益生菌发酵工艺、冻干保护剂优化与活性研究

益生菌发酵工艺、冻干保护剂优化与活性研究益生菌(Probiotics)又称活菌制剂,是一类能够促进宿主肠道微生物菌群的生态平衡,对宿主健康和生理功能产生有益作用的活性微生物。益生菌主要包括乳杆菌属益生菌、双歧杆菌属益生菌、部分革兰氏阳性球菌益生菌。

益生菌具有多种功能,其具有能够抑制宿主肠道内有害菌的生长,维持肠道的微生态平衡,促进人体消化吸收等肠道保健作用,经研究发现益生菌还具有能够降低胆固醇,促进机体免疫等功能,在多个领域有广泛应用。益生菌所具有的多种功能使其社会需求量不断增加,现在如何提高益生菌活菌数以及延长其保存时间成为面临的主要问题,针对所面临的问题,本研究选取四种益生菌为研究对象,包括鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus BMBL0606)、罗伊氏乳杆菌(L.reuteri BMBL0612)、嗜酸乳杆菌(L.acidophilus BMBL0618)和乳双歧杆菌(Bifidobacterium Lactis BMBL0624)。

通过对四种益生菌培养条件以及培养基组分进行优化,获得能够培养较高的活菌数的培养条件;通过探究最佳的冻干保护剂组分,延长其保存时间;通过喂食高脂小鼠,探究其在降血脂以及降血糖等方面的作用。研究结果如下:1.益生菌发酵条件优化:通过对四种益生菌培养条件以及培养基组分优化,设计正交实验,确定能够使益生菌获得较高活菌数的培养条件,研究结果如下:1)鼠李糖乳杆菌最佳培养条件:在低聚半乳糖、蛋白胨、碳氮比1:3、磷酸盐含量0.4%,初始pH 7.5、37oC接种量3%条件下培养16 h,其活菌数为5.25×1014 cfu/g。

2)罗伊氏乳杆菌最佳培养条件:在低聚半乳糖、胰蛋白胨、碳氮比2:1、磷酸盐含量0.4%,初始pH 7.5、34oC、接种量3%培养12 h,其活菌数为7.8×1012cfu/g。3)嗜酸乳杆菌最佳培养条件:在低聚半乳糖、胰蛋白胨、碳氮比1:3、

磷酸盐含量0.4%,初始pH 6.5、34oC、接种量3%条件下12 h,其活菌数为9.2×1014cfu/g。

4)乳双歧杆菌最佳培养条件:在低聚半乳糖、大豆蛋白胨、碳氮比1:3、磷

酸盐含量0.5%,pH 7.5、37oC、接种量4%培养16 h,其活菌数为6.4×1014 cfu/g。

2、益生菌冻干保护剂优化:通过对不同种类冻干保护剂的筛选,设计正交实验,

确定益生菌最佳冻干保护剂组成,通过测定不同时间益生菌的活菌数,探究冻干

保护剂对益生菌的保存效果。

研究结果如下:1)鼠李糖乳杆菌最佳冻干保护剂为1%脱脂奶粉,4%甘油,4%

甘露醇,20%海藻糖,六个月后活菌数为3.45×1014 cfu/g。2)罗伊氏乳杆菌最佳冻干保护剂成分为10%脱脂奶粉,3%甘油,8%甘露醇,20%海藻糖,六个月后活菌数

为3.1×1012 cfu/g。

3)嗜酸乳杆菌最佳冻干保护剂成分为5%脱脂奶粉,3%甘油,6%甘露醇,10%海

藻糖,六个月后活菌数为4.1×1014 cfu/g。4)乳双歧杆菌最佳冻干保护剂成分

为5%脱脂奶粉,1%甘油,10%甘露醇,5%海藻糖,六个月后活菌数为2.7×1014

cfu/g。

3、益生菌对高脂小鼠血脂的影响:为研究益生菌在降血糖降血脂方面的功能,本研究通过对高脂小鼠喂食益生菌,研究益生菌对血脂的影响,研究表明:鼠李糖乳杆菌及乳双歧杆菌均能使高脂对照组小鼠体重下降,能够改善各实验组血液中甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、总胆固醇(TC)含量异常情况。甘油三酯含量与高脂组相比较均有明显降低,高密度脂蛋白胆固醇含量有所上升,

两组益生菌高剂量组均达到正常水平,高剂量组使总胆固醇的含量达到正常水平。

综上所述,本研究以四种益生菌为研究对象,通过对培养基成分及培养条件

进行优化确定其最佳培养工艺,使菌体活菌数提高;冻干保护剂的确认,使菌粉能够长时间保存;鼠李糖乳杆菌及乳双歧杆菌为代表的益生菌具有良好的降血脂的效果。这将为开发以益生菌的多功能利用提供重要科学依据与支持。