發(fā)酵乳桿菌（H0801）凍干保護(hù)劑的優(yōu)化

范翠翠 閔祥博 伊媛媛 湯純

摘 要：以發(fā)酵乳桿菌為研究對(duì)象，研究?jī)龈杀Ｗo(hù)劑原料脫脂乳粉、海藻糖、麥芽糊精、VC鈉及甘油對(duì)菌株凍干存活率的影響。實(shí)驗(yàn)通過單因素和正交實(shí)驗(yàn)確定最佳凍干保護(hù)劑組合并進(jìn)行驗(yàn)證，在該保護(hù)劑配方下菌株凍干存活率為94.63%。

關(guān)鍵詞：發(fā)酵乳桿菌;凍干保護(hù)劑;存活率

發(fā)酵乳桿菌是乳酸菌的一種，廣泛存在于發(fā)酵食品中，由于其對(duì)胃腸道環(huán)境具有較好的適應(yīng)能力、對(duì)膽固醇具有較強(qiáng)的降解能力以及具有免疫調(diào)節(jié)等促進(jìn)人體健康的作用。本研究以發(fā)酵乳桿菌為研究對(duì)象，對(duì)其凍干保護(hù)劑種類及添加量進(jìn)行篩選，利用單因素和正交實(shí)驗(yàn)確定其凍干保護(hù)劑的最佳配方。

1 材料

1.1 菌株

發(fā)酵乳桿菌（H0801），由漢臣氏（沈陽）兒童制品有限公司提供。

1.2 MRS培養(yǎng)基

蛋白胨1%、牛肉粉0.5%、酵母粉0.4%、葡萄糖2%、吐溫-800.1%、磷酸二氫鉀0.2%、乙酸鈉0.5%、檸檬酸0.2%、硫酸鎂0.02%、硫酸猛0.005%以及瓊脂粉1.5%，按比例配制1 L，pH為6.80。

1.3 菌泥制備

5%接種量、溫度37 ℃、培養(yǎng)24 h，12 000 r/min離心10 min，菌泥備用。

2 方法

2.1 單一保護(hù)劑添加量的確定

5種保護(hù)劑原料及其添加量為脫脂乳粉（4%、6%、8%、10%與12%）、海藻糖（1%、3%、5%、10%與15%）、麥芽糊精（0.5%、1%、3%、5%與7%）、VC鈉（0.02%、0.04%、0.08%、0.1%與0.15%）及甘油（0.1%、0.5%、1%、1.5%與2%）。分別用5種不同濃度保護(hù)劑與菌泥混合，菌泥與保護(hù)劑比例為1∶2，混合均勻后，分裝到凍干機(jī)托盤中，進(jìn)行凍干，測(cè)定凍干前后的活菌數(shù)，并計(jì)算凍干存活率。

2.2 不同組合保護(hù)劑添加量的確定

根據(jù)單一保護(hù)劑實(shí)驗(yàn)結(jié)果，制定4個(gè)不同添加量的組合保護(hù)劑配方，分別配置凍干保護(hù)劑，在相同的冷凍干燥條件下凍干，并測(cè)定每個(gè)方案凍干前后的活菌數(shù)，計(jì)算存活率。

①海藻糖15%、脫脂乳粉12%、VC鈉0.15%、甘油0.1%與麥芽糊精1%;②海藻糖5%、脫脂乳粉6%、VC鈉0.08%、甘油0.5%與麥芽糊精3%;③海藻糖10%、脫脂乳粉8%、VC鈉0.1%、甘油1%與麥芽糊精5%;④海藻糖3%、脫脂乳粉10%、VC鈉0.04%、甘油1.5%與麥芽糊精7%。

3 結(jié)果

3.1 不同單一凍干保護(hù)劑對(duì)菌體存活率的影響

單一凍干保護(hù)劑及其用量對(duì)菌體存活率的影響如圖1所示。

采用5種不同濃度的單一保護(hù)劑進(jìn)行單因素試驗(yàn)，通過測(cè)定活菌存活率，考察單一保護(hù)劑對(duì)菌體的保護(hù)作用。圖1所示，5種保護(hù)劑對(duì)發(fā)酵乳桿菌均具有一定保護(hù)作用，隨著保護(hù)劑濃度的不斷升高，菌體存活率也不斷提高，但質(zhì)量濃度升高到某一值時(shí)，每種保護(hù)劑作用效果均達(dá)到最大值;此后升高保護(hù)劑濃度反而會(huì)降低對(duì)菌體的保護(hù)效果。表明菌體凍干保護(hù)劑不是濃度越大效果越好，而是存在一個(gè)最佳濃度范圍。

由圖1可知，各單一保護(hù)劑對(duì)發(fā)酵乳桿菌凍干效果的影響順序?yàn)槊撝榉?海藻糖>VC鈉>麥芽糊精>甘油。脫脂乳粉濃度6%～12%時(shí)保護(hù)效果最明顯，菌體凍干存活率最高。其余凍干保護(hù)劑最佳保護(hù)效果濃度范圍分別為：海藻糖3%～15%，麥芽糊精1%～7%，VC鈉0.04%～0.15%，甘油0.1%～1.5%。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行正交試驗(yàn)以進(jìn)一步確定凍干保護(hù)劑的最佳復(fù)配比例。

3.2 不同組合凍干保護(hù)劑對(duì)菌體存活率的影響

不同配方下的凍干保護(hù)劑下的菌體存活率如表1所示。

由表1可知，凍干保護(hù)劑的最優(yōu)配方組合為配方3，即海藻糖10%、脫脂乳粉8%、VC鈉0.1%、甘油1%與麥芽糊精5%。通過對(duì)存活率等數(shù)據(jù)的比較得出，將配方3作為發(fā)酵乳桿菌（H0801）的凍干保護(hù)劑。

4 討論

保護(hù)劑的分子化學(xué)結(jié)構(gòu)對(duì)保護(hù)作用具有顯著影響，本研究中所選用的甘油和海藻糖由于均有5個(gè)以上的羥基，能夠與菌體表面的自由基結(jié)合，避免了菌體暴露于環(huán)境中，同時(shí)還能夠與蛋白質(zhì)形成氫鍵，增強(qiáng)了蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性。此外，在溶液中這些羥基通過水合作用能夠結(jié)合更多的羥基，降低了游離水的含量，并提高了溶液的黏性，從而延緩了冰晶核的生長(zhǎng)，并使所形成的冰晶更小，降低了對(duì)菌體的破壞作用，從而起到保護(hù)作用。通過對(duì)單一種類保護(hù)劑和組合凍干保護(hù)劑對(duì)發(fā)酵乳桿菌（H0801）凍干存活率的影響研究，為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)發(fā)酵乳桿菌（H0801）凍干粉的擴(kuò)大生產(chǎn)提供了研究基礎(chǔ)。

作者簡(jiǎn)介：范翠翠（1984—），女，遼寧撫順人，碩士，工程師。研究方向：食品科學(xué)。