保拉迪酵母菌粉的制備及穩(wěn)定性研究.pdf

1、保拉迪酵母是一種益生菌，其在37℃（動(dòng)物體溫）下生長良好，而普通酵母菌生長的最適溫度30℃左右，保拉迪酵母具有獨(dú)特的生物活性，是適合用于人和動(dòng)物的益生菌。目前，保拉迪酵母普遍用于治療嬰幼兒腹瀉，國內(nèi)保拉迪酵母制劑主要依賴進(jìn)口，有關(guān)培養(yǎng)及制備研究的報(bào)道甚少。本研究以實(shí)驗(yàn)室保藏的保拉迪酵母為試驗(yàn)菌株，研究其培養(yǎng)基組成和發(fā)酵工藝條件，進(jìn)而對比研究冷凍干燥和噴霧干燥法制備菌粉的技術(shù)工藝、菌粉活性及穩(wěn)定性，獲得以下研究結(jié)論。
　　1.單因素

2、試驗(yàn)和響應(yīng)面法優(yōu)化確定了保拉迪酵母菌最適培養(yǎng)條件為：裝液量52mL/250mL、轉(zhuǎn)速181r/min、接種量3.1％、培養(yǎng)基初始pH值6.4。此條件下培養(yǎng)液中的活菌數(shù)達(dá)到1.86×108CFU/mL，比優(yōu)化前提高了14.1%。
　　2.上述培養(yǎng)條件下，單因素和Plackett-Burman試驗(yàn)設(shè)計(jì)篩選出影響保拉迪酵母菌生長的主要因子為：葡萄糖、酵母浸粉、低聚果糖、磷酸氫二鈉、氯化鈣和蛋白胨，其中葡萄糖、酵母浸粉和低聚果糖為主要影響

3、因素，爬坡試驗(yàn)和Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)獲得優(yōu)化后的培養(yǎng)基組成為：葡萄糖4.83%、酵母浸粉0.18%、低聚果糖0.18%、磷酸氫二鈉0.45%、氯化鈣0.2%、蛋白胨2%。該條件下培養(yǎng)保拉迪酵母菌，活菌數(shù)達(dá)到3.91×108CFU/mL，菌體干重5.1911g/L，比對照組分別提高了2.1×108CFU/mL和2.0811g/L。
　　3.保拉迪酵母菌在5 L通風(fēng)發(fā)酵罐中分批培養(yǎng)和流加補(bǔ)料培養(yǎng)結(jié)果表明，流加補(bǔ)料培養(yǎng)能夠促進(jìn)

4、保拉迪酵母菌的生長，活菌數(shù)和菌體干重最高可達(dá)到7.3×108CFU/mL和12.7644g/L。較發(fā)酵罐中分批培養(yǎng)，活菌數(shù)（4.8×108CFU/mL）提高了1.5倍，菌體干重（6.5612g/L）提高了近2倍。采用Logistic和DoseResp模型分別建立了分批培養(yǎng)過程中菌體生長和底物消耗的非線性擬合動(dòng)力學(xué)模型為：(此處為公式)。所得模型與試驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合良好。
　　4.響應(yīng)面法優(yōu)化確定了保拉迪酵母菌復(fù)合凍干保護(hù)劑配方為：菊糖0

5、.6%、低聚木糖0.4%、碳酸氫鈉0.3%、硫酸鎂0.75%、乳糖21.41%、海藻糖21.98%、谷氨酸鈉4.02%、脫脂乳22%，磷酸緩沖液添加量與菌泥重之比為1.2:1。保拉迪酵母菌凍干存活率和單位菌粉活菌數(shù)分別為72.55%和1.32×1010CFU/g。水浴模擬試驗(yàn)優(yōu)化確定了保拉迪酵母菌抗熱保護(hù)劑配方為：脫脂乳15.12%、明膠1.8%、海藻糖9.72%。經(jīng)驗(yàn)證測得菌體存活率為17.82%，與預(yù)測值無顯著性差異。該條件下噴霧干

6、燥制備的保拉迪酵母菌粉，菌體存活率達(dá)到26.12%，單位菌粉活菌數(shù)達(dá)到1.018×109CFU/g。
　　5.加速試驗(yàn)結(jié)果表明，保拉迪酵母菌凍干菌粉和噴霧干燥菌粉于-18℃（凍藏溫度）下貯存的失活速率常數(shù)分別為：k-18F=8.04×10-6和k-18S=1.04×10-5，凍干菌粉的穩(wěn)定性優(yōu)于噴干菌粉。加速試驗(yàn)測得凍干菌粉制備的保拉迪酵母菌羊奶粉在4℃和25℃時(shí)下失活速率常數(shù)分別為：k4=4.48×10-4和k25=9.72×1