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        乳酸菌的增殖培養(yǎng)條件優(yōu)化

        2016-08-22 08:17:25李曉鵬劉昕張忠明何守貴曹磊張衛(wèi)兵甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院甘肅蘭州730000甘肅金亞科技發(fā)展有限公司甘肅蘭州730000
        中國(guó)食品工業(yè) 2016年4期
        關(guān)鍵詞:增菌胡蘿卜汁番茄汁

        李曉鵬,劉昕,張忠明,何守貴,曹磊,張衛(wèi)兵(.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,甘肅 蘭州730000;. 甘肅金亞科技發(fā)展有限公司,甘肅 蘭州730000)

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        乳酸菌的增殖培養(yǎng)條件優(yōu)化

        李曉鵬2,劉昕1,張忠明1,何守貴2,曹磊1,張衛(wèi)兵1
        (1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,甘肅 蘭州730000;2. 甘肅金亞科技發(fā)展有限公司,甘肅 蘭州730000)

        以甘南牧區(qū)家庭自制牦牛乳酸奶中分離篩選出的乳酸菌Q2和G4為試驗(yàn)菌株,采用單因素和正交試驗(yàn)優(yōu)化了增殖培養(yǎng)條件,結(jié)果顯示,菌株Q2的最佳增菌基礎(chǔ)培養(yǎng)基為改良MRS培養(yǎng)基;營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化因子最佳添加水平為番茄汁8%、胡蘿卜汁4%、土豆汁4%。菌株G4的最佳增菌基礎(chǔ)培養(yǎng)基為脫脂乳培養(yǎng)基;營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化因子最佳添加水平為番茄汁8%、胡蘿卜汁4%、土豆汁3%。

        乳酸菌;培養(yǎng)條件;優(yōu)化

        隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及消費(fèi)水平的提高,消費(fèi)者在“健康”概念的引領(lǐng)下對(duì)食品營(yíng)養(yǎng)的認(rèn)知更全,對(duì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值要求更高[1-2]。發(fā)酵乳制品憑借其豐富的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和良好的保健功能日益受到消費(fèi)者的青睞。目前,發(fā)酵乳制品已經(jīng)成我國(guó)第一大發(fā)酵乳制品,而且每年還在以25%以上的增長(zhǎng)在高速發(fā)展。但是目前我國(guó)乳品市場(chǎng)還不夠成熟,發(fā)酵乳制品僅占整個(gè)乳品市場(chǎng)份額的15%左右,而國(guó)外成熟的乳品市場(chǎng),發(fā)酵乳制品的比例一般會(huì)達(dá)到 40%左右。因此,國(guó)內(nèi)的發(fā)酵乳制品市場(chǎng)潛力巨大[3-6]。

        制備濃縮型乳酸菌發(fā)酵劑首先要獲得高濃度乳酸菌含量的培養(yǎng)物,這就要對(duì)其進(jìn)行高密度培養(yǎng)。即通過(guò)適當(dāng)手段解除代謝產(chǎn)物中乳酸及其他有機(jī)酸的累積對(duì)乳酸菌細(xì)胞生長(zhǎng)的抑制作用,延長(zhǎng)乳酸菌的對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期,從而獲得較高濃度的培養(yǎng)物[7-8]。

        本研究是以甘南牧區(qū)家庭自制牦牛乳酸奶中分離篩選出的乳酸菌為試驗(yàn)菌株,將其進(jìn)行增殖培養(yǎng)試驗(yàn),以期為工業(yè)生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

        1、材料與方法

        1.1材料與設(shè)備

        1.1.1菌種

        本實(shí)驗(yàn)室自甘南牧區(qū)發(fā)酵乳中分離篩選出的菌株Q2、G4。

        1.1.2試劑

        胰蛋白胨,酵母粉,酵母膏,瓊脂糖,牛肉膏,蛋白胨,葡萄糖,磷酸氫二鉀(鈉),磷酸二氫鉀(鈉),硫酸氫二鉀(鈉),硫酸二氫鉀(鈉),氯化鈣,氯化鈉,氯化鉀,硫酸鎂,硫酸亞鐵,氯化鈉,硫酸錳,乙醇,雙乙酰,氫氧化鈉,以上試劑均為分析純。脫脂奶粉(黑龍江完達(dá)山)為市售。

        1.1.3培養(yǎng)基

        MRS固體培養(yǎng)基、SL培養(yǎng)基、Elliker培養(yǎng)基、脫脂乳固體培養(yǎng)基及脫脂乳液體培養(yǎng)基。

        TJA培養(yǎng)基:番茄汁50mL,酵母膏5g,牛肉膏10g,乳糖20g,葡萄糖2g,磷酸氫二鉀2g,吐溫-801mL,乙酸鈉5g,加蒸餾水至1000mL,調(diào)節(jié)pH6.8±0.2,于121℃滅菌15min備用[8]。

        APT培養(yǎng)基:胰胨10g,吐溫-80lmL,酵母提取物5g,氯化鈉5g,檸檬酸鈉5g,硫酸鎂0.8g,葡萄糖10g,氯化錳0.14g,磷酸氫二鉀5g,硫酸亞鐵0.04g,加蒸餾水至1000mL,調(diào)整pH值為6.7~7.0,121℃滅菌15min[8]。

        1.1.4設(shè)備

        SW-CJ-2FD超凈工作臺(tái)(蘇州凈化設(shè)備有限公司),YX-280A高壓滅菌鍋(上海三申醫(yī)療器械有限公司),HG303-4電熱恒溫培養(yǎng)箱(南京實(shí)驗(yàn)儀器廠),XSP-18S顯微鏡(上海蔡康光學(xué)儀器有限公司),PB-203電子天平(Mettler-Toledo公司)pHS-25數(shù)顯pH計(jì)(上海精密科學(xué)儀器廠), KUBOTA3740冷凍離心機(jī)(日本KUBOTA久保田公司),YQX-1型厭氧培養(yǎng)箱(上海躍進(jìn)醫(yī)療器械廠),冷凍干燥機(jī)(北京博醫(yī)康醫(yī)療器械廠)。

        1.2試驗(yàn)方法

        1.2.1增菌基礎(chǔ)培養(yǎng)基的篩選

        將菌株Q2、G4活化后,以3%(V/V)的接種量接種于改良MRS、ATP、TJA、Elliker及脫脂乳5種液體培養(yǎng)基中,置于42℃下恒溫培養(yǎng)12h后,通過(guò)平板計(jì)數(shù)法對(duì)5種培養(yǎng)液進(jìn)行平板計(jì)數(shù),每個(gè)培養(yǎng)方案均設(shè)3個(gè)重復(fù)[9]。

        1.2.2營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化的單因素試驗(yàn)

        將菌株Q2、G4活化后,以3%(V/V)的接種量分別接種于添加營(yíng)養(yǎng)因子的培養(yǎng)基中,42℃培養(yǎng)12h后,通過(guò)平板計(jì)數(shù)法對(duì)培養(yǎng)液進(jìn)行活菌計(jì)數(shù),每個(gè)培養(yǎng)方案均設(shè)3個(gè)重復(fù)[9]。營(yíng)養(yǎng)因子添加水平見(jiàn)表1。

        表1 營(yíng)養(yǎng)因子單因素試驗(yàn)水平表

        1.2.3營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化的正交試驗(yàn)

        根據(jù)單位因素試驗(yàn)的結(jié)果,將3種營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化因子篩選的最佳添加水平連同相鄰2個(gè)水平設(shè)計(jì)成L9(34)正交試驗(yàn)。

        2、結(jié)果與分析

        2.1增菌基礎(chǔ)培養(yǎng)基的篩選

        菌株Q2、G4在被選用的脫脂乳、改良MRS、APT、Elliker、TJA 這5種基礎(chǔ)培養(yǎng)基中培養(yǎng),培養(yǎng)12h后活菌數(shù)的測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表2。

        表2 乳酸菌在不同基礎(chǔ)培養(yǎng)基中的增殖情況(×107CFU/mL)

        由表23可見(jiàn),菌株Q2在脫脂乳、MRS、APT和Elliker培養(yǎng)基都有一定的生長(zhǎng),在MRS培養(yǎng)基中活菌數(shù)最高,Elliker和脫脂乳培養(yǎng)基次之,在APT培養(yǎng)中活菌數(shù)最低,活菌數(shù)分別為4.40、4.28、3.21、1.44×107CFU/mL,并且存在顯著性差異(P<0.05);菌株Q2在TJA培養(yǎng)基中不生長(zhǎng);因此,篩選出MRS作為菌株Q2的增菌基礎(chǔ)培養(yǎng)基。菌株G4只在脫脂乳培養(yǎng)中生長(zhǎng),篩選脫脂乳培養(yǎng)基作為菌株G4的增菌基礎(chǔ)培養(yǎng)基。

        2.2營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化的單因素試驗(yàn)

        以番茄汁、胡蘿卜汁、土豆汁為營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化因子,將其按試驗(yàn)設(shè)計(jì)要求添加于增菌基礎(chǔ)培養(yǎng)基中,將供試菌株以3%的接種后,培養(yǎng)12h進(jìn)行活菌計(jì)數(shù),試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3、4。

        表3 菌株Q2營(yíng)養(yǎng)因子強(qiáng)化單因素試驗(yàn)結(jié)果

        由表3可見(jiàn),3種營(yíng)養(yǎng)因子對(duì)菌株Q2的生長(zhǎng)均有一定的生長(zhǎng)促進(jìn)作用。胡蘿卜汁對(duì)菌株Q2的生長(zhǎng)促進(jìn)作用效果最好,最佳添加水平為4%;番茄汁對(duì)菌株Q2的生長(zhǎng)促進(jìn)作用效果較好,最佳添加水平為4%;土豆汁對(duì)菌株Q2的生長(zhǎng)促進(jìn)作用效果最差,最佳添加水平為6%。

        表4 菌株G4的營(yíng)養(yǎng)因子強(qiáng)化單因素試驗(yàn)結(jié)果

        由表4可見(jiàn),3種營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化因子對(duì)菌株G4的生長(zhǎng)均有一定的促進(jìn)作用,番茄汁的生長(zhǎng)促進(jìn)作用效果最好,胡蘿卜汁次之,土豆汁的生長(zhǎng)促進(jìn)作用效果最差,3種生長(zhǎng)因子的最佳添加水平分別為8、4、2%。

        2.3營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化的正交試驗(yàn)

        表5 菌株Q2營(yíng)養(yǎng)因子強(qiáng)化正交試驗(yàn)結(jié)果

        由表5極差分析結(jié)果可知,試驗(yàn)所選擇的3個(gè)營(yíng)養(yǎng)因子對(duì)菌株Q2的生長(zhǎng)促進(jìn)的效應(yīng)值大小為:胡蘿卜汁> 番茄汁>土豆汁。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,菌株Q2的營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化因子最佳配方為:胡蘿卜汁4%、番茄汁8%、土豆汁4%。

        表6 菌株G4營(yíng)養(yǎng)因子強(qiáng)化正交試驗(yàn)結(jié)果

        8 3 2 1 0.84 9 3 3 2 0.88K1 0.990 0.997 1.127 K2 1.680 1.233 1.133 K3 0.820 1.260 1.230 R 0.860 0.263 0.103

        由表6極差分析結(jié)果可知,試驗(yàn)所選擇的3個(gè)營(yíng)養(yǎng)因子對(duì)菌株G4的生長(zhǎng)促進(jìn)的效應(yīng)值大小為:番茄汁>胡蘿卜汁>土豆汁。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,菌株G4的營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化因子最佳配方為:番茄汁8 %、胡蘿卜汁4%、土豆汁3%。

        3、結(jié)論

        通過(guò)對(duì)菌株Q2、G4增殖培養(yǎng)條件進(jìn)行優(yōu)化,優(yōu)化結(jié)果顯示,菌株Q2的最佳增菌基礎(chǔ)培養(yǎng)基為改良MRS培養(yǎng)基;營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化因子最佳添加水平為番茄汁8%、胡蘿卜汁4%、土豆汁4%。菌株G4的最佳增菌基礎(chǔ)培養(yǎng)基為脫脂乳培養(yǎng)基;營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化因子最佳添加水平為番茄汁8%、胡蘿卜汁4%、土豆汁3%。

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        蘭州市科技計(jì)劃項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào)2015-3-138)

        Q935

        A

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