响应面优化大麦酸奶工艺及其品质分析研究

将大麦粉经炒制熟化后添加至酸奶中,研究大麦粉的添加对酸奶品质的影响,并在单因素试验基础上,采用响应面法对大麦酸奶的发酵工艺进行优化,与市售酸奶进行品质对比分析。结果表明,大麦粉添加量、蔗糖添加量和发酵时间是影响酸奶感官品质的显著因素,菌种接入量的影响不显著;经响应面法优化后的大麦酸奶最佳生产工艺参数为:大麦粉添加量为20 g/L,蔗糖添加量为80 g/L,菌种接入量为3%,发酵时间为10 h;品质分析结果表明,与市售酸奶相比,大麦酸奶的营养价值更高,货架期更长。     

水牛乳中高产胞外多糖乳酸菌的筛选与鉴定

从生水牛乳中筛选出两株高产胞外多糖（EPS）的乳酸菌株LB2、LB7,经MRS肉汤培养基发酵后,菌液中的胞外多糖（EPS）产量分别达135 mg/L、148 mg/L,通过形态学、生理生化特征、API细菌鉴定系统、16S rRNA序列分析,鉴定出菌株LB2为植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）,LB7为类肠膜魏斯氏菌（Weissella paramesenteroides）。将其应用到水牛乳酸奶的发酵中,结果表明,植物乳杆菌LB2和类肠膜魏斯氏菌LB7均可用来发酵水牛乳酸奶,且能有效增加酸奶的黏度和胞外多糖产量,其黏度和EPS产量分别为4 050 mPa·s和149 mg/L。     

不同菌种发酵酸奶过程中产生的苯系物的安全性分析

酸奶在发酵过程中会产生苯及苯的同系物,但是对于其产生规律和产生量一直缺乏研究。通过对比保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌单独发酵和双菌种混合发酵,对酸奶中苯系物的产生规律和含量进行了研究,结果发现嗜热链球菌单菌种发酵比保加利亚乳杆菌单菌种发酵时苯系物的产生含量较高,苯系物产生最大值为后熟大约24 h左右,苯系物中苯乙酮最高,分别可以达到2.64±0.34 μg/L和1.95±0.22 μg/L。当使用两种菌种混合发酵时,苯及苯系物的产量高于单菌种发酵,通过比较不同配比的两种菌种的发酵结果发现嗜热链球菌:保加利亚乳杆菌=1:1时,苯系物产生量较低,其中产生量最高的甲苯为3.68±0.15 μg/L。参考饮用水的限量标准,不论是单菌种发酵还是混合发酵,酸奶中苯及苯系物的含量均低于饮用水的限量标准,因此酸奶中的苯及苯系物理论上不会对人体健康造成影响。     

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。     

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%。     

直投式酸奶发酵剂的研制

直投式酸奶发酵剂是新型工业化生产菌种,其活菌数高,使用简单。以嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌为菌种,通过筛选最佳缓冲剂、营养因子及优化冷冻干燥保护剂配方,对直投式酸奶发酵剂加工酸奶过程中活菌数指标进行研究。结果表明,当缓冲剂Ⅱ体积分数为2%,营养因子为2%番茄汁、6%胡萝卜汁、8%马铃薯汁,冷冻干燥保护剂为20 mL/L甘油、8 g/L葡萄糖、20 g/L抗坏血酸时,制备出的直投式酸奶发酵剂,0 d时活菌数为4.22×10~9 CFU/mL,7 d时活菌数为2.73×10~9 CFU/mL,30 d时活菌数为6.57×10~8 CFU/mL,90 d时活菌数为3.69×10~8 CFU/mL。该发酵剂制作的酸奶,凝乳时间为4 h,21 d时活菌数为(4.11±0.05)×10~7 CFU/mL,品质较好,所得到的冻干型直投式菌种适用于酸奶的开发。     

干酪乳杆菌冻干保护剂研究

干酪乳杆菌为生产酸奶和奶酪的重要菌种,在真空冷冻干燥过程中会受到损伤,加保护剂可提高其存活率。通过计算干酪乳杆菌的存活率,利用单因素比较和响应面实验设计,确定冻干保护剂的最适配方。在单一保护剂作用筛选试验中,乳酸菌存活率较高的依次是:海藻糖、L-半胱氨酸、山梨醇、乙酸钠。复合保护剂作用中,干酪乳杆菌存活率最高的保护剂溶液配方为:海藻糖118.2g/L,L-半胱氨酸17.1g/L,山梨醇10.3g/L,乙酸钠1.7g/L,脱脂奶粉120g/L,干酪乳杆菌的存活率达98.74%。本试验结果对保存乳酸菌菌种和制备高活性发酵剂具有应用价值。     

大豆肽对发酵酸奶乳酸菌生长及活力的影响

将两种水解度不同的大豆肽A、B添加至酸奶发酵中,作为乳酸菌发酵的促进剂,研究其对乳酸菌生长及产酸活力及其对乳酸菌活力保持的促进作用.实验采用单一嗜酸乳杆菌菌种,采用了两大类发酵A和B),通过乳酸菌37℃恒温静态培养,测定乳酸菌培养液各种指标(pH值、吸光度、滴定酸度、美兰还原褪色时间以及活菌计数).结果显示,两种大豆肽对乳酸菌生长、产酸均有较显著促进作用,且在酸奶发酵中添加大豆肽浓度为5g/L时,大豆肽对乳酸菌作用效果最佳.两种肽相比,大豆肽B对乳酸菌生长、产酸作用更为显著.     

制浆工艺和发酵剂分别对豌豆浆风味和豌豆酸奶品质的影响

为改善豌豆浆风味以及豌豆酸奶的品质,研究了烫漂、脱壳、以及碱泡的制浆工艺对豌豆浆挥发性风味的影响。在上述所得浆液的基础上,研究了6种不同的市售直投式发酵剂(A～F)对豌豆酸奶的品质影响。结果表明,与传统制浆方式相比,采取热烫、脱壳、碱泡的方式得到的豌豆浆中异味成分的含量显著下降。不同的发酵菌种在豌豆浆中的发酵速率也不同,整体的发酵速率是C>B>A>F>D>E。就质构特性而言,A型菌种发酵的酸奶凝胶结构最为致密,而由E型菌种发酵的豌豆酸奶凝胶结构最松散。关于风味,A型菌种发酵的酸奶挥发性风味物质的含量最高,而D型菌种最低。A型菌种发酵酸奶总体接受度最高而C型菌种发酵酸奶最低。综上所述,相比于传统制浆方式,该研究中的制浆工艺显著改善了豌豆浆的风味,A型直投式发酵剂是最适合上述豌豆浆的发酵菌种,制备出的酸奶质构和风味良好,且整体接受度高。     

保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌的产香特性研究

通过分析凝固型酸奶后发酵过程中香气物质乙醛和丁二酮的含量,研究了保加利亚乳杆菌(LBZ)和嗜热链球菌(STZ)单一及混合菌种(LSZ、GST)后发酵过程中产香特性。结果表明香气物质丁二酮:LBZ菌种基本上保持在0.09mg/L左右;STZ菌种在34h和154h分别有个峰值,但波动较大;LSZ菌种基本较为稳定,且保持在0.23~0.31mg/L之间;GST菌种在0.73~0.92mg/L之间,是LBZ菌种的10倍左右,但总的来说呈下降趋势。香气物质乙醛:LBZ在10h为高11.68mg/L;STZ出现了两个峰值(分别34h和154h);GST在34h有个峰值,其后逐渐下降;LSZ在154h有个峰值,在16.26~19.54mg/L之间波动,总的来说较稳定,因此LSZ为最佳凝固型酸奶菌种。     

红杆菌NBS58-1产胞外多糖发酵条件优化及其保湿性研究

为提高红杆菌（Rufibacter hautae）NBS58-1液态发酵产胞外多糖（EPS）量,以胞外多糖产量为评价指标,通过单因素及响应面试验对菌株NBS58-1发酵产胞外多糖条件进行优化,并对其胞外多糖的保湿性进行研究。结果表明,菌株NBS58-1最佳产糖条件为初始pH 7.5、温度23℃、蔗糖14.1 g/L、酵母浸粉1 g/L、可溶性淀粉0.5 g/L、K2HPO4·3H2O 0.3 g/L、Mg SO4·7H2O 0.05 g/L及丙酮酸钠0.3 g/L,在此条件下EPS产量为138.85 mg/L,是优化前的3.08倍。保湿性研究结果表明,在相对湿度0%条件下,48 h内该胞外多糖的保湿率优于透明质酸与壳聚糖;在相对湿度43%和81%条件下,吸湿能力稍低于透明质酸,但高于壳聚糖。     

柠檬明串珠菌TD1产胞外多糖条件的响应面法优化及其抗氧化性研究

以柠檬明串珠菌（Leuconostoc citreum）TD1为供试菌,采用响应面法优化该菌株产胞外多糖（EPS）条件,并对其胞外多糖的 抗氧化性进行研究。 结果表明,菌株TD1产胞外多糖的最优条件为蔗糖109 g/L、Ca2+ 0.2 mmol/L、无水乙酸钠6.7 g/L。 在此优化条件 下,EPS含量为（57.58±2.04） g/L,是优化前（32.71 g/L）的1.76倍。分别测定上述发酵条件获得的粗EPS的抗氧化能力,结果表明,菌株 TD1所产的胞外多糖具有良好的体外抗氧化活性,随着浓度的增加清除能力亦增强,对超氧阴离子自由基、羟基自由基、DPPH自由 基和NO2清除率分别为（55.23±2.18）%、（95.34±2.33）%、（56.61±3.09）%和（5.32±0.18）%。     

解淀粉芽孢杆菌GSBa-1胞外多糖的发酵制取、流变学特性和应用

针对1株从传统酒曲中分离筛选得到的高产胞外多糖(exopolysaccharides,EPS)解淀粉芽孢杆菌GSBa-1,采用单因素试验和响应面法确定了菌株的最优产EPS发酵条件:培养基组成为胰蛋白胨10 g/L、酵母浸粉5 g/L、蔗糖40 g/L、氯化钠10 g/L;发酵温度35℃、发酵时间36 h、摇床转速160 r/min、接种量4%,在此条件下EPS产量为326.45 mg/L。对EPS的流变特性进行研究,结果表明,该EPS溶液的黏度较低,具有浓度依赖性和剪切变稠的特性,随着温度升高,黏度降低。采用激光光散射仪辅助测量EPS的分子形态:得到EPS在水溶液中重均分子质量为4.993×10~5 g/mol,回旋半径为48.34 nm,流体力学半径为64.62 nm,结构参数为0.748,该分子可能为紧密的球状结构。透射电子显微镜观察验证了EPS的球状结构。将该EPS加入到酸性乳饮料中,既不会增加其黏度,又具有良好的稳定特性,表明解淀粉芽孢杆菌GSBa-1 EPS可以作为一种新型的食品稳定剂,具有潜在的应用价值。     

Optimization of medium on exopolysaccharides production in submerged culture of Cordyceps militaris

Statistical experimental design strategy (SES) was applied to optimize the medium for the exopolysaccharides (EPS) production of Cordyceps militaris by submerged culture in shaker flask. A significant influence of the glucose and peptone on the EPS production was first evaluated by using a Plackett-Buman design. Then, steepest ascent method was employed to approach the experimental design space. Last, these factors were further optimized using central composite design (CCD) and response surface methodology (RSM). A quadratic model was found to fit the EPS production. The optimum values of the tested variables for the production of EPS were 48.67 g/L glucose, 12.56 g/L peptone, 1 g/L KH₂PO₄, 10 g/L yeast extract, and 0.5 g/L MgSO₄·7H₂O. Under optimization of culture conditions, the EPS production was enhanced from 0.78 to 1.96 g/L. In comparison with that of original culture conditions, 2.5 fold increase was obtained.     

Effects of pH, temperature, supplementation with whey protein concentrate, and adjunct cultures on the production of exopolysaccharides by Streptococcus thermophilus 1275

Effects of pH, temperature, supplementation with whey protein concentrate (WPC), and non-EPS culture on the exopolysaccharide (EPS) production by Streptococcus thermophilus 1275 were studied. The organism was grown in 10% reconstituted skim milk (RSM) in a Biostat B fermenter for 24 h at various pH (4.5, 5.5 and 6.5) and temperatures (30, 37, 40, and 42 degrees C), and supplementation with WPC 392, and non-EPS producing S. thermophilus 1303 and the amount of EPS produced were determined. Bacterial counts were enumerated and the concentrations of lactic acid, lactose, glucose, and galactose were also determined. A maximum of 406 mg/L of EPS was produced in RSM at 37 degrees C after 24 h of fermentation at pH 4.08 when the pH was not controlled. A pH of 5.5 and temperature of 40 degrees C were found to be optimal for EPS production by S. thermophilus 1275, yielding 458 mg/L. The EPS production increased when RSM was supplemented with WPC 392. At optimum pH and at 37 degrees C with WPC supplementation, the level of EPS increased to 1029 mg/L. Co-culturing S. thermophilus 1275 with non-EPS S. thermophilus 1303 increased EPS production at 37 degrees C and pH 5.5 to 832 mg/L. High temperature (42 degrees C) reduced the amount of EPS production, and EPS production ceased at pH 4.5 when maintained constantly at this pH. The level of lactose utilization and lactic acid production depended on growth conditions of the organism. No glucose was detected, while galactose was found to accumulate in the medium.     

微量元素与功能性螺旋藻

螺旋藻对微量元素有很强的生物富集作用。研究表明,螺旋藻对Cr、Zn、Se三种微量元素均有明显的富集作用,且它们之间存在吸附竞争;通过富集适量的硒可以促进螺旋藻生长及胞外多糖积累。当培养基中硒(Ⅳ)的浓度为400mg/L以下时,显著促进螺旋藻生物量的增长,但浓度太高对螺旋藻的生长有抑制作用;当硒(Ⅳ)的浓度为300mg/L时,胞外多糖量达到最大值18mg/L,而未添加硒时的分泌量最大为11mg/L。     

高产胞外多糖沙棘根瘤内生细菌的筛选、鉴定及其发酵条件优化

目的:从6株产胞外多糖的沙棘根瘤内生细菌中,筛选出高产胞外多糖的菌株,并对其进行鉴定和发酵条件优化。方法:利用苯酚-硫酸法联合DNS法测定菌株胞外多糖产量,筛选高产胞外多糖菌株;利用形态学观察、生理生化特征及16S rRNA基因序列分析法对高产胞外多糖菌株进行鉴定;利用单因素实验法优化产多糖的发酵培养基与发酵条件,并利用正交实验法进一步优化培养基中蔗糖、KNO₃、KH₂PO₄的最适添加量。结果:筛选得到一株高产胞外多糖菌株TT207,鉴定为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。经条件优化,确定其高产胞外多糖的最优培养基组分为蔗糖50 g/L,KNO₃ 10 g/L,KH₂PO₄ 8 g/L;最佳发酵条件为:培养时间48 h,培养温度34℃,初始pH6.5,接种量4%,装液量70 mL/250 mL,摇床转速140 r/min。利用优化后的发酵条件,菌株胞外多糖产量提高了6.04倍。结论:高产胞外多糖菌株枯草芽孢杆菌TT207在最优发酵条件下,胞外多糖产量达到12.39 mg/mL,是一株具有开发潜力的胞外多糖生产菌株。     

芽孢杆菌活性多糖的分离纯化及合成基因研究

选用自行选育的1 株活性多糖高产菌株（Bacillus amyloliquefaciens LPL061）,经醇沉、除蛋白、透析、冷冻干燥从其发酵上清中分离得到活性多糖粗品,并采用色谱纯化技术进一步纯化,得到1 个中性糖组分（EPS1）和1 个酸性糖组分（EPS2）。根据GeneBank中已报道芽孢杆菌产糖相关基因设计引物,经PCR扩增获得解淀粉芽孢杆菌LPL061的5 个EPS生物合成相关基因。对其功能预测分析表明这些基因主要参与EPS合成过程多糖聚合、糖基转移、糖链长度控制以及多糖转运和输出。     

Optimal production of exopolysaccharide by Bacillus licheniformis KS-17 isolated from kimchi

A strain producing exopolysaccharide (EPS) with strong hydroxyradical scavenging activity and antityrosinase activity has been isolated previously. However, the EPS production rate of the strain (7.3 g/L) was relatively low to utilize it at the industrial level. Therefore, in this study, optimal medium and fermentation conditions were examined to enhance EPS production by Bacillus licheniformis KS-17. Maximum EPS production was obtained in medium with 125 g/L sucrose, 30 g/L ammonium sulfate, and 10 mM calcium chloride without a phosphate source at 37°C for 5 days with the initial pH adjusted to 8.5. Under optimal culture conditions, EPS was produced at up to 27.2 (at 5 days) vs. 12.0 g/L (at 7 days under basal conditions), which was 2.3 times greater and in a shorter time than the production yield possible without optimizing conditions.     

干酪乳杆菌KW3产胞外多糖的研究

从西藏农家开菲尔粒中筛选出1株高产胞外多糖(EPS)的乳酸菌KW3,生理生化试验和16S rDNA测序结果经鉴定其为干酪乳杆菌,在乳清培养基中的胞外多糖产量达到178mg/L。体外抗氧化试验表明:KW3胞外多糖总还原力达到(138.28±5.35)mgVC/g;当其质量浓度达到200μg/mL时,对DPPH自由基的清除率37.53%,FRAP值为(600.16±15.23)FeSO4.7H2Oμmol/L。体内抗氧化试验显示KW3胞外多糖可显著降低衰老小鼠血清、肝和脑组织中的MDA含量,提高其SOD活性和GSH-Px活性。