本發(fā)明屬于發(fā)酵工程領(lǐng)域，涉及一種凍干保護(hù)劑，以及含有該凍干保護(hù)劑的副干酪乳桿菌N1115凍干粉發(fā)酵劑；同時本發(fā)明還涉及一種該副干酪乳桿菌N1115凍干粉發(fā)酵劑的制備方法。
背景技術(shù)：
：副干酪乳桿菌N1115是具有益生功能的乳酸菌,目前已應(yīng)用于乳酸菌飲品和即時性益生菌菌粉中。益生菌凍干粉產(chǎn)品存在生產(chǎn)成本低、活力強(qiáng)、穩(wěn)定性好、貯存期長的優(yōu)點(diǎn)。但是益生菌的凍干制劑的生產(chǎn)中，存在菌體死亡率較高及穩(wěn)定性能差的缺點(diǎn)，致使產(chǎn)品中活菌含量少、用量大、發(fā)酵效果差，制造和使用成本均較高。申請?zhí)枮?01310285984.8的中國發(fā)明專利申請，公開了一種益生菌超低溫冷凍干燥生產(chǎn)益生菌顆粒和應(yīng)用的方法。該專利申請指出的方法可用于多個種屬的益生菌，由于不同種屬微生物具有獨(dú)特的代謝和抗逆特性，因此普遍的生產(chǎn)工藝對于不同菌株效果不盡相同，如應(yīng)用在副干酪乳桿菌N1115凍干粉發(fā)酵劑中時，其菌體活菌得率較低，穩(wěn)定性較差。由于在微生物經(jīng)冷凍干燥后，細(xì)胞內(nèi)的游離水在凍結(jié)狀態(tài)下脫去，細(xì)胞的一切生命活動停止并處于休眠狀態(tài)，可以長期保存，但冷凍干燥過程中會造成微生物細(xì)胞的損傷、死亡及胞內(nèi)某些酶蛋白分子的鈍化，因此需要添加凍干保護(hù)劑減少細(xì)胞的損傷。為了減小細(xì)胞的損傷，現(xiàn)有技術(shù)中，通常在冷凍干燥過程中，添加保護(hù)劑，如在冷凍保存菌株時使用甘油作為保護(hù)劑，為凍干過程提供有效的保護(hù)，但是甘油凍干過程中不易干燥，不能實現(xiàn)較好的保護(hù)效果。技術(shù)實現(xiàn)要素：為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種凍干保護(hù)劑，該凍干保護(hù)劑應(yīng)用于凍干粉發(fā)酵劑制備時，實現(xiàn)對菌體的更好保護(hù)，進(jìn)而可提高凍干粉發(fā)酵劑中菌體存活率及穩(wěn)定性。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所述的凍干保護(hù)劑含有以下成分：麥芽糊精、海藻糖、L-谷氨酸鈉、甘油、半乳甘露聚糖。進(jìn)一步的，所述凍干保護(hù)劑含有如下以重量份計的成分：麥芽糊精20-30份、海藻糖20-30份、L-谷氨酸鈉19-29份、甘油15-25份、半乳甘露聚糖3-9份。進(jìn)一步的，所述半乳甘露聚糖的重量份數(shù)為4-9份。采用本發(fā)明的凍干保護(hù)劑，其效果如下：1、本發(fā)明的技術(shù)方案中，凍干保護(hù)劑中含有半乳甘露聚糖，半乳甘露聚糖是由甘露糖殘基通過β-1,4-糖苷鍵鏈接形成的一種多分枝的聚糖，為凍干過程中形成疏松空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)提供支撐骨架，在凍干中起到保護(hù)菌株的作用，并且半乳甘露聚糖還是一種良好的可溶性膳食纖維，可以促進(jìn)益生菌生長，提高副干酪乳桿菌，尤其是副干酪乳桿菌N1115菌粉的生產(chǎn)性能，降低菌粉作為酸奶發(fā)酵劑時的發(fā)酵時間，為酸奶生產(chǎn)企業(yè)降低生產(chǎn)成本。當(dāng)凍干粉作為口服益生菌，半乳甘露聚糖具有促進(jìn)益生菌生長、治療腸道易激綜合癥、降低血脂和控制血糖等功能，輔助益生菌副干酪乳桿菌N1115發(fā)揮其益生作用。采用本發(fā)明的凍干保護(hù)劑，麥芽糊精、海藻糖、L-谷氨酸鈉、甘油、半乳甘露聚糖原料的配合使用，該凍干保護(hù)劑在凍干過程中，使凍干基質(zhì)呈獨(dú)特的疏松空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這樣的結(jié)構(gòu)為菌體提供了空間保護(hù)屏障，利于凍干保護(hù)劑及菌體發(fā)揮抗凍保護(hù)作用，經(jīng)過凍干后的菌體存活率高，且菌體活性穩(wěn)定，發(fā)酵效果好。2、進(jìn)一步的，所述半乳甘露聚糖的重量份數(shù)為4-9份，結(jié)合其他原料成分的重量配比，使疏松空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)能夠進(jìn)一步增強(qiáng)菌體的空間保護(hù)屏障效果。本發(fā)明同時提供一種副干酪乳桿菌N1115凍干粉發(fā)酵劑，所述副干酪乳桿菌N1115凍干粉發(fā)酵劑含有副干酪乳桿菌N1115濃縮液和如上所述的凍干保護(hù)劑。進(jìn)一步的，按重量份計，所述副干酪乳桿菌N1115濃縮液與所述凍干保護(hù)劑的重量配比為10:1.0-1.5。進(jìn)一步的，按重量份計，所述副干酪乳桿菌N1115濃縮液與所述凍干保護(hù)劑的重量配比為10:1.0-1.3。副干酪乳桿菌N1115濃縮液與凍干保護(hù)劑的配比直接影響凍干過程中菌體存活率。進(jìn)一步的，為了得到最大菌體存活率，得到副干酪乳桿菌N1115濃縮液與凍干保護(hù)劑的最優(yōu)配比，本發(fā)明人設(shè)計了一系列實驗，最終確定，按重量份計，所述副干酪乳桿菌N1115濃縮液與所述凍干保護(hù)劑的配比為10:1.0-1.5。進(jìn)一步的，按重量份計，所述副干酪乳桿菌N1115濃縮液與所述凍干保護(hù)劑的重量配比為10:1.0-1.3。此外，本發(fā)明還提供了一種副干酪乳桿菌N1115凍干粉發(fā)酵劑的制備方法。一種副干酪乳桿菌N1115凍干粉發(fā)酵劑的生產(chǎn)方法，按以下步驟進(jìn)行：1)副干酪乳桿菌N1115濃縮液制備：將副干酪乳桿菌N1115的高密度培養(yǎng)液，低溫高速離心處理，獲得副干酪乳桿菌N1115濃縮液；2)混合液的制備：向副干酪乳桿菌N1115濃縮液中添加凍干保護(hù)劑，充分混合后，得到混合液；3)凍干將步驟2)獲得的混合液放置于真空冷凍干燥機(jī)內(nèi)凍干，得到凍干菌體；4)包裝貯藏。進(jìn)一步的，在步驟2)和步驟3)之間，設(shè)有預(yù)冷凍步驟，即將所述混合液置于溫度為4℃冷藏柜中，恒溫放置12h。凍干過程對于菌體活性損傷極大，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)在凍干前對菌體濃縮液進(jìn)行預(yù)冷凍能夠提高菌體存活率，使凍干后菌體存活率較高。進(jìn)一步的，步驟2)中，所述凍干保護(hù)劑在添加到所述副干酪乳桿菌N1115發(fā)酵液前，需經(jīng)過高溫濕熱滅菌121℃、15分鐘，冷卻至20℃直接添加到所述副干酪乳桿菌N1115的發(fā)酵液中，放置12h，保護(hù)劑與濃縮液充分混合，得到混合液；進(jìn)一步的，所述步驟1)中，將副干酪乳桿菌N1115的高密度培養(yǎng)液的酸堿度調(diào)節(jié)至pH7.2；所述低溫高速離心處理的溫度為5℃，離心轉(zhuǎn)速為8000r/min。本發(fā)明對于富集條件設(shè)計了低溫高速離心(5℃、8000r/min)、低溫低速離心(5℃、4000r/min)、常溫高速離心(25℃、8000r/min)和常溫低速離心(25℃、4000r/min)四個實驗，在上述離心條件下離心15min,實驗結(jié)果表明低溫高速離心(5℃、8000r/min)的菌體富集條件比其他條件菌體存活率較高。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明生產(chǎn)方法生產(chǎn)的副干酪乳桿菌N1115凍干粉發(fā)酵劑，發(fā)酵性能好，菌體活性穩(wěn)定，菌株存活率高，活菌數(shù)可高達(dá)6.0×1011cfu/mL，顯著提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。具體實施方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。實施例1-6實施例1-6示出了凍干保護(hù)劑的原料成分，以及基于該凍干保護(hù)劑的原料成分下，結(jié)合副干酪乳桿菌濃縮液的含量以形成的副干酪乳桿菌N1115凍干粉發(fā)酵劑。其如表1所示：表1實施例1-6原料成分及含量表上述副干酪乳桿菌N1115凍干粉發(fā)酵劑的制備方法，包含以下步驟：1)副干酪乳桿菌N1115濃縮液制備：調(diào)整發(fā)酵終止的副干酪乳桿菌N1115的高密度培養(yǎng)液至pH7.2，降低溫度至5℃，以8000r/min進(jìn)行低溫離心15min，獲得副干酪乳桿菌N1115濃縮液；2)混合液的制備：將凍干保護(hù)劑經(jīng)過高溫濕熱滅菌121℃、15分鐘，冷卻至20℃，直接添加到所述副干酪乳桿菌N1115的發(fā)酵液中，放置12h，使凍干保護(hù)劑與濃縮液充分混合，得到混合液；3)預(yù)冷凍處理：將混合液置于溫度為4℃冷藏柜中，恒溫放置12h，得到預(yù)冷凍處理液；4)凍干處理：將步驟3中獲得的預(yù)冷凍處理液加入真空冷凍干燥機(jī)內(nèi)凍干，以4℃/min的降溫速度，將溫度降至-35℃～-40℃，保持24min，得到凍干菌體。5)包裝貯藏：將冷凍干燥后得到的凍干菌體放入粉碎機(jī)內(nèi)進(jìn)行粉碎，粉碎后的產(chǎn)品過40目篩，于-80℃的環(huán)境中貯藏，運(yùn)輸時采用充有液氮或干冰的保溫箱進(jìn)行運(yùn)輸。采用如上相同的制備方法，研究半乳甘露聚糖含量、凍干保護(hù)劑和副干酪乳桿菌濃縮液含量配比，對制備成的副干酪乳桿菌N1115凍干粉發(fā)酵劑的影響，形成對比例1—4，其原料成分如下：表2對比例1—4原料成分表對上述實施例1-6制成的副干酪乳桿菌N1115凍干粉發(fā)酵劑的菌體存活率進(jìn)行測定，其結(jié)果如表3所示：表3各實施例菌體存活率實施例1實施例2實施例3實施例4實施例5實施例6菌體存活率(％)37.039.138.538.938.537.9對對比例1-4制成的副干酪乳桿菌N1115凍干粉發(fā)酵劑的菌體存活率進(jìn)行測定，其結(jié)果如表4所示：表4各對比例菌體存活率對比例1對比例2對比例3對比例4菌體存活率(％)21.318.924.226.1由表3、表4可知，凍干保護(hù)劑中半乳甘露聚糖為3-9重量份時，所得到的菌體存活率較高，當(dāng)半乳甘露聚糖為4-9重量份時，所得菌體存活率進(jìn)一步提高。當(dāng)半乳甘露聚糖為2重量份或10重量份時，所得活菌存活率較低。當(dāng)副干酪乳桿菌濃縮液與凍干保護(hù)劑的配比為10:1.0-1.5時，菌體存活率較高，進(jìn)一步的，當(dāng)副干酪乳桿菌濃縮液與凍干保護(hù)劑的配比為10:1.0-1.3時，菌體存活率進(jìn)一步提高。實施例7本實施例涉及副干酪乳桿菌N1115凍干粉發(fā)酵劑的制備方法，在本實施例中，主要是在副干酪乳桿菌N1115濃縮液制備步驟中，選取不同的富集條件。具體如下：調(diào)整發(fā)酵終止的副干酪乳桿菌N1115的高密度培養(yǎng)液至pH7.2，采用低溫高速離心(5℃、8000r/min)、低溫低速離心(5℃、4000r/min)、常溫高速離心(25℃、8000r/min)和常溫低速離心(25℃、4000r/min)4種不同的富集條件,離心15min,獲得副干酪乳桿菌N1115濃縮液。以副干酪乳桿菌N1115濃縮液中菌體存活率和濃縮倍數(shù)為檢測項，進(jìn)行下述平行試驗，n＝2取平均值。結(jié)果如表5所示：表5各菌體富集條件下菌體存活率及濃縮倍數(shù)由結(jié)果可見，采用低溫高速離心(5℃、8000r/min)的菌體存活率較高，濃縮倍數(shù)較高，優(yōu)選低溫高速離心。對比例5對比例5的原料與上述實施例2的原料及配比完全一致，制備方法與上述實施例2的制備方法基本相同，不同之處在于缺少上述步驟3預(yù)冷凍處理。以對比例5所得副干酪乳桿菌N1115凍干粉發(fā)酵劑菌體存活率為檢測項，進(jìn)行6次檢測，檢測結(jié)果如表6所示：表6對比例5菌體存活率檢測1檢測2檢測3檢測4檢測5檢測6菌體存活率(％)20.220.320.620.420.720.5由表6結(jié)果與實施例2結(jié)果對比可知，經(jīng)過預(yù)冷凍處理的菌體存活率有顯著提高，幾乎是未經(jīng)過預(yù)冷凍處理菌體存活率的2倍。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3