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植物乳杆菌的增殖、干燥及贮藏研究

作　者: 余乐
导　师: 梁运祥
学　校: 华中农业大学
专　业: 生物工程
关键词: 植物乳杆菌增殖干燥贮藏
分类号: Q939.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

微生态制剂是人工培养菌群及其代谢产物物质制剂的总称,一方面微生态制剂用于调节和提高人类、畜禽宿主或植物寄主的健康水平。另一方面其可以促进宿主或寄主体内正常菌群生长。目前,国内外对微生态制剂的研究和开发有较大投入。微生态制剂以其绿色无农药残留、无毒副作用和不引起生物抗药性等优点成为新一代的抗生素的替代品。含植物乳杆菌发酵剂的微生态制剂产生的有机酸及其代谢产物有助于抑制一些病原菌的生长,并能激活机体中的免疫因子,增强机体免疫力。乳酸菌作为新兴的饲料添加剂,可促进动物骨骼生长,防治肠道疾病,并有助于改善生态环境,因此乳酸菌发酵剂具有广泛的应用发展前景。本课题研究的植物乳杆菌属于乳杆菌科中的乳杆菌属,属于兼性厌氧型同型发酵乳酸菌。菌种形态为直的或弯的短杆菌,单个、成对或成链状,最适生长条件为：温度30℃-35℃,pH值6.5左右。本课题依据植物乳杆菌的生物学特性,分别从植物乳杆菌的液态和固态发酵培养基的优化,增殖因子的筛选,发酵工艺优化,菌株高温干燥,干燥发酵剂的贮藏等五个方面来进行研究,具体研究结果如下：1.通过单因素试验,优化植物乳杆菌液态发酵培养基,确定培养基成分为：蔗糖2.0%、大豆蛋白胨2.5%、酵母浸粉2.5%、无水乙酸钠0.5%、无水氯化钙0.01%、巯基乙酸钠0.02%、柠檬酸氢二铵0.2%、KH2PO40.2%、MnSO4-H2O0.05%、 MgSO4·7H2O0.025%、L-半胱氨酸盐酸盐0.05%、吐温800.1%,增殖因子5%(v/v)。最佳发酵条件为菌龄8h,接种量7%(2.7×108CFU/mL),发酵温度37℃及发酵时间为18h,三角瓶中培养装料量无要求。培养工艺优化后,经喷雾干燥植物乳杆菌发酵剂在含水量为7.2%时,活菌数达到2.7x10loCFU/g,比优化前相同水含量的液态发酵剂提高了一个数量级。2.通过单因素实验,优化植物乳杆菌固态发酵培养基,确定最佳固态发酵培养基配比为基质A和基质B以3：1比例混合,料水比为1：1,增殖因子5%(v/v)。最佳发酵条件为：菌龄7h,接种量7%(2.7×108CFU/mL),罐头瓶中培养装料量为40g,总厚度约为4cm,发酵温度37℃,发酵时间为24h。经过工艺优化后,植物乳杆菌菌剂在含水量为7.8%时,活菌数达到2.4x1010CFU/g。3.筛选干燥保护剂,实验结果表明,添加5%的增殖因子E作为保护剂,液态发酵剂含菌量高达2.7x1010CFU/g,固态发酵剂含菌量高达2.4×1010CFU/g。4.探究植物乳杆菌发酵剂的干燥过程和菌体存活率间的关系。在降速干燥阶段后期,植物乳杆菌发酵剂的干燥活菌数和干燥物料的含水量呈正相关关系,与干燥温度则正好相反,随着干燥温度的升高,植物乳杆菌发酵剂干燥活菌数降低。植物乳杆菌发酵剂在干燥后含水量较低时,物料的活菌数和温度的关系不是很明显,并趋于一致。降低干燥温度和低的物料含水量,有利于提高菌剂保藏的存活率。在干燥温度为60℃下,在含水量为7.8%时,活菌数达到2.4×10loCFU/g。5.探究植物乳杆菌发酵剂的贮藏温度和贮藏时间对茵体存活率的影响。将植物乳杆菌的液态发酵剂和固态发酵剂在4℃冰箱中贮藏180d后的存活率分别为55.6%和83.4%,武汉冬春季节的室温下贮藏180d后的存活率分别为35.2%和46.5%在37℃恒温培养箱中贮藏90d后的存活率为34.5%和42.9%。

全文目录

目录  4-7
摘要  7-9
Abstract  9-11
1 前言  11-26
  1.1 微生态制剂研究进展  11-21
    1.1.1 抗生素的淘汰  11-12
    1.1.2 微生态制剂的出现  12-13
    1.1.3 微生态制剂的分类  13
    1.1.4 可用作微生态制剂的微生物种类  13-14
    1.1.5 微生态制剂研制的理论依据  14
    1.1.6 微生态制剂的作用机理  14-15
    1.1.7 微生态制剂的作用方式  15-16
    1.1.8 微生态制剂的发酵工艺  16-17
    1.1.9 影响微生态制剂应用效果的因素  17-19
    1.1.10 微生态制剂的研究方向  19-21
  1.2 乳酸菌菌剂的干燥研究进展  21-25
    1.2.1 干燥原理  21
    1.2.2 微生态制剂的干燥方法  21
    1.2.3 影响乳酸菌菌剂存活率的因素  21-22
    1.2.4 对流干燥及储藏过程中乳酸菌的损伤机理  22-23
    1.2.5 提高乳酸菌存活率的对策及菌体的抗逆机理  23-25
  1.3 研究目的与意义  25-26
2 材料与方法  26-33
  2.1 实验材料  26-27
    2.1.1 菌种  26
    2.1.2 原料  26
    2.1.3 试剂  26-27
    2.1.4 仪器设备  27
    2.1.5 培养基  27
  2.2 实验方法  27-29
    2.2.1 菌种活化复壮  27
    2.2.2 种子液制备  27
    2.2.3 生长曲线的测定  27-28
    2.2.4 液态、固态发酵培养基的制备及接种发酵  28
    2.2.5 发酵物料的干燥  28
    2.2.6 活菌计数  28-29
    2.2.7 物料含水量的测定  29
  2.3 发酵工艺的优化  29-32
    2.3.1 培养基的优化  29-30
    2.3.2 增殖因子的初步筛选  30
    2.3.3 发酵条件优化  30-32
  2.4 植物乳杆菌的干燥研究  32
    2.4.1 液态发酵剂的喷雾干燥  32
    2.4.2 固态发酵剂的鼓风干燥  32
  2.5 植物乳杆菌的贮藏研究  32-33
3 结果与分析  33-49
  3.1 发酵培养基的优化  33-40
    3.1.1 生长曲线的测定  33
    3.1.2 液态发酵培养基的优化  33-35
    3.1.3 固态发酵培养基的优化  35-37
    3.1.4 增殖因子的初步筛选  37-40
  3.2 发酵条件的优化  40-44
    3.2.1 接种的菌龄  40
    3.2.2 接种量  40-41
    3.2.3 固态发酵装料量  41-42
    3.2.4 发酵温度  42
    3.2.5 发酵时间  42-44
  3.3 植物乳杆菌发酵剂的干燥研究  44-45
    3.3.1 液态发酵剂的喷雾干燥  44
    3.3.2 固态发酵剂的鼓风干燥  44-45
  3.4 植物乳杆菌发酵剂的贮藏研究  45-47
  3.5 附图  47-49
4 总结与讨论  49-53
  4.1 总结  49-50
    4.1.1 植物乳杆菌的液态和固态发酵培养基的优化  49
    4.1.2 植物乳杆菌菌剂的干燥过程与菌体存活率间的关系  49-50
    4.1.3 贮藏时间对植物乳杆菌发酵剂活菌数的影响  50
  4.2 讨论  50-52
    4.2.1 植物乳杆菌的发酵工艺  50
    4.2.2 植物乳杆菌热应激蛋白的研究  50-51
    4.2.3 植物乳杆菌的工业发酵方式  51
    4.2.4 植物乳杆菌的工业干燥方式  51
    4.2.5 植物乳杆菌干燥过程、保藏过程和菌体存活率间的关系  51
    4.2.6 关于干燥后菌剂的计数方法  51-52
    4.2.7 植物乳杆菌制剂的使用效果  52
  4.3 展望  52-53
参考文献  53-58
致谢  58-59
作者简介  59

植物乳杆菌的增殖、干燥及贮藏研究

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