雙歧桿菌高效濃縮型酸奶發(fā)酵劑制備關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、雙歧桿菌作為典型的益生菌，其促進(jìn)人體健康的有益作用已被公認(rèn)，雙歧桿菌制品已成為面向21世紀(jì)的生物工程技術(shù)產(chǎn)品。隨著人們健康意識(shí)的提高，積極研制并開(kāi)發(fā)多功能乳制品將成為乳制品行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的熱點(diǎn)和大眾的消費(fèi)時(shí)尚；在迅猛發(fā)展發(fā)酵乳制品的同時(shí)，積極研究并大力開(kāi)發(fā)高效濃縮型酸奶發(fā)酵劑，對(duì)于推動(dòng)我國(guó)乳酸菌發(fā)酵劑產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程、促進(jìn)我國(guó)發(fā)酵乳制品工業(yè)的發(fā)展，具有重要意義。本文對(duì)優(yōu)良雙歧桿菌菌種進(jìn)行了分離選育和優(yōu)化搭配；研究了雙歧桿菌純種和雙歧桿菌與乳酸菌混種

2、發(fā)酵牛乳的工藝技術(shù)；優(yōu)化篩選出適合工業(yè)化生產(chǎn)的廉價(jià)增殖培養(yǎng)基和凍干復(fù)合保護(hù)劑；研究了雙歧桿菌增殖培養(yǎng)、細(xì)胞濃縮分離、真空冷凍干燥的工藝技術(shù)；初步探索了雙歧桿菌在冷凍干燥過(guò)程中存活的適宜條件；制備出高效濃縮型雙歧桿菌凍干發(fā)酵劑，并對(duì)凍干發(fā)酵劑在乳中的發(fā)酵活力進(jìn)行了檢測(cè)。本文還對(duì)雙歧桿菌的擴(kuò)大培養(yǎng)進(jìn)行了初步探索和分析。 比較了4株雙歧桿菌在乳中的生長(zhǎng)與發(fā)酵特性、冷藏期間的存活力和后酸化活性以及抗冷凍干燥特性，獲得兩株特性優(yōu)良雙歧桿菌

3、Bbm和Blm。 研究了接種量、蔗糖添加量、起始pH值、發(fā)酵溫度、菌株的耐氧性等因素對(duì)雙歧桿菌在牛乳中發(fā)酵的影響；進(jìn)一步利用正交試驗(yàn)優(yōu)化了雙歧桿菌與乳酸菌混種發(fā)酵牛乳的工藝條件，結(jié)果表明：純種發(fā)酵的最佳工藝條件為：在牛乳培養(yǎng)基中添加4﹪的蔗糖，接種量5﹪(活菌數(shù)約為5×107cfu/mL)，基質(zhì)起始pH值6.5，發(fā)酵溫度39℃，有氧條件發(fā)酵；發(fā)酵均在5h內(nèi)凝乳，發(fā)酵產(chǎn)品活菌含量均可達(dá)1×109cfu/mL以上、pH值為5.0左右

4、。雙歧桿菌與乳酸菌混種發(fā)酵的最佳工藝條件為：在牛乳中，總接種量3﹪(活菌數(shù)約為3×107cfu/mL)，其菌種配比(Lb-DR：St-3：BbmorBlm)1∶1∶1，基質(zhì)起始pH值7.0，發(fā)酵溫度39℃，有氧條件發(fā)酵；采用雙歧桿菌與乳酸菌混種最佳工藝條件發(fā)酵牛乳，在3h20min凝乳，發(fā)酵產(chǎn)品的總活菌含量均可達(dá)1×109cfu/mL以上、pH值為4.5～5.0之間。 選擇原料易得、價(jià)格低廉的農(nóng)副產(chǎn)品，通過(guò)正交試驗(yàn)，篩選出易于分

5、離細(xì)胞的胡蘿卜汁培養(yǎng)基、麥芽汁培養(yǎng)基、菊芋汁培養(yǎng)基、番茄汁培養(yǎng)基；通過(guò)冷凍試驗(yàn)和細(xì)胞抗性調(diào)節(jié)試驗(yàn)確定番茄汁培養(yǎng)基為抗凍型培養(yǎng)基，雙歧桿菌在番茄汁培養(yǎng)基中37℃培養(yǎng)12h，經(jīng)冷凍存活率高達(dá)71.81﹪。 研究了滅菌方式、裝液量、起始pH值、發(fā)酵溫度、接種量、補(bǔ)料等因素對(duì)雙歧桿菌三角瓶水平擴(kuò)大培養(yǎng)的影響；在此基礎(chǔ)上，利用正交試驗(yàn)優(yōu)化了雙歧桿菌三角瓶水平擴(kuò)大培養(yǎng)的工藝條件：培養(yǎng)基裝液量400mL，起始pH值7.00，接種量0.1﹪，3

6、7℃培養(yǎng)12h，活菌數(shù)可達(dá)1×109cfu/mL以上。通過(guò)研究離心力、離心時(shí)間對(duì)雙歧桿菌離心損失率影響，確定了菌體細(xì)胞濃縮分離的最適離心條件：Blm最佳的離心條件為：9000r5～10min或4000r20min；Bbm最佳離心條件為：4000r10min或7500r5～10min。 研究了培養(yǎng)條件和營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)對(duì)雙歧桿菌細(xì)胞抗冷凍性的影響，結(jié)果表明：37℃培養(yǎng)、對(duì)數(shù)術(shù)期或穩(wěn)定初期收獲菌體、保護(hù)劑pH值調(diào)至6.5～7.0、在番茄汁復(fù)

7、合增菌培養(yǎng)基中添加0.1﹪甘油和0.1﹪吐溫80，可顯著提高雙歧桿菌的抗冷凍性。研究了營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)對(duì)雙歧桿菌細(xì)胞抗冷凍性的影響，結(jié)果表明：脫脂乳、海藻糖等13種單因子保護(hù)劑具有明顯的抗凍干保護(hù)作用，進(jìn)一步篩選出5種復(fù)合保護(hù)劑配方，凍干后活菌含量達(dá)1011cfu/g以上，最高凍干存活率Bbm74.36﹪，Blm66.75﹪。保藏試驗(yàn)顯示：33＃保護(hù)劑制備的凍干發(fā)酵劑，真空與常壓空氣二種封存方式及4℃與室溫二種保藏溫度，保藏12個(gè)月，活菌數(shù)下降

8、不足一個(gè)lg數(shù)量級(jí)，均在1010cfu/g以上。通過(guò)凍干發(fā)酵劑發(fā)酵實(shí)驗(yàn)表明：凍干發(fā)酵劑發(fā)酵性能良好，以萬(wàn)分之一接種33＃發(fā)酵劑，39℃有氧發(fā)酵，6h左右凝乳，發(fā)酵產(chǎn)品雙歧桿菌活菌含量均可達(dá)1×109cfu/mL以上、pH值為5.0左右。 利用5L發(fā)酵罐，培養(yǎng)基裝液量3000和3500mL，排氣滅菌，0.1﹪接種量，初始pH值6.86，不通氣，最小轉(zhuǎn)速(100r/min)攪拌，37℃恒溫培養(yǎng)12h，活菌數(shù)可達(dá)1×109cfu/mL