乳酸菌发酵剂高密度培养的研究

文章编号:1000-9973(2004)05-0017-05

乳酸菌发酵剂高密度培养的研究

熊晓辉,于修

,熊强,陆利霞

(南京工业大学制药与生命科学学院,江苏南京 210009)

摘要:研究了乳酸菌生长繁殖的环境条件(温度、接种量、起始pH 等)和培养基组成(氮源、碳源、缓冲盐等),优化确定了乳酸菌发酵剂的适宜培养条件为:起始pH 值为6.5,培养温度为37 ,培养基配比为麦芽糖 乳糖(1 1)2%、牛肉膏1.0%、缓冲盐A0.5%、NaCl0.25%、M gSO 40.1%,接种量4%,进一步探索了半连续法进行高密度培养,结合优化的培养条件,可使乳酸菌的液体发酵活菌密度至1.1 1012CFU/mL 。

关键词:乳酸菌;发酵剂;高密度培养中图分类号:TS201.5 文献标识码:A

High cell density culture of lactic acid bacteria starter

XIONG Xiao hui,Y U Xiu jian,XIO NG Qiang,LU Li Xia

(College of Life Science and Pharmaceutical Engineering,Nanjing University of Technology,Nanjing 210009,China)

Abstract:This paper studied on the high cell density culture of L actobacillus sp p .,and discussed the effects of cultural condition (temperature,inoculation capacity and initial pH)and media composition.The optimal culturing conditions were developed ,follow ing:1%maltose,1%lactose,1.0%beef ex tract,0.5%buffer salt A,0.25%sodium chloride,0.1%m agnesium sulfate,pH6.5,4%inoculation capacity.T hen high cell density culture w as explored w ith one semi-continuous w ay and obtained the cells population over 1.1 1012CFU/mL for 16hours based on the optimal condition.Key words:Lactic acid bacteria;starter;hig h cell density culture

乳酸菌是生产发酵乳制品、泡菜、干酪、发酵香肠等传统发酵食品,赋予其特殊质地、风味和口感的重要微生物菌群,而这些传统食品的专用发酵剂的生产和研制将对实现其工业化生产、缩短产品成熟期、使产品特征标准化和安全化起重要作用,也是传统食品的发展方向[1,2]。浓缩发酵剂[1,3,4](特别是冻

干发酵剂)具有活力高、体积小、携带使用方便的特点,可直接用于发酵制品生产,省去扩大培养的复杂操作过程,从而简化产品生产工艺,有利于保持产品质量的稳定,防止菌种的退化和污染。

乳酸菌浓缩发酵剂制备的关键是要实现对其进行高活性、高密度的培养[1,4]。高密

收稿日期:2004-02-25

基金项目:国家862自然科学基金资助项目(2002AA8041)

第5期2004年5月

中国调味品

CHINA CONDIMENT

No.5M ay.2004

度培养技术(High Cell Densit y Culture, HCDC),即高密度发酵技术,一般指在液体培养中的细胞密度超过常规培养10倍以上的生长状态或培养技术,达到提高菌体发酵密度的目的。不仅可减少培养体积,还可以缩短生产周期、减少设备投资从而降低生产成本,能极大地提高产品市场竞争力[4]。不同菌种(株)在达到高密度的水平上有极大差别。

本文在研究环境因素(温度、起始pH 值、接种量)和培养基组成及缓冲盐对乳酸菌生长繁殖影响的基础上,采用半连续高密度培养技术,对乳酸菌高密度培养进行了初步的探索,为进一步制备乳酸菌发酵剂奠定基础。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 菌种:乳酸杆菌(Lactobacillus spp.),本实验室分离和保藏。

1.1.2 培养基

种子培养基:葡萄糖1%、胰蛋白胨1%、牛肉膏0.5%、酵母膏0.5%

基础发酵培养基:葡萄糖2%、胰蛋白胨1%、吐温80 0.05%、NaCl0.25%、M gSO4 0.1%

计数培养基(MRS):葡萄糖2%、蛋白胨1%、牛肉膏1%、酵母膏1%、K2HPO40.2%、NaAc0.5%、MgSO40.058%、MnSO40.025%、吐温80 0.1mL、柠檬酸二胺0.2%、琼脂1.5%、pH6.2~6.4。

1.2 仪器与设备

厌氧培养箱:YQX型 上海跃进医疗器械厂。

pHS-3C精密酸度计:上海雷磁仪器厂。1.3 方法

1.3.1 种子的制备:接种活化的斜面菌种于种子培养基,于37 厌氧培养箱培养6h。1.3.2 发酵培养:将制备的种子接种(3%接种量)于发酵培养基(根据实验设计进行),于厌氧培养箱培养16h,即为制备的发酵液用于各指标的测定。其中接种量因素依实验设计进行。

1.3.3 半连续高密度培养:于厌氧培养箱培养一定时间后,无菌低温离心(10000r/min) 10min,再用等量新鲜培养基替换原发酵液,继续培养1.5~

2.0h,测定各指标。

1.3.4 酸度[5]:以吉尔涅尔度( T)表示,即每100mL发酵液消耗1mL0.1M NaOH溶液记为1 T的酸度。

1.3.5 活菌计数方法:将发酸液按10倍梯度进行系列稀释,取0.1mL以计数培养基于37 培养48h,每一稀释度重复3皿,计数发酵液活菌数(CFU/mL)。

1.3.6 pH值的测定:采用PHS-3C精密酸度计直接测定发酵液pH值。

1.3.7 还原糖的测定[6]:苯酚硫酸法。

2 结果与分析

2.1 温度对乳酸菌培养的影响

对不同的乳酸菌最适生长的温度范围有一定的差异。对本实验室筛选的乳酸菌最适温度进行实验,结果如图1。从图1中可以看出,该乳酸菌的最适培养温度为37 ,可使发酵液中的比生长速率处于较高水平,活菌数达到最高。

2.2 接种量对乳酸菌生长的影响

将培养的种子分别以1%、3%、5%、7%接种量接种到基础发酵培养基中,测定活菌数,结果如图2。从图2可知,不同接种量对乳酸菌的高密度培养有一定的影响,乳酸菌活菌数以接种量5%时为最高。对于7%接

18总第303期 中国调味品