一種提高乳酸菌凍干活性的方法
【專利摘要】一種提高乳酸菌凍干活性的方法，屬于酸奶凍干發(fā)酵劑、乳酸菌活菌制劑【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明將凍干前的乳酸菌菌體與保護劑混合，在4℃放置30分鐘平衡，再在一定溫度下，經(jīng)過一定時間的預(yù)培養(yǎng)，然后再冷凍干燥貯藏。與傳統(tǒng)的不經(jīng)預(yù)培養(yǎng)的凍干方法相比較，經(jīng)過富集培養(yǎng)，離心收集和保護劑懸浮后，先不置于低溫下預(yù)凍，而是把懸浮菌體重新送回一定溫度培養(yǎng)一定時間，然后再冷凍干燥。預(yù)培養(yǎng)對前面的離心收集過程使菌體造成的損傷有修復(fù)作用，所以能提高乳酸菌凍干活性。本發(fā)明引入了預(yù)培養(yǎng)的思路，用這種方法可以提高凍干酸奶發(fā)酵劑、乳酸菌活菌制劑的活性。
【專利說明】一種提高乳酸菌凍干活性的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]一種提高乳酸菌凍干活性的方法，屬于酸奶凍干發(fā)酵劑、乳酸菌活菌制劑【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]由于成本和工業(yè)化方面的問題，菌體收集最常用的方法是離心分離法，即借助離心機的離心力作用使菌體沉積，目的就是將菌體與培養(yǎng)基和代謝產(chǎn)物分開，且要盡可能減少對菌體的損傷，此類方法簡便、快速、處理量大，適合商業(yè)化生產(chǎn)。
[0003]菌體經(jīng)過富集培養(yǎng)、離心收集和保護劑懸浮后，一般采取的措施就是迅速于低溫下預(yù)凍，預(yù)凍一定時間后就開始冷凍干燥。從保護劑懸浮菌體到預(yù)凍這一步，可以做的工作很多=Broadbent等指出將乳酸乳球菌置于10°C冷激2h，能提高細胞凍融后的存活率。國內(nèi)關(guān)于這方面的研究才剛起步，東北農(nóng)大的張?zhí)m威等人發(fā)表過一篇綜述。國外有文獻報道的也僅限于對大腸桿菌和一些嗜溫乳酸菌關(guān)于冷激方面的研究。關(guān)于德氏乳桿菌保加利亞亞種和嗜熱鏈球菌這兩種常用于酸奶發(fā)酵劑菌種進行預(yù)培養(yǎng)的研究還未見諸報道。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種提高乳酸菌凍干活性的方法，在菌體經(jīng)過富集培養(yǎng)，離心收集和保護劑懸浮后，先不置于低溫下預(yù)凍，而是把懸浮菌體重新送回一定溫度培養(yǎng)一定時間，然后再冷凍干燥。本發(fā)明把這種處理方法稱為預(yù)培養(yǎng)。預(yù)培養(yǎng)對前面的離心收集過程使菌體造成的損傷有修復(fù)作用，所以能提高乳酸菌凍干活性。本發(fā)明根據(jù)微生物的生理代謝特點，引入了預(yù)培養(yǎng)的思路，最大限度的挖掘凍干酸奶發(fā)酵劑活性提高的關(guān)鍵控制點。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案:酸奶發(fā)酵劑主要由德氏乳桿菌保加利亞亞種和嗜熱鏈球菌兩種菌構(gòu)成。
[0006]將這兩種菌分別或按照1:1的配比以2%接入發(fā)酵培養(yǎng)基中培養(yǎng)，用常規(guī)方法經(jīng)過富集培養(yǎng)，離心后收集菌體，加入保護劑懸浮，保護劑的用量是菌體濕重量的10-15倍，加保護劑懸浮后的乳酸菌菌體于4°C放置平衡30min，在30_45°C溫度下，經(jīng)過30_120min時間的預(yù)培養(yǎng)后，再進行冷凍干燥。
[0007]本發(fā)明所用乳酸菌菌種為德氏乳桿菌保加利亞亞種CTCC6047、嗜熱鏈球菌CTCC6038或以上兩個菌種按質(zhì)量比1:1混合菌種。
[0008]本發(fā)明所用保護劑為:8g脫脂奶粉、29甘油、0.5g酵母膏，加水IOOmL充分混合溶解。
[0009]本發(fā)明所用保護劑應(yīng)于115°C、15min條件下滅菌，滅菌后置于37°C下培養(yǎng)三天，確認無菌后才能使用。
[0010]預(yù)培養(yǎng)的溫度優(yōu)選為42°C，預(yù)培養(yǎng)的時間優(yōu)選為60分鐘，本方法也適用于乳酸菌活菌制劑或酸奶發(fā)酵劑。
[0011]本發(fā)明的有益效果:采用預(yù)培養(yǎng)方式可以修復(fù)離心過程中對菌體造成的損傷，所以能提高乳酸菌凍干活性。本發(fā)明對于用作酸奶發(fā)酵劑乳酸菌，可以縮短凝乳時間。菌體經(jīng)過預(yù)培養(yǎng)過程，由冷凍干燥前的不活躍狀態(tài)又能回復(fù)到富集培養(yǎng)后的相對活躍狀態(tài)。所選菌株最適預(yù)培養(yǎng)溫度為42°C,最適預(yù)培養(yǎng)時間為60min。將此種狀態(tài)的菌體凍干后,菌體活性顯著提高，凝乳時間比對照組縮短25min。
[0012]菌體用保護劑懸浮后不能馬上冷凍，保護劑與菌體細胞平衡需要一段時間。保護劑與菌體在4°C放置30min以上平衡完成。
[0013]經(jīng)過穩(wěn)定性實驗表明，預(yù)培養(yǎng)的細胞穩(wěn)定性比對照組要好。前者于4°c的條件下貯藏90天后,凝乳時間損失36% ;而對照組損失62%。
【具體實施方式】
[0014]實施例1
[0015]菌種由德氏乳桿菌保加利亞亞種CTCC6047和嗜熱鏈球菌CTCC6038兩種菌按照I: I的配比以2%接入發(fā)酵培養(yǎng)基中培養(yǎng)，用常規(guī)方法經(jīng)過富集培養(yǎng)，離心后收集菌體，加入上述保護劑懸浮，于4°C放置平衡30min后進行預(yù)培養(yǎng)。預(yù)培養(yǎng)溫度分別選擇20°C，30°C，42°C，55°C，預(yù)培養(yǎng)時間分別選擇I小時，2小時，3小時，進行初選，分別考察培養(yǎng)過程中pH和菌數(shù)的變化；考察預(yù)培養(yǎng)處理后的細胞經(jīng)凍干后的成活率和凝乳時間。結(jié)果表明:菌體在20°C這個生長溫度，各項指標很接近，pH和菌數(shù)都無變化，隨著時間的延長，pH會看出些變化，但很微弱，這證明20°C下菌體只有微弱的代謝。55°C為菌體生長的上限，也沒有代謝，而且菌體數(shù)量隨著時間的延長遞減，這證明該溫度對菌體產(chǎn)生嚴重的傷害；30°C作為嗜溫性乳酸菌的最適生長溫度，桿菌和球菌有一定程度的代謝:比20°C強，但比42°C弱很多。在這些預(yù)培養(yǎng)溫度中，以42°C時的菌體變化最顯著，證明菌體在此溫度下開始變得活躍。但在該溫度下，菌體細胞生長不符合微`生物在液體中發(fā)酵生長的一般規(guī)律，菌體數(shù)量從3h后開始下降，而在正常的液體發(fā)酵時，乳酸菌在這段時間正處于生長旺盛的對數(shù)期，分析原因可能是由于在如此一種體系中，細胞密度過大，營養(yǎng)成分的構(gòu)成、滲透壓等都不如lOO/o的牛奶中好，隨著時間的延長，有害代謝產(chǎn)物積累增多，很快就到了不適合菌體生長的程度。
[0016]20°C時菌體處于休眠狀態(tài)，菌體沒有發(fā)生變化，存活串隨著時間的延長仍維持在初始狀態(tài)的值71 %，但由于3h后菌體休眠時間過長，菌體趨于不活躍，所以凍干后的凝乳時間延長5min。
[0017]30°C預(yù)培養(yǎng)的結(jié)果在存活率方面表現(xiàn)得較好，預(yù)培養(yǎng)3h時的存活率達到83%，t匕任何對照組都高。這可能是菌體細胞在此低溫下產(chǎn)生的應(yīng)激反應(yīng)，體內(nèi)或細胞膜產(chǎn)生了抵御冷凍、干燥等損傷的脂肪酸、蛋白質(zhì)，這印證了國外大部分學(xué)者的報道，Mary等曾將這種應(yīng)激狀態(tài)產(chǎn)生的蛋白質(zhì)分離出來。在42°C (最適生長溫度)下，
[0018]預(yù)培養(yǎng)Ih左右的存活率僅次于30°C 3h的值，達到81 %。但預(yù)培養(yǎng)3h后的存活率較低，只有68%。這可能是由于42°C預(yù)培養(yǎng)菌體代謝旺盛，在如此一種高菌體濃度的環(huán)境下，環(huán)境很快變得不適應(yīng)菌體生長，代謝產(chǎn)物對菌體產(chǎn)生了損傷，所以2h后存活率開始下降。最重要的發(fā)現(xiàn)是:42°C預(yù)培養(yǎng)的細胞凍干后，比其他組的凍干活性要大得多，預(yù)培養(yǎng)Ih的凝乳時間只有185min，比對照組不經(jīng)過預(yù)培養(yǎng)的細胞要快25min，這表明經(jīng)過42°C預(yù)培養(yǎng)的細胞，單個細胞的凍干活性得到了加強，印證了預(yù)培養(yǎng)設(shè)計的思路。
[0019]42°C被選擇作為最佳預(yù)培養(yǎng)溫度，再在此溫度下對預(yù)培養(yǎng)時間做一個優(yōu)化，選擇能使菌體細胞達到最大凍干活性的預(yù)培養(yǎng)時間。將懸浮菌體于42°C分別預(yù)培養(yǎng)0、30、60、90、120、150min后測培養(yǎng)過程中pH和菌數(shù)的變化。凍干后測活性和存活率。
[0020]表1 42°C預(yù)培養(yǎng)時間對菌體凍干活性的影響
[0021]
【權(quán)利要求】
1.一種提高乳酸菌凍干活性的方法，其特征是經(jīng)過富集培養(yǎng)，離心收集乳酸菌菌體后用保護劑懸浮，保護劑的用量是菌體濕重量的10-15倍，加保護劑懸浮后的乳酸菌菌體在4°C放置30分鐘平衡，在30-45°C溫度下，經(jīng)過30-120分鐘的預(yù)培養(yǎng)后，再進行冷凍干燥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所用乳酸菌為德氏乳桿菌保加利亞亞種CTCC6047、嗜熱鏈球菌(CTCC6038或以上兩個菌種按質(zhì)量比1:1混合菌種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所用保護劑為:89脫脂奶粉、2g甘油、0.5g酵母膏，加水IOOmL充分混合溶解。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是保護劑應(yīng)于115°C、15分鐘條件下滅菌，滅菌后置于37°C下培養(yǎng)三天，確認無菌后才能使用。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是預(yù)培養(yǎng)的溫度優(yōu)選為42°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是預(yù)培養(yǎng)的時間優(yōu)選為60分鐘。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是本方法適用于乳酸菌的活菌制劑或酸奶發(fā)酵劑。
【文檔編號】C12R1/46GK103756924SQ201110319783
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2011年10月20日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月20日
【發(fā)明者】朱琴 申請人:朱琴