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液芯包囊化清酒乳杆菌增殖培养基的优化(1)



录入时间:2011-9-27 15:03:06 来源:维普资讯

   要: 通过单因素实验确定包囊化清酒乳杆菌的最佳碳源为葡萄糖,最佳氮源为蛋白胨, 最佳促生长因子为番茄汁,pH缓冲剂CaCO3 最佳浓度为05%。在此基础上,采用响应曲面法建立了菌体浓度多元二次模型方程, 探讨了4个因子的交互作用及其最佳水平范围, 得到最佳培养基组成为:乳清粉60gL,葡萄糖1887g/ L,蛋白胨2198 gL,番茄汁 9 862 m l / L,CaCO 3  439 gL,MgSO4  028 gL,MnSO4 018g/L。

关键词:液芯包囊;清酒乳杆菌;乳清粉;增殖培养基;响应曲面法  

直投式发酵剂加工发酵乳是当今发酵乳工业化生产的发展方向。发酵剂的质量将直接影响发

酵乳的品质,而高浓度菌体的获得又是研制高效浓缩型发酵剂的关键。传统的乳酸菌培养采用游离细胞悬浮培养,生产效率低,细胞密度低, 细胞分离难,成本高。 包囊化乳酸菌避免了传统发酵剂的缺点和限制,细胞密度可达到1010 cfug以上,从培养基中分离细胞不需经过超滤或冷冻离心,而用普通的过滤就可进行,因此大大降低了生产成本。无论采用何种技术和方式来生产高效浓缩型直投式发酵剂,都必须首先获得使乳酸菌能够大量生长的增菌培养基。适合工业化生产的乳酸菌培养基必须基于原料易得、 价格低廉、 菌体产量高2。  

乳清是乳品工业的副产品,主要成分为乳糖,还含有蛋白质及无机盐等成分。 必需氨基酸、 矿物质和B族维生素的含量也较丰富l   3 l 。本研究以乳清粉为基础培养基,补充适当碳、氮源,促生长因子,pH缓冲剂,用于自发酵肉中分离的清酒乳杆菌包囊化高密度培养。   

1材料与方法

11实验材料

111供试菌株

清酒乳杆菌 ( Lactobacillus sake LSMA 3l0),本实验室分离和保藏。   

112培养基

菌种活化培养基:MRS培养基4。 

活菌计数培养基:MR S培养基。

细胞增殖基础培养基:乳清粉6%,葡萄糖2%,酵母粉2%,CaCO3 05%,MgSO4  0028%, MnSO4 0005%。 

番茄汁的制备:将新鲜番茄洗净,切碎,放人三角烧瓶,置4冰箱 8l2h,取出后用纱布过滤即成。

 

胡萝卜汁的制备: 将新鲜胡萝卜洗净,切碎,加等量水煮沸 2030main, 离心收集上清。

 

12实验方法

121液芯包囊的制备5,6 

将甘油管保存的菌株Lsake MRS液体培养基活化两次,发酵液离心收集菌体,加入少许生理盐水悬浮菌泥,再倒入15 (wv )CaC12 溶液与03(wv ) 黄原胶溶液的混合液中制成菌悬液。  

将菌悬液置入已灭菌的l0 mL注射针筒中,逐滴滴入磁力搅拌的08 (wv) 海藻酸钠溶液中( 01%吐温一80), 所形成的液芯包囊过滤后用生理盐水洗涤, 转移到2 (wv)CaC12溶液中硬化处理1h,然后将过滤并用生理盐水洗涤过的包囊置于03(w v ) 壳聚糖溶液中,在定轨摇床上轻微摇30min,最后生理盐水洗涤,收集包囊。 

122液芯包囊清酒乳杆菌的增殖培养

按实验设计 配制培养基,108灭菌 2 0mi n,冷却后,以l(wv )的固定化包囊接种, 置摇床内,转速为80rmin,37培养20h后,过滤进行包囊内细胞计数。   

123囊内细胞计数用7 

无菌称取1g包囊,放入99mL灭菌的柠檬酸钠溶液中(1( wv ),pH 60),待包囊完全溶解后,用无菌生理盐水逐级稀释后进行平板计数。 

13实验设计

131单因素实验设计

将不同的碳源、 氮源、 促生长因子及不同浓度的pH缓冲剂CaCO3分别添加到培养基中,按1%的接种量放入包囊化清酒乳杆菌,调节起始pH,在一定温度下培养一定的时间,进行囊内细胞计数。  

132响应曲面实验设计

在单因素试验基础上,确定包囊化清酒乳杆菌增殖的生长强化因子,采用响应面分析寻求多因素系统中培养基组分的最佳优化条件。      

本实验采用旋转中心组合设计(Central Composite Rotatable Design, CCRD ) 法, 选择葡萄糖、蛋白胨、番茄汁以及CaCO3 四个因子为研究对象,以菌体浓度为响应值,设计试验,对实验数据进行二次回归拟合,得到包括一次项、平方项和交互项的二次方程,分析各因素的主效应和交互效应,最后在一定水平范围内求取最佳值。

本阶段实验辅助软件为Design Expert 软件(Version6010,Stat - Ease.,Minneapolis,MNUSA)。实际考察的变量及其实验编码见表1。

 

因素

编码

编码水平

真实值

编码值

-2

-1

0

+1

+2

葡萄糖/g·L-1

X1

X1

10

15

20

25

30

蛋白/g·L-1

X2

X2

10

15

20

25

30

番茄汁/g·L-1

X3

X3

60

80

100

120

140

CaCO3/g·L-1

X4

X4

1

3

5

7

9

 

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