验。 2.3.2 不同发酵温度、接菌工艺对菌种混合培养的影响
2 试验方法
2.1 菌种活化 将保存在安瓿管中的L. plantarum P-8菌株接种
于MRS液体培养基中,37 ℃恒温培养18 h,传代活化 2次。
将保存在安瓿管中S. cerevisiae QH2-2菌株接种 于YPD液体培养基中,30 ℃恒温培养24 h,传代活化 2次。 2.2 活菌计数
采用倾注平板计数法。L. plantarum P-8用MRS固 体培养基(每升MRS固体培养基中添加5 mL的1 mg/ mL放线菌酮溶液)在37 ℃恒温培养48 h计数;S. cerevisiae QH2-2用孟加拉红培养基在30 ℃恒温培养 72 h计数。所用培养基均在121 ℃条件下灭菌15 min。
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