培养基组成对布拉氏酵母生长的影响及其优化_杜晓蒙

1.2.2 单因素试验 分别以碳源种类、氮源种类、磷酸二氢钾浓度、硫
图 1 布拉氏酵母生长曲线 Fig.1 Growth curve of Saccharomyces boulardii
酸镁浓度为影响因素进行实验，以菌体量、光密度为
6
指标研究各因素对菌体生长的影响及其最适水平。
5
1.2.3 正交试验
1
1
1
1
1
1
4.92
0.8 g/L 时，酵母生物量最大，之后随浓度上升生物量开 始降低。
生物量/（g/L） OD600 nm
5.35 5.30 5.25 5.20 5.15 5.10 5.05 5.00
0.4
生物量 OD600 nm
0.64 0.62
0.60
0.58
0.56
0.6 0.8 1.0 1.2 磷酸二氢钾浓度（/ g/L）
摘 要：对益生菌布拉氏酵母（Saccharomyces boulardii）的培养基组成及培养条件对其生物量的影响进行了研究。 通过单因素试验探讨培养基中碳氮源种类，磷酸二氢钾和硫酸镁浓度、pH 以及接种量对布拉氏酵母生物量的影 响；利用正交试验确定摇瓶培养的最适条件。结果表明布拉氏酵母的发酵培养基组成为：葡萄糖 45 g/L，酵母膏 12 g/L，磷酸二氢钾 0.8 g/L，硫酸镁 0.5 g/L。培养条件为：培养基初始 pH5.5，接种量 9 %，培养时间 24 h。在此条件 下得到的布拉氏酵母菌体干重为 6.5 g/L。 关键词：布拉氏酵母；微生态制剂；培养基组成；培养条件
生物工程
食品研究与开发
Food Research And Development
DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2014.05.030
2014 年 3 月
第 35 卷第 5 期 105
培养基组成对布拉氏酵母生长的影响及其优化
杜晓蒙，陶如玉，圣志存，贾士儒* （教育部工业发酵微生物重点实验室，天津科技大学，天津 300457）
图 4 磷酸二氢钾浓度对布拉氏酵母生物量的影响 Fig.4 Effect of Potassium Phosphate Monobasic concentration on
the biomass
2.2.4 硫酸镁浓度对酵母生长的影响
镁处于离子状态时，是许多重要酶的激活剂，也
是发酵过程中不可缺少的成分[15]。硫酸镁浓度对布拉
始 pH 对酵母生物量的影响，实验步骤同 1.2.1。
2 结果与讨论 2.1 布拉氏酵母生长曲线
利用 Bioscreen 全自动生长曲线测定仪绘制布拉 氏酵母生长曲线[14]，结果如图 1 所示，接种后 0~4 h 处
6
35
生物量
5
残糖含量
28
4 21
3 14
2
1
7
0
0
酵母膏 蛋白胨 氯化铵 硝酸钠 硫酸铵
布拉氏酵母是法国科学家 Henri Boulard 于 1923 年 从印尼水果荔枝中分离得到的一株适温、非毒性酵母 菌株，一般认为是酿酒酵母的亚种[1]。目前布拉氏酵母 广泛用于预防和治疗各种腹泻、肠道炎症[1-2]。药代动 力学研究显示，连续口服之后，布拉氏酵母能够在结 肠内稳定存在 3 天左右，停药之后则会随粪便排出，不 会在肠道内定植[3-4]。另外，使用细菌作为益生菌的最 大危险是其可能会将耐药基因传给致病菌，而酵母不 存在此类问题，是安全的微生态调节剂[5]。在许多国 家，布拉氏酵母作为冻干产品用于预防儿童和成人的 腹泻[2，6]。此外，布拉氏酵母制剂还能够增强微生态平 衡，刺激免疫系统，作为饲料添加剂的应用已得到包
其原因可能在于布拉氏酵母菌降解或发酵乳糖的能 因此它能够使布拉氏酵母迅速繁殖，后续试验选择酵
力较差[14]。鉴于蔗糖成本高于葡萄糖，而且葡萄糖是最 母膏为培养基氮源。
生物工程
杜晓蒙，等：培养基组成对布拉氏酵母生长的影响及其优化
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2.2.3 磷酸二氢钾浓度对酵母生长的影响 磷是蛋白质和核酸的必要成分，也是三磷酸腺苷
表 2 L1（6 44）正交试验结果分析 Table 2 The results and analysis of the L1（6 44）orthogonal test
ATP 的组成成分，因此磷元素的含量对微生物的生长
试验号 A
B
C
D 空列 生物量（/ g/L）
也有一定影响[15]。试验结果如图 4，磷酸二氢钾浓度为
挑取布拉氏酵母接种至种子培养基中，30 ℃， 200 r/min 振荡培养 12 h 后，以 7 %接种至发酵培养基 中，振荡培养 24 h，取样测其生物量及残糖含量[12]。
OD600 nm
1.8
OD600 nm
1.6
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 时间/h
2.2 培养基组成对布拉氏酵母生长的影响
菌体量都很低，耗糖很少；而有机氮源组的生物量比
2.2.1 碳源种类对酵母生长的影响
无机氮源组高出三倍以上，葡萄糖几乎全部耗完，其中
试验结果如图 2 所示，以麦芽糖为碳源时酵母生 以酵母膏的效果最好，其原因在于酵母膏含丰富的蛋
物量最高，比葡萄糖组高 9.4 %；乳糖组生物量最低， 白质、多肽和游离氨基酸以及维生素、生长因子等[15]，
Effects of Medium Components on Growth of Saccharomyces boulardii and Medium Optimization DU Xiao-meng，TAO Ru-yu，SHENG Zhi-cun，JIA Shi-ru*
（Key Laboratory of Industrial Microbiology（Ministry of Education），Tianjin University of Science and Technology，Tianjin 300457，China）
Abstract：Effects of fermentation medium components and conditions on growth of Saccharomyces boulardii were investigated in this study separately， based on the single -factor experiment and the orthogonal test. The influential factors such as carbon and nitrogen sources， KH2PO4 and MgSO4 concentrations， pH and incubation size were studied respectively. Results of the orthogonal test demonstrated that S.boulardii grew better in medium （per liter） consisted of 45 g of glucose， 12 g of yeast extract， 0.8 g of KH2PO4， 0.5 g of MgSO4， and the optimal conditions for growth of S.boulardii required initial pH of 5.5， incubation size of 9 % and fermentation time of 24 h. Under these conditions， the dry weight of S.boulardii reached to 6.5 g/L. Key words：Saccharomyces boulardii；probiotics；fermentation medium；fermentation conditions
1
5.44
9
3
1
3
4
2
5.26
10
3
2
4
3
1
5.33
11
3
3
1
2
4
5.82
12
3
4
2
1
3
5.70
13
4
1
4
2
3
5.45
14
4
2
3
1
4
5.39
15
4
3
2
4
1
5.91
16
4
4
1
3
2
5.80
K1 5.05 5.18 5.39 5.39 5.40
K2 5.28 5.18 5.42 5.42 5.39
K3 5.53 5.63 5.34 5.37 5.36
3
0.27 81.82 9.280 *
酵母膏
0.63
3
0.21 63.64 9.280 *
磷酸二氢钾 0.02
3 0.006 7 2.03 9.280
4.6
0.56
硫酸镁
0.02
3 0.006 7 2.03 9.280
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 硫酸镁浓度（/ g/L）
图 5 硫酸镁浓度对布拉氏酵母生物量的影响 Fig.5 The effect of magnesium sulfate heptahydrate concentration
生物量
生物量/（g/L）
在单因素试验结果基础上，以葡萄糖、酵母膏、磷
4
酸二氢钾及硫酸镁浓度为考察因素，以布拉氏酵母菌
3
体干重（DCW）为考察指标，进行 L1（6 44）正交试验，研