高产胞外多糖植物乳杆菌筛选及其发酵工艺优化

为获得高产胞外多糖的乳酸菌,采用菌落拉丝法和硫酸-苯酚法相结合的手段筛选获得1株高产胞外多糖的乳酸菌LPC-1,初步鉴定为Lactobacillus plantarum。以胞外多糖产量为指标,采用单因素和响应面实验对发酵工艺进行优化。优化的培养条件为:蔗糖30 g/L、大豆蛋白胨10 g/L、发酵时间24 h、温度30℃、初始p H值6. 5、接种量4%(体积分数)。通过Plackett-Burman实验确定温度、p H、柠檬酸氢二铵为显著因子,结合中心组合实验及响应面分析,确定最优发酵工艺条件为温度32℃、p H值6. 7、柠檬酸氢二铵3 g/L,在此条件下发酵测得实际产量为2 064. 69 mg/L,与预测值基本吻合,与优化前相比增加了48. 64%,为乳酸菌胞外多糖的规模化生产提供了依据。     

乳酸乳杆菌胞外多糖的发酵条件优化

对乳酸乳杆菌发酵生产胞外多糖的发酵条件进行了优化。在确定Elliker培养基为最适培养基的基础上,利用Plackett-Burman试验设计,筛选出对胞外多糖产量有显著影响的因素,即酵母粉、发酵时间、初始pH值,然后针对这3个关键因子,用单因子试验及中心组合试验优化得到最佳发酵条件。结果表明:当酵母粉为17.35 g/L,初始pH 5.85,发酵时间23.18 h时,乳酸乳杆菌胞外多糖实际产量可达3.910 g/L。     

植物乳杆菌YW11生产胞外多糖的发酵条件研究

对实验室从西藏灵菇中筛选出的一株植物乳杆菌YW11发酵产胞外多糖的条件进行优化。首先通过单因素实验对发酵条件进行初步优化,然后利用二水平正交试验直观分析确定影响因素的主次顺序。以胞外多糖产量作为响应值,采用3因素3水平的响应面分析法,建立二次多项式回归方程的预测模型,从而确定植物乳杆菌YW11产胞外多糖的最优条件。单因素实验结果表明,发酵时间为18 h、碳源为乳糖(质量浓度为15 g/L)、氮源为大豆蛋白胨(质量浓度为15 g/L)、发酵温度为32℃、接种量为3%、p H值为6.0。直观分析确定影响植物乳杆菌YW11产胞外多糖主要发酵因素为大豆蛋白胨质量浓度、p H值、接种量,响应面法优化其较佳值为:大豆蛋白胨质量浓度为13.50 g/L,接种量为2.70%,p H值为6.27。验证实验表明,在优化的发酵条件下得到植物乳杆菌YW11胞外多糖产量为131.26 mg/L,与理论预测值(129.915 mg/L)相接近。     

产胞外多糖植物乳杆菌C88发酵条件优化

研究了发酵条件(初始pH值、温度和碳源)对植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)C88生长及胞外多糖产生情况的影响.结果表明,适合菌株生长和胞外多糖多糖产生的发酵条件为:起始pH值7.0,发酵温度37°C,发酵时间为48 h.碳源优化实验结果表明,果糖为促进菌株生长和胞外多糖产生的最适合碳源.在优化发酵条件下(初始pH值7.0,发酵温度37℃和添加2%果糖作为碳源),植物乳杆菌C88活菌数在培养24 h时接近达到109mL-1,胞外多糖产量从29.86 mg/L提高到40.96 mg/L(均为质量浓度).     

植物乳杆菌YM-2菌株胞外多糖生物合成工艺优化

对从云南传统发酵豆豉分离得到的植物乳杆菌YM-2(Lactobacillus plantarum YM-2)菌株胞外多糖(exopolysaccharide,EPS)生物合成条件进行优化。首先对培养基成分中的碳源、氮源种类进行筛选;然后利用单因素试验分析碳源含量、氮源含量、培养时间以及培养温度对EPS产量的影响;最后采用Box-Behnken法进行四因素三水平响应面分析以确定其最优工艺条件。结果表明,植物乳杆菌YM-2菌株生物合成EPS最佳条件为碳源(葡萄糖)含量30 g/L、氮源(酵母粉)含量30 g/L、培养时间30.05 h、培养温度36.36℃,在此工艺条件下,植物乳杆菌YM-2 EPS产量为257.362 mg/L。     

瑞士乳杆菌MB2-1胞外多糖发酵条件优化

对1 株分离自新疆赛里木酸奶中的瑞士乳杆菌（Lactobacillus helveticus MB2-1）胞外多糖（exopolysaccharide,EPS）的发酵条件进行优化。利用单因素试验确定发酵温度、乳糖添加量、氮源种类及添加量、无机盐种类及添加量对其EPS产量的影响。采用Box-Behnken法对其中的三因素三水平进行响应面分析以确定其最优工艺条件。结果表明：L. helveticus MB2-1 EPS提取的最佳条件为发酵温度37 ℃、Mg2+添加量为质量浓度0.2 g/100 mL、大豆蛋白胨添加量为质量浓度2 g/100 mL,在此工艺条件下,L. helveticus MB2-1 EPS的产量达到801.2 mg/L。     

响应曲面法优化植物乳杆菌胞外多糖的醇沉工艺

利用单因素试验和响应曲面法对植物乳杆菌胞外多糖醇沉工艺参数进行优化研究。结果表明：醇沉时间、95%乙醇添加量、发酵液浓缩倍数与植物乳杆菌胞外多糖提取量存在显著的相关性;胞外多糖醇沉的最佳条件为：醇沉时间12.56h、95%乙醇添加量与发酵液体积比为3.9、发酵液浓缩倍数3.54倍,在此条件下理论预测最大胞外多糖提取量为323.11mg/L,验证实验条件下实际测得最大胞外多糖提取量为320.17mg/L,与预测值的相对误差为0.91%。     

益生菌干酪乳杆菌FM10-3产胞外多糖培养条件的优化

通过单因素试验分析,确定合适的FM10-3合成胞外多糖的温度、时间、pH值和接种量;在单因素试验基础上利用Design-Expert软件对产胞外多糖的三个主要因素进行优化,建立了胞外多糖产量与各影响因子的回归方程,以及取得模型最优值时各因素的水平。结果表明,干酪乳杆菌FM10-3合成胞外多糖的优化培养条件为:培养温度为34.5℃,培养时间为28.4 h,pH值为6.5;此条件下胞外多糖的产量可达313.36 mg/L,FM10-3的胞外多糖产膜的模型达到显著水平,可以对FM10-3在不同的培养条件下的产糖情况进行分析和预测。     

植物乳杆菌KF5胞外多糖合成条件的优化研究

从我国西藏传统乳制品发酵剂藏灵菇(Kefir粒)中分离得到一株具有产胞外多糖(exopolysaccharises,EPS)能力的植物乳杆菌菌株KF5,测得其EPS初始产量为49.32 mg/L。通过单因素及正交试验,优化其EPS的最佳合成条件为:培养时间30 h,培养基初始p H 6.3,接种量3%。培养基初始pH值和接种量对EPS的合成影响不显著,培养时间影响显著(p0.05)。在最优组合条件下,KF5胞外多糖合成量达到95.58 mg/L,相比于正交优化前提高了26.48%。     

植物乳杆菌fmb10产细菌素发酵条件的优化

通过单因素试验对影响植物乳杆菌fmb10发酵产细菌素的8 个影响因子进行初筛,采用Plackett-Burman设计法确定显著影响因子,利用最陡爬坡试验逼近最佳响应面区域,运用Design-Expert软件的中心组合试验设计（central composite design,CCD）对显著影响因子的重要水平和交互作用进行研究。结果表明,菌株fmb10产细菌素的最佳发酵条件为：发酵温度30.38 ℃、葡萄糖质量浓度21.1 g/L、酵母膏质量浓度11.0 g/L,在此条件下,植物乳杆菌fmb10发酵上清液对大肠杆菌抑菌圈直径平均为22.90 mm,与预测值22.89 mm高度吻合,优化后植物乳杆菌fmb10发酵上清液抑菌圈直径较原始抑菌圈直径（18.37 mm）提高了24.66%。     

植物乳杆菌YSQ 规模化生产的低成本培养基配方优化

通过单因素试验、Plackett-Burman试验设计及响应面法筛选适于植物乳杆菌YSQ株大规模发酵的低成本培养基。结果表明：单因素试验确定培养基成分：碳源为玉米粉、次粉+蔗糖;氮源为豆粕;番茄汁作为生长因子供体。利用Plackett-Burman试验设计筛选出影响植物乳杆菌生长的4个主要因子：次粉、豆粕、K2HPO4和MnSO4。最陡爬坡、中心优化组合及响应面分析确定培养基各组分的最适添加量为：玉米粉10g/L、豆粕15.5g/L、次粉1.2g/L、蔗糖5g/L、番茄汁150mL/L、K2HPO4 1.1g/L、MnSO4 0.28g/L、MgSO4 0.3g/L。优化后,植物乳杆菌发酵18h的菌落总数从优化前的8.73×108CFU/mL(玉米粉、豆粕、次粉的混合料)提高到2.68×1010CFU/mL。     

Lactobacillus plantarum 163产细菌素食品级培养基筛选及发酵条件优化

为获得Lactobacillus plantarum 163最佳食品级培养基,首先筛选出Lb. plantarum 163食品级培养基配方,即白菜汁200 mL/L、番茄汁50 mL/L、葡萄糖10 g/L、K2HPO4 2 g/L,蒸馏水补足至1 L。Plackett-Burman试验设计筛选出Lb. plantarum 163食品级培养基配方的关键因子,即接种量、K2HPO4添加量、pH值和大白菜汁添加量。通过Box-Behnken试验构建了Lb. plantarum 163食品级培养基二次多项式模型,得到理想发酵条件,即K2HPO4 1.89 g/L、大白菜汁341.5 mL/L、接种量3.56%、pH 6.95,其抑菌活性比优化前增加30%以上。     

响应面法优化植物乳杆菌代谢产细菌素的发酵条件

为提高一株分离自内蒙古传统发酵稀奶油“焦克”中的植物乳杆菌KLDS1.0391 代谢产细菌素量,以中性蛋白酶水解脱脂乳为培养基,以枯草芽孢杆菌为指示菌,以抑菌圈直径为考察指标,在单因素试验的基础上,采用响应面法优化发酵pH 值、温度以及接种量。结果表明：对该菌代谢产细菌素的活性影响大小依次为：发酵pH值＞接种量＞发酵温度;最优发酵条件为：pH5.1、发酵温度33℃、接种量1%。在此条件下,发酵液的抑菌圈直径为15.00mm,细菌素的效价为601.32IU/mL,较优化前提高了43.08%。在最优发酵条件下获得的实验结果与模型预测值吻合,说明所建立的模型是切实可行的。     

Statistical Optimization of Culture Components for Enhanced Bacteriocin Production by Lactobacillus plantarum LR/14

Statistical optimization of bacteriocin production by a natural isolate of Lactobacillus plantarum LR/14 was carried out in TGYE medium at 37°C and 200 rpm for 20h. In the first step of optimization using Plackett-Burman design, yeast extract, glucose and incubation period were identified as the most important factors for bacteriocin production. These factors were further optimized by response surface methodology (RSM) to understand their interaction and to determine their optimal levels. Results indicated that the maximum bacteriocin production was achieved in a medium containing glucose 2.0% and yeast extract 2.5%, and after an incubation period of 20h. An overall approximatley eightfold improvement in bacteriocin production was achieved as a result of optimization. These results indicated the importance of statistical tools in designing culture conditions for enhancing the production of bacteriocin from L. plantarum LR/14. Such an improved production will facilitate the application of bacteriocin, especially in food preservation.     

Statistical Optimization of Culture Components for Enhanced Bacteriocin Production by Lactobacillus plantarum LR/14

Statistical optimization of bacteriocin production by a natural isolate of Lactobacillus plantarum LR/14 was carried out in TGYE medium at 37°C and 200 rpm for 20h. In the first step of optimization using Plackett-Burman design, yeast extract, glucose and incubation period were identified as the most important factors for bacteriocin production. These factors were further optimized by response surface methodology (RSM) to understand their interaction and to determine their optimal levels. Results indicated that the maximum bacteriocin production was achieved in a medium containing glucose 2.0% and yeast extract 2.5%, and after an incubation period of 20h. An overall approximatley eightfold improvement in bacteriocin production was achieved as a result of optimization. These results indicated the importance of statistical tools in designing culture conditions for enhancing the production of bacteriocin from L. plantarum LR/14. Such an improved production will facilitate the application of bacteriocin, especially in food preservation.     

响应面法优化植物乳杆菌冷冻干燥保护剂配方的研究

本实验应用二水平部分因子设计和响应面中心组合设计联用的方法筛选并优化了植物乳杆菌冷冻干燥的保护剂配方.实验结果表明,众多保护剂当中脱脂乳、海藻糖、硫酸锰的作用最为突出,能够显著提高细胞对冷冻和干燥的环境的耐受能力.以冻干后的细胞存活率为响应目标,响应面法优化的结果为:脱脂乳3.34%、海藻糖1.85%、硫酸锰0.25%.用此配方保护剂冻干样品时,能使细胞存活率达到96.8%±1.3%,与理论预测值较为接近.