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 cfu/g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
1材料与方法
1.1实验材料
1.1.1供试菌株
清酒乳杆菌 ( Lactobacillus sake L.S—MA 3一l0),本实验室分离和保藏。
1.1.2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 0.5%,MgSO4 0.028%, MnSO4 0.005%。
番茄汁的制备:将新鲜番茄洗净,切碎,放人三角烧瓶,置
胡萝卜汁的制备: 将新鲜胡萝卜洗净,切碎,加等量水煮沸 20—30main, 离心收集上清。
1.2实验方法
1.2.1液芯包囊的制备[5,6]
将甘油管保存的菌株L.sake 用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1.5% (w/v )CaC12 溶液与0.3%(w/v ) 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0.8% (w/v) 海藻酸钠溶液中(含 0.1%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% (w/v)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0.3%(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。
1.2.2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
1.2.3囊内细胞计数用[7]
无菌称取
1.3实验设计
1.3.1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。
1.3.2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(Version6.0.10,Stat - Ease.,Minneapolis,MN.USA)。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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