本文關(guān)鍵詞：植物乳桿菌299高密度培養(yǎng)及冷凍干燥保護(hù)的研究

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【摘要】：以植物乳桿菌299為研究菌株,為了提高植物乳桿菌299的最終活菌數(shù),為其將來(lái)的商業(yè)化生產(chǎn)提供參考,分別對(duì)發(fā)酵培養(yǎng)基、高密度發(fā)酵工藝、真空冷凍干燥的凍干工藝和保護(hù)劑濃度以及菌粉包裝及儲(chǔ)藏期進(jìn)行了研究,并得到了以下結(jié)論：(1)通過(guò)單因素、PB和響應(yīng)面試驗(yàn)分析,以MRS培養(yǎng)基為基礎(chǔ),優(yōu)化得到植物乳桿菌299的最佳培養(yǎng)基為：蛋白胨2.33%,酵母膏1.41%,葡萄糖2.52%,檸檬酸氫二胺0.40%,乙酸鈉0.30%,磷酸氫二鉀0.80%,Tween-800.30%,硫酸錳0.0025%。培養(yǎng)得到的菌體OD600可達(dá)到1.2687,比相同條件下在MRS培養(yǎng)基中菌體OD600提高了28.9%,同時(shí),優(yōu)化后的培養(yǎng)基去掉了牛肉膏和硫酸鎂兩種成分,簡(jiǎn)化了培養(yǎng)基配方。(2)在確定最適培養(yǎng)基以及前期實(shí)驗(yàn)室工作的基礎(chǔ)上,在30L半自動(dòng)發(fā)酵罐上對(duì)影響高密度發(fā)酵工藝的因素進(jìn)行優(yōu)化,得到最佳高密度發(fā)酵工藝為：發(fā)酵恒定pH值為5.5,中和劑為25%的氨水,攪拌轉(zhuǎn)速為1 OOr/min,菌體生長(zhǎng)限制性底物為碳源和氮源,補(bǔ)料液碳源和氮源最佳比例為3：2,同時(shí)在對(duì)數(shù)期末期對(duì)發(fā)酵體系進(jìn)行相隔4h的兩次補(bǔ)料。在此條件下,植物乳桿菌299經(jīng)過(guò)高密度發(fā)酵培養(yǎng)24h后,發(fā)酵液的菌體OD600可達(dá)到1.3422,較普通發(fā)酵培養(yǎng)提高約44%。(3)對(duì)影響真空冷凍干燥的條件及保護(hù)劑配方進(jìn)行優(yōu)化。得到該菌株的最佳凍干工藝為：預(yù)凍溫度為-80℃,預(yù)凍時(shí)間為2h,菌泥與保護(hù)劑的最佳比例為2：5,最佳凍干厚度為1.2cm,脫脂乳濃度為16%,凍干時(shí)間為20h。經(jīng)過(guò)優(yōu)化后,最終獲得的菌粉中植物乳桿菌299的活菌數(shù)達(dá)到2.11×1011cfu/g,凍干存活率為89.8%。(4)對(duì)植物乳桿菌299的菌粉包裝及儲(chǔ)藏條件進(jìn)行了研究。發(fā)現(xiàn)在-20℃保藏1年時(shí)間內(nèi),用鋁箔袋和PET-PE袋(普通真空包裝袋)進(jìn)行包裝時(shí),兩者無(wú)顯著性差異,菌活仍可維持在1011cfu/g;在4℃及25℃下保藏時(shí),鋁箔袋對(duì)菌體的保護(hù)效果較PET-PE袋效果好,并且溫度越高,差異性越大;用鋁箔袋進(jìn)行充氣包裝時(shí),發(fā)現(xiàn)混合氣體為95%N2-5%CO2時(shí)菌體存活率最高。
【關(guān)鍵詞】：植物乳桿菌 高密度培養(yǎng) 真空冷凍干燥
【學(xué)位授予單位】：天津科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TS201.3
【目錄】：

• ABSTRACT4-5
• 摘要5-9
• 1 前言9-22
• 1.1 益生菌概述9-11
• 1.1.1 益生菌定義的演變9
• 1.1.2 益生菌的種類9-10
• 1.1.3 益生菌的主要生理功能和益生作用10
• 1.1.4 益生菌研究領(lǐng)域在國(guó)內(nèi)外的研究動(dòng)態(tài)及發(fā)展趨勢(shì)10-11
• 1.2 植物乳桿菌概述11-13
• 1.2.1 植物乳桿菌的生理特性11-12
• 1.2.2 植物乳桿菌在腸道的存活性12
• 1.2.3 植物乳桿菌的應(yīng)用前景12-13
• 1.3 高密度培養(yǎng)簡(jiǎn)介13-16
• 1.3.1 高密度培養(yǎng)的意義13-14
• 1.3.2 乳酸菌高密度培養(yǎng)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14
• 1.3.3 高密度培養(yǎng)的方式14-15
• 1.3.4 高密度培養(yǎng)的限制因素15-16
• 1.3.5 高密度培養(yǎng)的前景與展望16
• 1.4 凍干概述16-21
• 1.4.1 真空冷凍干燥的原理17
• 1.4.2 真空冷凍干燥的凍干工藝17-18
• 1.4.3 真空冷凍干燥的特點(diǎn)18
• 1.4.4 真空冷凍干燥對(duì)菌體的傷害18-19
• 1.4.5 影響真空冷凍干燥作用的因素19-21
• 1.5 本課題研究目的、意義及研究?jī)?nèi)容21-22
• 2 材料與方法22-32
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料與試劑22-24
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)菌種22
• 2.1.2 主要實(shí)驗(yàn)試劑22-23
• 2.1.3 主要儀器與設(shè)備23
• 2.1.4 主要溶液的配制23-24
• 2.2 實(shí)驗(yàn)方法24-32
• 2.2.1 菌株的保藏24
• 2.2.2 菌株的活化24
• 2.2.3 葡萄糖的測(cè)定方法24-25
• 2.2.4 菌體密度的測(cè)定25-26
• 2.2.5 活菌數(shù)的測(cè)定26
• 2.2.6 pH的測(cè)定26
• 2.2.7 發(fā)酵培養(yǎng)基優(yōu)化26-29
• 2.2.8 高密度培養(yǎng)優(yōu)化29-30
• 2.2.9 凍干工藝優(yōu)化30-31
• 2.2.10 菌粉的包裝材料及保藏期的研究31
• 2.2.11 菌粉水分測(cè)定31
• 2.2.12 凍干存活率的計(jì)算31-32
• 3 結(jié)果與討論32-58
• 3.1 發(fā)酵培養(yǎng)基優(yōu)化32-44
• 3.1.1 發(fā)酵培養(yǎng)基單因素優(yōu)化32-38
• 3.1.2 培養(yǎng)基Plackett-Burman試驗(yàn)設(shè)計(jì)38-40
• 3.1.3 最陡爬坡試驗(yàn)40
• 3.1.4 中心組合試驗(yàn)設(shè)計(jì)40-43
• 3.1.5 優(yōu)化培養(yǎng)基驗(yàn)證試驗(yàn)43-44
• 3.2 高密度培養(yǎng)工藝優(yōu)化44-49
• 3.2.1 不同中和劑對(duì)菌體生長(zhǎng)的影響44-45
• 3.2.2 不同pH對(duì)菌體生長(zhǎng)的影響45
• 3.2.3 發(fā)酵罐轉(zhuǎn)速對(duì)菌體生長(zhǎng)的影響45-46
• 3.2.4 限制性底物的確定46-48
• 3.2.5 補(bǔ)料液碳源氮源比例的確定48
• 3.2.6 補(bǔ)料次數(shù)的確定48-49
• 3.3 凍干工藝的優(yōu)化49-54
• 3.3.1 預(yù)凍溫度和時(shí)間的優(yōu)化49-50
• 3.3.2 凍干厚度的優(yōu)化50-51
• 3.3.3 菌泥與保護(hù)劑比例的優(yōu)化51-52
• 3.3.4 凍干保護(hù)劑濃度的優(yōu)化52
• 3.3.5 真空冷凍干燥過(guò)程中含水量的動(dòng)態(tài)測(cè)定及凍干時(shí)間的確定52-54
• 3.3.6 菌粉微觀結(jié)構(gòu)的觀測(cè)54
• 3.4 菌粉包裝材料及儲(chǔ)藏期的研究54-58
• 3.4.1 包裝材料的優(yōu)化54-56
• 3.4.2 包裝形式的優(yōu)化56-58
• 4 結(jié)論58-59
• 5 展望59-60
• 6 參考文獻(xiàn)60-66
• 7 發(fā)表文章和專利66-67
• 8 致謝67

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