嗜热链球菌M5-5冻干保护剂配方的优化

嗜热链球菌M5-5冻干保护剂配方的优化

焦琳;郑晓卫;屈晓宇;申彤;杨洁

【摘要】为了研究不同冻干保护剂在真空冷冻干燥过程中对嗜热链球菌M5-5菌体细胞的保护效果,采用单因素试验和正交试验,以冻干后的菌体存活率为评价指标,考察9种冻干保护剂在冷冻干燥过程中对M5-5菌体的保护效果,以期获得最优保护剂配方.结果表明,海藻糖、甘油和脱脂乳作为单一冻干保护剂时,菌体细胞存活率分别为43.85％、47.51％和40.86％,显著高于其他6种保护剂(P＜0.05);通过正交试验确定冻干保护剂的最优配方为海藻糖60 g/L、谷氨酸钠20 g/L、甘油20 g/L、脱脂乳150 g/L,此时嗜热链球菌M5-5的冻干存活率可达88.41％.扫描电镜结果显示,添加保护剂配方组菌体细胞完整,表面光滑,说明该保护剂配方能有效减少冷冻干燥过程对菌体细胞的损伤.%In order to investigate the effect of different cryoprotectants on cell viability of Streptococcus thermophilus

M5-5 in the process of vacuum freeze-drying,single-factor experiments combining with orthogonal experiments were carried out to optimize protective agents formula based on the cell survival rate of S.thermophilus M5-5 after vacuum freeze-drying.Results showed that the cell survival rate of S.thermophilus M5-5 using trehalose,glycerol and skim milk as protective agents was 43.85％,47.51％,and 40.86％,respectively,higher than that using other six protective agents.The optimum protective agents formula for S.thermophilus M5-5 were determined as follows:trehalose 60 g/L,sodium glutamate 20 g/L,glycerol 20 g/L,skim milk 150 g/L,and the cell survival rate of S.thermophilus M5-5 after vacuum freeze-drying reached 88.41％.Scanning electron microscope results showed that the cell with

cryoprotectant addition was intact with smooth surface,which indicated that the well-performed cryoprotectant could effectively reduce the damage on bacterial cells during vacuum freeze-drying.

【期刊名称】《中国酿造》

【年(卷),期】2017(036)003

【总页数】4页(P95-98)

【关键词】嗜酸链球菌;冻干保护剂;扫描电镜

【作者】焦琳;郑晓卫;屈晓宇;申彤;杨洁

【作者单位】新疆大学生命科学与技术学院,新疆乌鲁木齐830046;中粮营养健康研究院生物技术中心,北京102209;新疆大学生命科学与技术学院,新疆乌鲁木齐830046;新疆大学生命科学与技术学院,新疆乌鲁木齐830046;新疆大学生命科学与技术学院,新疆乌鲁木齐830046

【正文语种】中文

【中图分类】TS202.3

目前，糖类和脱脂乳是使用较广泛且保护效果明显的保护剂，但其作用机理尚不明确[14]。就效果而言，单一的保护剂不足以保护菌体抵抗不良的冻干环境[15]，且同种保护剂对不同菌株的保护效果不尽相同，不同浓度的保护剂保护效果也存在差异。因此，只有复配保护剂中各组分比例和浓度达到协调时，才能达到理想的保护效果。本研究以从新疆民丰县采集的酸乳中筛选分离的嗜热链球菌（Streptococcusthermophilus）M5-5为试验菌株，采用单因素法筛选出保护效果显著的保护剂，采用正交试验法确定最优的保护剂的浓度和比例，并经扫描电镜

验证该保护剂配方对菌体细胞的保护效果，以期最大限度地发挥保护作用，减少菌体细胞在冻干过程中的死亡和损伤，为高效冻干发酵剂的开发提供理论依据。

1.1 材料与试剂

试验菌株：本试验室从新疆民丰县收集的酸奶中分离得到的一株高产胞外多糖的乳酸菌M5-5，经16S rDNA鉴定，菌株M5-5为嗜热链球菌（S.thermophilus）。脱脂乳粉：新西兰恒天然集团；海藻糖、甘露醇、谷氨酸钠：美国Sigma公司；

抗坏血酸：国药集团化学试剂有限公司；甘油、麦芽糊精、谷氨酸：北京化工厂；以上试剂均为分析纯。

MRS培养基：蛋白胨10.00 g，酵母浸粉5.00 g，牛肉膏10.00 g，葡萄糖

20.00 g，磷酸氢二钾2.00 g，柠檬酸氢二铵2.00 g，无水乙酸钠5.00 g，硫酸

锰0.25 g，硫酸镁0.58 g，Tween-801.00g，蒸馏水1L，pH值为6.8，121℃

灭菌15min。

1.2 仪器与设备

Alpha1-2LDplus型真空冷冻干燥机：德国CHRIST公司；BHC-1300IIA2型超净工作台：苏净集团安泰公司；Neofuge 23R型力康高速低温离心机：香港力康有限公司；YX280B型手提式不锈钢蒸汽消毒器：上海三申医疗器械有限公司；

AL104型分析天平：梅特勒-托利多仪器（上海）公司；GXZ型恒温培养箱：宁波江南仪器厂；HH-S型水浴锅：巩义市英峪予华仪器厂；Spectrumlab24型紫外

分光光度计：上海棱光技术有限公司。HITACHI S-3400型扫描电镜：日本日立公司。

1.3 方法

1.3.1 工艺流程

菌种活化→扩大培养→离心→收集菌泥→加入保护剂溶液→悬浮液的制备→预冻→真空冷冻干燥→复水→计数活菌数（CFU/mL）→计算菌体细胞存活率