罗伊氏乳杆菌LT018高密度培养及其冻干技术的研究

摘要

罗伊氏乳杆菌LT018是经过筛选的源自巴马百岁老人的益生菌株，是一株来源明晰、特性鲜明，且具有多种潜在益生功能的菌株，具有较强的耐受模拟胃肠液、粘附繁殖及抑菌能力，为了挖掘出其价值，以期为安全、优质、高效的食品用乳酸杆菌发酵剂及活菌制剂的研制与开发提供高品位素材，将其大量生产转化成产品，做了以下几个方面的研究:　　1.为优化出适合罗伊氏乳杆菌LT018高密度生长的培养基，本研究以TPY为基础培养基，采用单因素方法确定增值培养基的成分为胰蛋白胨、酵母粉、麦芽糖、柠檬酸、柠檬酸钠、西红柿汁和L-半胱氨酸。采用Plackett-Burman实验设计方法得出胰蛋白胨、柠檬酸和L-半胱氨酸对菌株LT018的生长促进作用显著，继而进行最陡爬坡实验快速接近较优区域，通过RSM确定显著因子的最优组合为:胰蛋白胨含量:12.13g·L-1，柠檬酸0.4g·L-1，L-半胱氨酸0.6g·L-1。在上述培养基的基础上，利用单因素方法确定培养最佳条件为:接种量为4.0％，温度为37℃，初始pH为6.7，静置培养。此时该菌株的活菌数可达到7.13×1010cfu·mL-1，是未优化前的10.7倍。通过本研究，培养基得到优化，最终的活菌数与优化倍数与相关报道相比都有了很大提高。　　2.对罗伊氏乳杆菌LT018进行真空冷冻干燥研究，以脱脂乳为基础保护剂，通过对糖类、氨基酸类、醇类进行单因素实验和响应面设计优化复合保护剂，单因素实验筛选得到抗冻因子为:蔗糖、甘油、甘氨酸，然后采用响应面法对罗伊氏乳杆菌冻干保护剂进行了优化。最终得到罗伊乳杆菌保护剂的最佳配比为脱脂乳粉10.00％、蔗糖5.73％、甘油2.97％、甘氨酸0.69％，冻干后菌体存活率达到80.98％。与相关报道相比，本研究降低了保护剂成本，提高菌体冻干存活率。　　3.对罗伊氏乳杆菌LT018菌粉进行模拟胃肠道耐受性实验，测定其活菌数，结果表明，罗伊氏乳杆菌LT018菌粉在模拟胃液处理后的存活率为97.67％，模拟肠道液处理后的存活率为89.79％，罗伊氏乳杆菌LT018菌粉具有较强的胃肠道耐受能力。对于罗伊氏乳杆菌相关方面报道较少，但与其他乳杆菌相比，罗伊氏乳杆菌菌粉的胃肠道耐受能力较强。罗伊氏乳杆菌LT018菌粉具有开发可行性。　　4.对罗伊氏乳杆菌LT018菌粉进行储藏稳定性探究，通过在常温、-4℃、-20℃不同条件下进行探究，最终得出在-20℃时稳定性最好，存活率最高，三个月后存活率可达57.0％。

目录

声明

摘要

1．1 乳酸菌概述

1．1．1 乳酸菌的分类

1．1．2 乳杆菌的功能

1．1．3 乳杆菌的研究应用

1．2 罗伊氏乳杆菌的研究进展

1．2．1 罗伊氏乳杆菌生物学特性

1．2．2 罗伊氏乳杆菌益生功能

1．2．3 罗伊氏乳杆菌安全性

1．3 高密度培养技术

1．3．1 培养基的优化

1．3．2 培养条件优化

1．4 菌种的真空冷冻干燥

1．4．1 真空冷冻干燥技术原理

1．4．2 真空冷冻干燥优点

1．4．3 真空冷冻干燥保护剂的选择

1．5 立体背景及意义

1．6 主要研究内容

2．1 前言

2．2 材料与仪器

2．2．1 材料

2．2．2 实验仪器与设备

2．3 实验方法

2．3．1 培养方法

2．3．2 活菌数测定

2．3．3 培养基成分确定

2．3．4 培养基成分优化实验设计

2．3．5 培养条件优化实验

2．3．6 对比实验

2．3．7 数据分析

2．4 结果与分析

2．4．1 生长曲线的测定

2．4．2 培养基成分确

2．4．3 Plackett-Burman实验设计及结果

2．4．4 最陡爬坡实验设计

2．4．5 Box-Behnken Design响应面设计

2．4．6 验证试验

2．4．7 培养条件优化

2．4．8 对比实验

2．5 本章小结

第三章 罗伊氏乳杆菌LT018冻干菌粉高活性制备工艺研究

3．1 前言

3．2 材料与仪器

3．2．1 材料

3．2．2 实验仪器与设备

3．3 实验方法

3．3．1 菌种培养

3．3．2 离心收集条件的研究

3．3．3 活菌数测定

3．3．4 冻干菌粉的活菌计数

3．3．5 保护剂单因素多水平分析

3．3．6 响应面实验

3．3．7 数据分析

3．4 结果与分析

3．4．1 离心条件对存活率的影响

3．4．2 单因素多水平实验结果分析

3．4．3 Box-Behnken Design响应面设计

3．4．4 验证试验

3．5 本章小结

第四章 罗伊氏乳杆菌冻干粉模拟胃肠道耐受性实验及贮藏稳定性研究

4．1 前言

4．2 材料与仪器

4．2．1 材料

4．2．2 实验仪器与设备

4．2．3 主要溶液配置

4．3 实验方法

4．3．1 模拟胃液耐受性实验

4．3．2 模拟胃肠液耐受实验

4．3．3 LT018菌粉与菌体在模拟胃肠道环境的对比

4．3．4 LT018菌粉的存储稳定性

4．4 结果与分析

4．4．1 冻干罗伊氏乳杆菌LT018菌粉在胃液环境的影响

4．4．2 冻干罗伊氏乳杆菌LT018菌粉在模拟肠液环境的影响

4．4．3 冻干罗伊氏乳杆菌LT018菌粉与菌体在胃液环境的差异

4．4．4 冻干罗伊氏乳杆菌LT018菌粉与菌体在肠液环境的差异

4．4．5 冻干罗伊氏乳杆菌LT018菌粉在不同温度下的存储稳定性

4．5 本章小结

5．1 结论

5．2 创新点

5．3 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的论文