本文關(guān)鍵詞：干酪乳桿菌GBHM-21鑒定、中試制備及發(fā)酵技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：干酪乳桿菌是一種普遍應(yīng)用于食品中的乳酸菌和益生菌;由于其發(fā)酵具有突出的產(chǎn)酸和產(chǎn)香特征,干酪乳桿菌被廣泛應(yīng)用于發(fā)酵食品中,而且對(duì)其應(yīng)用性的研究往往集中于發(fā)酵食品中代謝產(chǎn)物和風(fēng)味物質(zhì)分析。本論文對(duì)一株干酪乳桿菌GBHM-21(L.casei GBHM-21)進(jìn)行菌種和亞種進(jìn)行鑒定,對(duì)中試制備L.casei GBHM-21直投式發(fā)酵劑關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究,并在此基礎(chǔ)上討論了L.casei GBHM-21的發(fā)酵特性和在發(fā)酵乳風(fēng)味濃縮物(FMFCs)中的發(fā)酵機(jī)理,為該菌株的發(fā)酵應(yīng)用提供基礎(chǔ)。論文主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下:(1)根據(jù)其細(xì)胞形態(tài)、生理生化特征16S r RNA基因序列和管家基因phe S基因精確地判定GBHM-21為干酪乳桿菌種干酪乳桿菌亞種Lactobacillus casei,屬于國(guó)家允許用于食品的乳酸菌和用于保健品的益生菌范疇。(2)高活菌數(shù)和高穩(wěn)定性的直投式發(fā)酵劑的制備是L.casei GBHM-21應(yīng)用的必經(jīng)之路。對(duì)L.casei GBHM-21進(jìn)行200L中試規(guī)模高密度培養(yǎng)并對(duì)培養(yǎng)工藝進(jìn)行優(yōu)化:將培養(yǎng)基中葡萄糖與其他物料分開(kāi)滅菌可避免降溫遲滯發(fā)生美拉德反應(yīng)造成培養(yǎng)基中培養(yǎng)成分的損失及反應(yīng)產(chǎn)物對(duì)菌株增殖抑制作用;采用p H變化率作為指標(biāo),對(duì)高密度培養(yǎng)中試過(guò)程中的時(shí)間參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,最終獲得發(fā)酵液中活菌數(shù)穩(wěn)定在(1.44-6.42)×1010cfu/m L。對(duì)工業(yè)生產(chǎn)中連續(xù)進(jìn)料的高速離心條件進(jìn)行優(yōu)化,采用離心收得率作為指標(biāo)反映離心轉(zhuǎn)速和進(jìn)料量對(duì)菌活力的綜合影響,最終確定L.casei GBHM-21最佳離心條件為:離心轉(zhuǎn)速為20000 rpm,進(jìn)料量為2 L/min。(3)制備L.casei GBHM-21的直投式冷藏濃縮發(fā)酵劑,以海藻糖的甘油飽和溶液為保護(hù)劑與菌泥以10:1混合,可在冷藏2個(gè)月以?xún)?nèi)保持活菌數(shù)穩(wěn)定在1010 cfu/g。制備L.casei GBHM-21的直投式凍干發(fā)酵劑,在-20℃冷凍24個(gè)月活力可穩(wěn)定在1011cfu/g;凍干發(fā)酵劑中活菌穩(wěn)定性與水分活度成反比,水分活度更低(Aw≤0.300)的凍干發(fā)酵劑活菌穩(wěn)定性更佳。(4)乳脂濃度的增加(0-90 g/L)可促進(jìn)L.casei GBHM-21對(duì)乳脂和乳蛋白質(zhì)的代謝,顯著提高發(fā)酵乳基中的游離脂肪酸(FFAs)和游離氨基酸(FAAs)總量,且二者呈線性正相關(guān);結(jié)合活菌變化趨勢(shì)認(rèn)為發(fā)酵乳基中FFAs濃度增大并未對(duì)L.casei GBHM-21產(chǎn)生抑制作用,這與FFAs的濃度有關(guān),也與FFAs中短鏈脂肪酸(SCFAs)被L.casei GBHM-21進(jìn)一步代謝而比例下降有關(guān)。乳脂的添加提高發(fā)酵乳基中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的含量和種類(lèi),特別是羧酸類(lèi)和酯類(lèi)、含硫化合物等物質(zhì)隨乳脂含量增加而顯著增加。隨著乳脂濃度的增加,衍生自FFAs的酮類(lèi)先劇增后緩增,衍生自FFAs的羧酸類(lèi)則呈直線增加,這說(shuō)明L.casei GBHM-21將FFAs的進(jìn)一步代謝生成揮發(fā)性酮類(lèi)物質(zhì)具有一定限度。(5)測(cè)定L.casei GBHM-21的β-半乳糖苷酶和H+-ATPase酶在發(fā)酵過(guò)程中的酶活力變化以及分析二者間相互關(guān)系,說(shuō)明L.casei GBHM-21具有高產(chǎn)酸性和耐高酸性。將L.casei GBHM-21應(yīng)用于FMFCs體系中發(fā)現(xiàn)其具有很好的發(fā)酵特性,可獲得具有高酸度、高濃度代謝產(chǎn)物和風(fēng)味物質(zhì)的FMFCs。(6)L.casei GBHM-21具有耐高酸能力和FMFCs體系的高緩沖能力使L.casei GBHM-21在發(fā)酵過(guò)程中能與外源脂肪酶Palatase#174;20000L共同作用。酶改性與發(fā)酵同步使FMFCs中酸度升高,活菌數(shù)降低,FFAs、FAAs濃度和揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的含量、種類(lèi)均增加,對(duì)微觀結(jié)構(gòu)影響顯著。脂肪酶的添加對(duì)揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)最突出的影響在于其能與菌株共同作用產(chǎn)生酯類(lèi):高濃度的FFAs是L.casei GBHM-21合成酯類(lèi)的必要條件;Palatase#174;20000L水解乳脂優(yōu)先釋放SCFAs的特性更利于與L.casei GBHM-21共同作用生成酯類(lèi)。(7)脂肪酶添加濃度不同對(duì)L.casei GBHM-21發(fā)酵代謝影響不同:適宜的脂肪酶的濃度(≤0.03%)對(duì)L.casei GBHM-21在FMFCs中發(fā)酵產(chǎn)生代謝產(chǎn)物和風(fēng)味物質(zhì)具有促進(jìn)作用;而當(dāng)脂肪酶添加量過(guò)高時(shí)(0.03-0.05%),體系中酸度增加對(duì)L.casei GBHM-21增殖產(chǎn)生抑制,也對(duì)胞內(nèi)和胞外酶產(chǎn)生抑制,FFAs積累速率降低,FAAs濃度降低,乳脂水解過(guò)度使微觀結(jié)構(gòu)不均勻。PCA分析顯示,脂肪酶添加量和發(fā)酵時(shí)間對(duì)揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)均有顯著影響。
【關(guān)鍵詞】：干酪乳桿菌 鑒定 直投式發(fā)酵劑 中試 發(fā)酵 風(fēng)味
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TQ920.6;TS252.1
【目錄】：

• 摘要5-7
• 英文摘要7-13
• 第一章 緒論13-43
• 1.1 干酪乳桿菌（Lactobacillus casei）13-17
• 1.1.1 干酪乳桿菌的特性13-14
• 1.1.2 干酪乳桿菌的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀14-17
• 1.2．干酪乳桿菌直投式發(fā)酵劑17-20
• 1.2.1 乳酸菌直投式發(fā)酵劑的分類(lèi)17
• 1.2.2 乳酸菌直投式發(fā)酵劑制備關(guān)鍵技術(shù)17-19
• 1.2.3 乳酸菌直投式發(fā)酵劑的研究現(xiàn)狀19-20
• 1.3. 發(fā)酵乳在發(fā)酵過(guò)程中的生化反應(yīng)20-32
• 1.3.1 乳糖的分解代謝20-22
• 1.3.2 乳脂肪的分解代謝22-25
• 1.3.3 乳蛋白質(zhì)的分解代謝25-28
• 1.3.4 發(fā)酵乳發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的風(fēng)味物質(zhì)28-32
• 1.4 發(fā)酵乳風(fēng)味濃縮物32-35
• 1.4.1 發(fā)酵乳風(fēng)味濃縮物32-33
• 1.4.2 外源脂肪酶在提高乳制品風(fēng)味中的應(yīng)用33-34
• 1.4.3 發(fā)酵乳風(fēng)味濃縮物（香基）研究現(xiàn)狀34-35
• 1.5 本論文的研究意義35-36
• 1.6 本論文主要研究?jī)?nèi)容與路線36-38
• 1.6.1 研究目的36-37
• 1.6.2 研究?jī)?nèi)容37-38
• 參考文獻(xiàn)38-43
• 第二章 菌株GBHM-21 的鑒定43-58
• 2.1 材料與儀器44-45
• 2.1.1 主要試劑44-45
• 2.1.2 主要的儀器45
• 2.2 實(shí)驗(yàn)方法45-51
• 2.2.1 主要培養(yǎng)基和試劑的配制45-46
• 2.2.3 菌株GBHM-21 的培養(yǎng)46
• 2.2.4 菌落形態(tài)觀察46
• 2.2.5 細(xì)胞形態(tài)的觀察46
• 2.2.6 接觸酶和氧化酶反應(yīng)46
• 2.2.7 對(duì)不同理化環(huán)境的反應(yīng)46-47
• 2.2.8 碳水化合物產(chǎn)酸（API50CH）特征測(cè)定47
• 2.2.9 菌株GBHM-21 基因序列測(cè)定47-51
• 2.3 結(jié)果與討論51-56
• 2.3.1 菌落及細(xì)胞形態(tài)51
• 2.3.2 各種理化指標(biāo)鑒定結(jié)果51-53
• 2.3.3 菌株GBHM-2116S rRNA序列結(jié)果分析53-54
• 2.3.4 菌株GBHM-21 pheS序列結(jié)果分析54-56
• 2.4 本章小結(jié)56
• 參考文獻(xiàn)56-58
• 第三章 干酪乳桿菌GBHM-21 發(fā)酵劑中試制備的關(guān)鍵技術(shù)研究58-82
• 3.1 引言58-59
• 3.2 材料與儀器59-60
• 3.2.1 主要原料與試劑59
• 3.2.2 主要儀器59-60
• 3.3 實(shí)驗(yàn)分析方法60-63
• 3.3.1 高密度培養(yǎng)培養(yǎng)基的配制60-61
• 3.3.2 高密度培養(yǎng)工藝優(yōu)化61
• 3.3.3 干酪乳桿菌GBHM-21 高密度培養(yǎng)中試61
• 3.3.4 干酪乳桿菌GBHM-21 濃縮發(fā)酵劑的制備61-62
• 3.3.5 指標(biāo)測(cè)定方法62-63
• 3.4 結(jié)果與討論63-78
• 3.4.1 干酪乳桿菌GBHM-21 發(fā)酵特性63-64
• 3.4.2 干酪乳桿菌GBHM-21 高密度培養(yǎng)關(guān)鍵工藝優(yōu)化64-71
• 3.4.3 干酪乳桿菌GBHM-21 離心工藝的優(yōu)化71-73
• 3.4.4 干酪乳桿菌GBHM-21 冷藏濃縮發(fā)酵劑及其穩(wěn)定性73-75
• 3.4.5 干酪乳桿菌GBHM-21 冷凍干燥發(fā)酵劑及其穩(wěn)定性75-78
• 3.5 本章小結(jié)78-79
• 參考文獻(xiàn)79-82
• 第四章 乳脂濃度對(duì)干酪乳桿菌GBHM-21 發(fā)酵的影響82-107
• 4.1 引言82-83
• 4.2 材料與儀器83-84
• 4.2.1 主要原料與試劑83
• 4.2.2 主要儀器83-84
• 4.3 實(shí)驗(yàn)分析方法84-89
• 4.3.1 含不同乳脂濃度的發(fā)酵乳基的制備84
• 4.3.2 酸度的測(cè)定84
• 4.3.3 活菌數(shù)計(jì)數(shù)84
• 4.3.4 β-半乳糖苷酶的測(cè)定84-86
• 4.3.5 H+-ATPase酶活力測(cè)定86-87
• 4.3.6 游離脂肪酸的測(cè)定87-88
• 4.3.7 游離氨基酸的測(cè)定88-89
• 4.3.8 揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的測(cè)定89
• 4.3.9 分析方法89
• 4.4 結(jié)果與討論89-103
• 4.4.1 乳脂濃度對(duì)干酪乳桿菌GBHM-21 增殖的影響89-90
• 4.4.2 乳脂濃度對(duì)干酪乳桿菌GBHM-21 發(fā)酵產(chǎn)酸的影響90-91
• 4.4.3 乳脂濃度對(duì)干酪乳桿菌GBHM-21 產(chǎn)酸酶系的影響91-94
• 4.4.4 乳脂濃度對(duì)干酪乳桿菌GBHM-21 產(chǎn)游離脂肪酸的影響94-96
• 4.4.5 乳脂濃度對(duì)干酪乳桿菌GBHM-21 產(chǎn)游離氨基酸的影響96-99
• 4.4.6 乳脂濃度對(duì)干酪乳桿菌GBHM-21 產(chǎn)揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的影響99-103
• 4.5 本章小結(jié)103-104
• 參考文獻(xiàn)104-107
• 第五章 脂肪酶改性與干酪乳桿菌GBHM-21 發(fā)酵協(xié)同作用107-134
• 5.1 引言107-108
• 5.2 材料與儀器設(shè)備108
• 5.2.1 主要原料與試劑108
• 5.2.2 主要儀器108
• 5.3 實(shí)驗(yàn)分析方法108-111
• 5.3.1 發(fā)酵乳風(fēng)味濃縮物的制備108-109
• 5.3.2 脂肪酶活力的測(cè)定109
• 5.3.3 酸度的測(cè)定109-110
• 5.3.4 活菌數(shù)計(jì)數(shù)110
• 5.3.5 游離脂肪酸的測(cè)定110
• 5.3.6 乳脂脂肪酸組成的測(cè)定110
• 5.3.7 游離氨基酸的測(cè)定110
• 5.3.8 揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的測(cè)定110
• 5.3.9 微觀結(jié)構(gòu)110-111
• 5.3.10 分析方法111
• 5.4 結(jié)果與討論111-130
• 5.4.1 脂肪酶酶活力111
• 5.4.2 脂肪酶對(duì)干酪乳桿菌GBHM-21 發(fā)酵產(chǎn)酸的影響111-114
• 5.4.3 脂肪酶對(duì)干酪乳桿菌GBHM-21 增殖的影響114-115
• 5.4.4 脂肪酶對(duì)發(fā)酵乳風(fēng)味濃縮物中游離脂肪酸的影響115-120
• 5.4.5 脂肪酶對(duì)發(fā)酵乳風(fēng)味濃縮物中游離氨基酸的影響120-122
• 5.4.6 脂肪酶對(duì)發(fā)酵乳風(fēng)味濃縮物中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的影響122-127
• 5.4.7 脂肪酶對(duì)發(fā)酵乳風(fēng)味濃縮物微觀結(jié)構(gòu)的影響127-130
• 5.5 本章小結(jié)130-131
• 參考文獻(xiàn)131-134
• 結(jié)論與展望134-137
• 1. 結(jié)論134-135
• 2. 本論文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)135
• 3. 展望135-137
• 附錄137-143
• 攻讀博士學(xué)位期間取得的研究成果143-144
• 致謝144-145
• 附件145

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：干酪乳桿菌GBHM-21鑒定、中試制備及發(fā)酵技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：329735