乳酸菌的增殖培養(yǎng)條件優(yōu)化

李曉鵬，劉昕，張忠明，何守貴，曹磊，張衛(wèi)兵（.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，甘肅 蘭州730000；. 甘肅金亞科技發(fā)展有限公司，甘肅 蘭州730000）

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乳酸菌的增殖培養(yǎng)條件優(yōu)化

李曉鵬2，劉昕1，張忠明1，何守貴2，曹磊1，張衛(wèi)兵1
（1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，甘肅 蘭州730000；2. 甘肅金亞科技發(fā)展有限公司，甘肅 蘭州730000）

以甘南牧區(qū)家庭自制牦牛乳酸奶中分離篩選出的乳酸菌Q2和G4為試驗(yàn)菌株，采用單因素和正交試驗(yàn)優(yōu)化了增殖培養(yǎng)條件，結(jié)果顯示，菌株Q2的最佳增菌基礎(chǔ)培養(yǎng)基為改良MRS培養(yǎng)基；營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化因子最佳添加水平為番茄汁8%、胡蘿卜汁4%、土豆汁4%。菌株G4的最佳增菌基礎(chǔ)培養(yǎng)基為脫脂乳培養(yǎng)基；營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化因子最佳添加水平為番茄汁8%、胡蘿卜汁4%、土豆汁3%。

乳酸菌；培養(yǎng)條件；優(yōu)化

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及消費(fèi)水平的提高，消費(fèi)者在“健康”概念的引領(lǐng)下對(duì)食品營(yíng)養(yǎng)的認(rèn)知更全，對(duì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值要求更高［1-2］。發(fā)酵乳制品憑借其豐富的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和良好的保健功能日益受到消費(fèi)者的青睞。目前，發(fā)酵乳制品已經(jīng)成我國(guó)第一大發(fā)酵乳制品，而且每年還在以25%以上的增長(zhǎng)在高速發(fā)展。但是目前我國(guó)乳品市場(chǎng)還不夠成熟，發(fā)酵乳制品僅占整個(gè)乳品市場(chǎng)份額的15%左右，而國(guó)外成熟的乳品市場(chǎng)，發(fā)酵乳制品的比例一般會(huì)達(dá)到 40%左右。因此，國(guó)內(nèi)的發(fā)酵乳制品市場(chǎng)潛力巨大［3-6］。

制備濃縮型乳酸菌發(fā)酵劑首先要獲得高濃度乳酸菌含量的培養(yǎng)物，這就要對(duì)其進(jìn)行高密度培養(yǎng)。即通過(guò)適當(dāng)手段解除代謝產(chǎn)物中乳酸及其他有機(jī)酸的累積對(duì)乳酸菌細(xì)胞生長(zhǎng)的抑制作用，延長(zhǎng)乳酸菌的對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期，從而獲得較高濃度的培養(yǎng)物［7-8］。

本研究是以甘南牧區(qū)家庭自制牦牛乳酸奶中分離篩選出的乳酸菌為試驗(yàn)菌株，將其進(jìn)行增殖培養(yǎng)試驗(yàn)，以期為工業(yè)生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1、材料與方法

1.1材料與設(shè)備

1.1.1菌種

本實(shí)驗(yàn)室自甘南牧區(qū)發(fā)酵乳中分離篩選出的菌株Q2、G4。

1.1.2試劑

胰蛋白胨，酵母粉，酵母膏，瓊脂糖，牛肉膏，蛋白胨，葡萄糖，磷酸氫二鉀（鈉），磷酸二氫鉀（鈉），硫酸氫二鉀（鈉），硫酸二氫鉀（鈉），氯化鈣，氯化鈉，氯化鉀，硫酸鎂，硫酸亞鐵，氯化鈉，硫酸錳，乙醇，雙乙酰，氫氧化鈉，以上試劑均為分析純。脫脂奶粉（黑龍江完達(dá)山）為市售。

1.1.3培養(yǎng)基

MRS固體培養(yǎng)基、SL培養(yǎng)基、Elliker培養(yǎng)基、脫脂乳固體培養(yǎng)基及脫脂乳液體培養(yǎng)基。

TJA培養(yǎng)基：番茄汁50mL，酵母膏5g，牛肉膏10g，乳糖20g，葡萄糖2g，磷酸氫二鉀2g，吐溫-801mL，乙酸鈉5g，加蒸餾水至1000mL，調(diào)節(jié)pH6.8±0.2，于121℃滅菌15min備用［8］。

APT培養(yǎng)基：胰胨10g，吐溫-80lmL，酵母提取物5g，氯化鈉5g，檸檬酸鈉5g，硫酸鎂0.8g，葡萄糖10g，氯化錳0.14g，磷酸氫二鉀5g，硫酸亞鐵0.04g，加蒸餾水至1000mL，調(diào)整pH值為6.7～7.0，121℃滅菌15min［8］。

1.1.4設(shè)備

SW-CJ-2FD超凈工作臺(tái)（蘇州凈化設(shè)備有限公司），YX-280A高壓滅菌鍋（上海三申醫(yī)療器械有限公司），HG303-4電熱恒溫培養(yǎng)箱（南京實(shí)驗(yàn)儀器廠），XSP-18S顯微鏡（上海蔡康光學(xué)儀器有限公司），PB-203電子天平（Mettler-Toledo公司）pHS-25數(shù)顯pH計(jì)（上海精密科學(xué)儀器廠）， KUBOTA3740冷凍離心機(jī)（日本KUBOTA久保田公司），YQX-1型厭氧培養(yǎng)箱（上海躍進(jìn)醫(yī)療器械廠），冷凍干燥機(jī)（北京博醫(yī)康醫(yī)療器械廠）。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1增菌基礎(chǔ)培養(yǎng)基的篩選

將菌株Q2、G4活化后，以3%（V/V）的接種量接種于改良MRS、ATP、TJA、Elliker及脫脂乳5種液體培養(yǎng)基中，置于42℃下恒溫培養(yǎng)12h后，通過(guò)平板計(jì)數(shù)法對(duì)5種培養(yǎng)液進(jìn)行平板計(jì)數(shù)，每個(gè)培養(yǎng)方案均設(shè)3個(gè)重復(fù)［9］。

1.2.2營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化的單因素試驗(yàn)

將菌株Q2、G4活化后，以3%（V/V）的接種量分別接種于添加營(yíng)養(yǎng)因子的培養(yǎng)基中，42℃培養(yǎng)12h后，通過(guò)平板計(jì)數(shù)法對(duì)培養(yǎng)液進(jìn)行活菌計(jì)數(shù)，每個(gè)培養(yǎng)方案均設(shè)3個(gè)重復(fù)［9］。營(yíng)養(yǎng)因子添加水平見(jiàn)表1。

表1　營(yíng)養(yǎng)因子單因素試驗(yàn)水平表

1.2.3營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化的正交試驗(yàn)

根據(jù)單位因素試驗(yàn)的結(jié)果，將3種營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化因子篩選的最佳添加水平連同相鄰2個(gè)水平設(shè)計(jì)成L9（34）正交試驗(yàn)。

2、結(jié)果與分析

2.1增菌基礎(chǔ)培養(yǎng)基的篩選

菌株Q2、G4在被選用的脫脂乳、改良MRS、APT、Elliker、TJA 這5種基礎(chǔ)培養(yǎng)基中培養(yǎng)，培養(yǎng)12h后活菌數(shù)的測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表2。

表2　乳酸菌在不同基礎(chǔ)培養(yǎng)基中的增殖情況（×107CFU/mL）

由表23可見(jiàn)，菌株Q2在脫脂乳、MRS、APT和Elliker培養(yǎng)基都有一定的生長(zhǎng)，在MRS培養(yǎng)基中活菌數(shù)最高，Elliker和脫脂乳培養(yǎng)基次之，在APT培養(yǎng)中活菌數(shù)最低，活菌數(shù)分別為4.40、4.28、3.21、1.44×107CFU/mL，并且存在顯著性差異（P＜0.05）；菌株Q2在TJA培養(yǎng)基中不生長(zhǎng)；因此，篩選出MRS作為菌株Q2的增菌基礎(chǔ)培養(yǎng)基。菌株G4只在脫脂乳培養(yǎng)中生長(zhǎng)，篩選脫脂乳培養(yǎng)基作為菌株G4的增菌基礎(chǔ)培養(yǎng)基。

2.2營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化的單因素試驗(yàn)

以番茄汁、胡蘿卜汁、土豆汁為營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化因子，將其按試驗(yàn)設(shè)計(jì)要求添加于增菌基礎(chǔ)培養(yǎng)基中，將供試菌株以3%的接種后，培養(yǎng)12h進(jìn)行活菌計(jì)數(shù)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3、4。

表3　菌株Q2營(yíng)養(yǎng)因子強(qiáng)化單因素試驗(yàn)結(jié)果

由表3可見(jiàn)，3種營(yíng)養(yǎng)因子對(duì)菌株Q2的生長(zhǎng)均有一定的生長(zhǎng)促進(jìn)作用。胡蘿卜汁對(duì)菌株Q2的生長(zhǎng)促進(jìn)作用效果最好，最佳添加水平為4%；番茄汁對(duì)菌株Q2的生長(zhǎng)促進(jìn)作用效果較好，最佳添加水平為4%；土豆汁對(duì)菌株Q2的生長(zhǎng)促進(jìn)作用效果最差，最佳添加水平為6%。

表4　菌株G4的營(yíng)養(yǎng)因子強(qiáng)化單因素試驗(yàn)結(jié)果

由表4可見(jiàn)，3種營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化因子對(duì)菌株G4的生長(zhǎng)均有一定的促進(jìn)作用，番茄汁的生長(zhǎng)促進(jìn)作用效果最好，胡蘿卜汁次之，土豆汁的生長(zhǎng)促進(jìn)作用效果最差，3種生長(zhǎng)因子的最佳添加水平分別為8、4、2%。

2.3營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化的正交試驗(yàn)

表5　菌株Q2營(yíng)養(yǎng)因子強(qiáng)化正交試驗(yàn)結(jié)果

由表5極差分析結(jié)果可知，試驗(yàn)所選擇的3個(gè)營(yíng)養(yǎng)因子對(duì)菌株Q2的生長(zhǎng)促進(jìn)的效應(yīng)值大小為：胡蘿卜汁＞ 番茄汁＞土豆汁。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，菌株Q2的營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化因子最佳配方為：胡蘿卜汁4%、番茄汁8%、土豆汁4%。

表6　菌株G4營(yíng)養(yǎng)因子強(qiáng)化正交試驗(yàn)結(jié)果

8　3　2　1　0.84 9 3 3 2 0.88K1　0.990　0.997　1.127 K2　1.680　1.233　1.133 K3　0.820　1.260　1.230 R　0.860　0.263　0.103

由表6極差分析結(jié)果可知，試驗(yàn)所選擇的3個(gè)營(yíng)養(yǎng)因子對(duì)菌株G4的生長(zhǎng)促進(jìn)的效應(yīng)值大小為：番茄汁＞胡蘿卜汁＞土豆汁。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，菌株G4的營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化因子最佳配方為：番茄汁8 %、胡蘿卜汁4%、土豆汁3%。

3、結(jié)論

通過(guò)對(duì)菌株Q2、G4增殖培養(yǎng)條件進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化結(jié)果顯示，菌株Q2的最佳增菌基礎(chǔ)培養(yǎng)基為改良MRS培養(yǎng)基；營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化因子最佳添加水平為番茄汁8%、胡蘿卜汁4%、土豆汁4%。菌株G4的最佳增菌基礎(chǔ)培養(yǎng)基為脫脂乳培養(yǎng)基；營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化因子最佳添加水平為番茄汁8%、胡蘿卜汁4%、土豆汁3%。

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蘭州市科技計(jì)劃項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)2015-3-138）

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