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利用苹果渣制备益生菌制剂的研究

作　者: 李瑛
导　师: 吕嘉枥
学　校: 陕西科技大学
专　业: 生物化工
关键词: 益生菌苹果渣菌制剂活菌数
分类号: TS255
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

农用益生菌制剂在改善动物体内微生态平衡、预防疾病、促进生长及净化养殖环境等方面发挥着重要作用。目前,各益生菌制剂多采用成分复杂、价格昂贵的专用培养基培养。本研究以鲜果渣为主原料,用酵母菌、乳酸菌、枯草杆菌和曲霉菌益生菌群为出发菌种,再复配以其他物质,采用有益微生物发酵果渣,以期培养出高浓度的益生菌菌体,同时提高果渣蛋白含量,最终获得具有饲料添加剂和禽畜用益生菌制剂双重功能的产品。该方法成本低廉、工艺简单、设备要求低。通过试验,得出以下结论:LAB单独发酵结果:在相同添加量的尿素、红糖、乳清粉和蔗糖的苹果渣培养基培养LAB,发现LAB在添加尿素和乳清粉时生长较好,在红糖和蔗糖中略差。再在尿素和乳清粉的不同添加量分别培养LA、LB和ST,每24h测其菌数和pH值,结果显示:LA在添加1%尿素和1.5%乳清粉时生长最好,活菌数最大为3.81×10~8个/mL,pH为3.75;LB在添加尿素1.5%,乳清粉2.5%时菌体形态良好,活菌数最高为1.41×10~8个/mL,pH为4.40;ST在添加2%尿素和2.5%乳清粉时生长最好,球菌形成的链较长,活菌数最大为3.88×10~8个/mL,pH为5.23。不同乳酸菌混合发酵结果:采取前期试验配方苹果渣:蒸馏水=1:10,尿素2%,乳清粉2.5%。将LA、LB、ST按菌种比例1:1:1、1:1:2、1:2:1、1:2:2、2:2:1,接种总量5%,分别在37℃、39℃、41℃下培养,每24h测菌数和pH值。结果表明:在37℃,1:1:2菌数最大,为3.60×10~8个/mL, pH为4.03,镜检杆菌明显占优势;在39℃,1:2:1,最大菌浓为4.01×10~8个/mL,pH变化趋势一致,球杆菌分布较好;在41℃,1:1:2时菌数最大,为4.45×10~8个/mL,pH变化趋势相近,镜检结果与39℃相近。再对上述较好的三组合进行比较试验,以活菌数为评价标准。结果显示:活菌数无明显差异,但39℃,1:2:1时杆菌数与球菌数分布较均匀。酵母菌发酵:以添加相同浓度的尿素、红糖、乳清粉和蔗糖的果渣做为苹果渣培养基,28℃培养酵母。显示:酵母菌在添加尿素和蔗糖培养基中生长较好,乳清粉中次之,红糖略差。再在不同尿素添加量下培养,每24h测其菌数和pH值,结果显示:在2%尿素菌体生长最好,发酵液上层有明显的乳白色物聚集,发酵味馥郁,且菌体形态较好,活菌数最大值为5.62×10~8个/mL,pH为5.61。为给后期和乳酸菌混合发酵提供温度参数,再用该培养基不同温度培养酵母,测定活菌数。结果显示:30～36℃,菌数增长明显,都可迅速达108个/mL,在30℃,活菌数最高为7.47×10~8个/mL。酵母菌和乳酸菌混合发酵:将LA、LB、ST和Y四菌接入灭菌培养基,接种总量6%,接种比例为1:1:1:1、1:1:1:2、1:1:1:3、1:1:1:4、1:1:1:5和1:1:1:6,在不同温度(33℃、35℃、37℃、39℃)培养,每24h测其活菌数和pH值,结果显示:在33～39℃,经一定时间,各温度不同比例的活菌数都可达108个/mL,在35℃,1:1:1:6的活菌数最高,达1.99×10~8个/mL;37℃,1:1:1:3的活菌数最大为2.43×10~8个/mL;在39℃下,1:1:1:2时活菌数最高,为1.48×10~8个/mL。发酵结束,pH在3.80左右。镜检发现酵母菌生长较少,乳酸菌明显占优势。综合前期结果及Box-Benhnken试验原理,采用响应面分析法对工艺进行优化。结果显示:发酵温度36℃、菌种比例1:1:1:4、培养100h.活菌数和菌落分布都较好,定为最佳条件。验证试验:无论是干渣还是鲜渣,在最佳条件下进行验证,活菌数彼此极为相近,酵母菌菌数最大为1.15×10~8个/mL,乳酸菌为1.21×10~8个/mL。其他益生菌发酵:直接采用前期确定的培养基,5%接种量,分别在28℃和37℃培养曲霉和枯草芽孢杆菌。结果显示:枯草芽孢杆菌在其上生长良好,活菌数最高可达4.73×10~8个/mL;曲霉不仅可以在该培养基上进行繁殖,而且生长时间同在最适培养基中生长的周期(7d)相近,说明用该培养基培养枯草芽孢杆菌和曲霉菌可行。菌剂制备及指标测定:采用前期试验各最佳条件培养,试制菌剂,并测定各指标。结果:粗蛋白平均含量为28.31%,真蛋白为17.42%,还原糖为6.7%;活菌数为6.85×10~8个/mL;28℃保存6d降至3.57×10~7个/mL、37℃保存6d降至2.39×10~7个/mL。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-13
1 文献综述  13-27
  1.1 禽畜用益生菌制剂概述  13
  1.2 禽畜用益生菌制剂种类  13-16
    1.2.1 禽畜用益生菌特性  13-14
    1.2.2 常用益生菌菌群  14-16
    1.2.3 市售禽畜用益生菌制剂种类  16
  1.3 禽畜用益生菌制剂对动物体主要生理功能  16-19
    1.3.1 有利于促进消化道正常微生物平衡的建立  16-17
    1.3.2 调节宿主免疫功能，防御感染  17-18
    1.3.3 提高饲料消化率，吸收率，促进禽畜生长  18
    1.3.4 阻止有害物质的产生，改善体内外环境  18-19
  1.4 益生菌制剂净化养殖环境  19-20
  1.5 禽畜用益生菌制剂的发展现状和未来趋势  20-21
    1.5.1 禽畜用益生菌制剂的发展现状  20-21
    1.5.2 禽畜用益生菌制剂未来趋势  21
  1.6 苹果渣营养成分及饲用研究现状  21-26
    1.6.1 苹果渣的营养成分分析  21-22
    1.6.2 苹果渣作为饲料开发利用现状  22-26
  1.7 本课题研究内容及目的意义  26-27
    1.7.1 主要研究内容及技术关键  26
    1.7.2 研究的目的意义  26-27
2 研究方法与内容  27-36
  2.1 实验材料  27-29
    2.1.1 实验菌种  27
    2.1.2 主要原材料  27
    2.1.3 培养基  27-28
    2.1.4 主要试剂  28
    2.1.5 试验主要试剂的配制  28-29
  2.2 主要仪器与设备  29-30
  2.3 实验方法  30-32
    2.3.1 pH 值测定  30
    2.3.2 菌体镜检和显微拍摄  30
    2.3.3 活菌计数方法  30
    2.3.4 粗蛋白含量测定一凯氏定氮法  30-31
    2.3.5 真蛋白含量  31
    2.3.6 苹果渣中还原糖的测定——DNS 法  31-32
  2.4 实验内容  32-36
    2.4.1 菌种活化  32-33
    2.4.2 单菌种发酵苹果渣试验  33-34
    2.4.3 乳酸菌混合乳酸菌发酵苹果渣试验  34
    2.4.4 酵母菌和乳酸菌混合发酵苹果渣发酵  34-35
    2.4.5 其他益生菌菌种发酵尝试试验  35
    2.4.6 制备菌剂  35-36
3 结果与分析  36-83
  3.1 单菌种发酵苹果渣试验  36-51
    3.1.1 乳酸菌发酵试验  36-47
    3.1.2 酵母菌发酵试验  47-51
  3.2 乳酸菌混合乳酸菌发酵苹果渣试验  51-58
    3.2.1 温度对苹果渣培养乳酸菌活菌数的影响  51-53
    3.2.2 菌种比例对苹果渣培养乳酸菌活菌数的影响  53-58
  3.3 乳酸菌和酵母混菌发酵苹果渣试验  58-77
    3.3.1 温度对苹果渣混合培养乳酸菌和酵母菌活菌数的影响  58-59
    3.3.2 料水比对苹果渣混合培养乳酸菌和酵母菌活菌数的影响  59-61
    3.3.3 菌种比例不同对苹果渣混合培养乳酸菌和酵母菌活菌数的影响  61-68
    3.3.4 培养时间长短对苹果渣混合培养乳酸菌和酵母菌活菌数的影响  68
    3.3.5 混菌发酵条件响应面法优化  68-74
    3.3.6 最佳条件重复实验  74-77
  3.4 其他益生菌尝试发酵试验  77-79
    3.4.1 枯草芽孢杆菌发酵实验  77-78
    3.4.2 曲霉发酵试验  78-79
  3.5 菌剂试制  79-83
    3.5.1 菌剂制备  79
    3.5.2 菌剂指标测定结果  79-80
    3.5.3 菌剂保藏试验结果  80-83
4 结论  83-86
  4.1 苹果渣单菌株发酵试验  83
    4.1.1 乳酸菌单独发酵结果  83
    4.1.2 酵母菌单独发酵结果  83
  4.2 不同乳酸菌混合发酵结果  83-84
  4.3 酵母菌和乳酸菌混合发酵  84
  4.4 其他益生菌发酵结果  84
  4.5 菌剂试制及指标检测试验结果  84-86
5 展望  86-87
致谢  87-88
参考文献  88-94
硕士学位期间发表的学位论文目录  94-95

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