肉类发酵菌种真空冷冻干燥保护剂研究进展

直投式肉用发酵剂因其具有使用方便、发酵性能优良等优势而倍受关注,但是菌粉冻干存活率低的问题一度成为阻碍肉类发酵行业发展的壁垒.真空冷冻干燥过程中加入冻干保护剂能有效避免冷冻干燥对菌种的损伤,提高存活率.从肉类发酵剂、直投式肉用发酵剂、真空冷冻干燥技术对细胞损伤机理、冷冻干燥保护剂4个方面综述了冻干保护剂在提高肉类发酵菌...     

嗜热链球菌真空冷冻干燥前后发酵活力变化

研究了冷冻干燥过程中不同保护剂对嗜热链球菌存活的影响, 试验了嗜热链球菌冷冻干燥前后发酵活力的变化. 结果表明, 不同保护剂对细胞冻干存活率和冻干发酵剂活菌含量均产生显著影响 (P<0.01); 复合保护剂Ⅱ为最优保护剂, 可使试验菌株的冻干存活率和冻干发酵剂活菌含量分别高达 97.27% 和 3.22× 1010 g-1; 采用复合保护剂Ⅱ制成的试验菌株冻干发酵剂在乳中 42 ℃发酵 12 h的细胞生长曲线、产酸曲线和 pH值下降曲线与冻干前对照发酵剂相比, 均无明显变化. 结果表明, 利用最适保护剂制备的冻干发酵剂可以直接作为生产发酵剂使用.     

泡菜乳酸菌冻干保护剂的研究

为了提高泡菜用直投式乳酸菌发酵剂的生物活性,考察了11种保护剂对乳酸菌真空冷冻干燥的保护效果,选择其中效果较好的四种保护剂进行正交试验,结果表明,以10%脱脂乳、5%海藻糖、7%谷氨酸钠、3%山梨醇和3%VC作为复合保护剂,乳酸菌的冻干存活率较高,可达89.5%。将活菌体悬浮于不同pH值的保护剂中进行冻干,结果显示,介质pH值对冻干存活率有影响,当pH值为6.8时,存活率可达到90.5%。     

降胆固醇植物乳杆菌I4菌冻干保护剂的响应面优化研究

为了提高直投式降胆固醇植物乳杆菌I4菌发酵剂的生物活性,考察了5种保护剂对I4菌真空冷冻干燥的保护效果,选择其中效果较好的4种保护剂进行响应面优化,结果表明,以4.04%海藻糖、2.9%谷氨酸钠、10.38%蔗糖、14.84%脱脂乳粉作为复合保护剂,I4的冻干存活率较高,可达83.32%。通过对冻干后I4菌发酵剂降胆固醇能力的测试,得出胆固醇降解率为(36.2±1.75)%(n=3)。     

乳酸菌在冷冻干燥过程中存活率的影响因素探讨

随着发酵乳制品业的发展,乳酸发酵剂的生产早已商品化。商品发酵剂开始是以液体形式提供的,由于产品需要低温保存和运输,且保存期短,使用上受到很大限制,因而出现了冷冻干燥发酵剂。最初,冷冻干燥发酵剂不能直接用于生产,必须经过复壮,制备中间发酵剂和生产发酵剂后才能在生产中使用。随着生物技术的发展,出现了更为方便的发酵剂——生产型冷冻干燥发酵剂(Freeze dried direct-to-vat cultures),可直接用于生产,并且不需特殊的冷藏条件,在10℃条件下贮存3个月,存活率没有损失。冷冻干燥是将欲保藏的微生物细胞悬浮液冻结后,在真空条件下使冰升华,最后达到干燥。该方法主要是根据微生物生理、生化特点,使微生物的代谢处于不活泼,生长繁殖受到抑制,达到休眠状态,以保持菌株原有特性。而且用这种方法生产的发酵剂与其它种类的发酵剂相比具有极高的稳定性。本文拟就现有文献资料,对生长、收获、冷冻、干燥和包装贮藏等条件在冷冻干燥过程中对乳酸菌发酵剂活力的影响进行了探讨。     

嗜酸乳杆菌NX2-6冻干发酵剂的研究

为制备嗜酸乳杆菌NX2-6高活性发酵剂,研究了其高密度发酵后真空冷冻干燥时不同冷冻保护剂对其存活率的影响。通过离心条件的选择,获得了最大浓度的嗜酸乳杆菌NX2-6。进而采用单因素实验和正交实验设计,以冻干后的菌体存活率为指标,考察了10种冻干保护剂对嗜酸乳杆菌NX2-6冷冻干燥的保护效果,以获得对嗜酸乳杆菌NX2-6真空冷冻干燥的最佳保护剂配方。实验结果表明,嗜酸乳杆菌NX2-6在8000r/min的条件下离心10min(4℃),所得的活菌数最多。实验确定嗜酸乳杆菌NX2-6的最佳保护剂配方为以15%麦芽浸粉,3%谷氨酸钠和7%菊糖作为复合保护剂,在此条件下嗜酸乳杆菌NX2-6的冻干存活率高达82.43%。     

保加利亚乳杆菌冷冻干燥保护剂的研究

为获得对保加利亚乳杆菌最佳的真空冷冻干燥保护剂的配方,在以10％脱脂乳为基础保护剂的情况下,采用单因素和正交试验设计,以冻干后的存活率为指标,考察了不同冻干保护剂对保加利亚乳杆菌冷冻干燥的保护效果,获得了最优的保护剂配方,即脱脂乳100 g/L,谷氨酸钠25 g/L,抗坏血酸0.5 g/L,甘油60mL/L,酵母浸粉1 g/L.使用此保护剂配方,保加利亚乳杆菌冻干后的存活率可达60.59％.     

真空冷冻干燥工艺参数对植物乳杆菌MA2活性的影响

试验主要研究了预冻温度、预冻时间、保护剂配方、保护剂与菌泥比例、物料厚度等真空冷冻干燥工艺参数对植物乳杆菌MA2活性的影响,并对真空冷冻干燥过程中菌粉的含水量进行了动态监测,绘制了物料升温曲线图,最终确定了合适的真空冷冻干燥工艺为预冻温度70℃;预冻时间2h;保护剂与菌泥的比例为1∶3;保护剂配方为脱脂奶粉10％,海藻糖1.5％,甘油0.5％,山梨醇2％,麦芽糊精1％;冻干厚度为1.5cm,该工艺条件下植物乳杆菌MA2真空冷冻干燥后的菌体存活率达61％,活菌数为1.50× 1012cfu/g.经复水试验证明,真空冷冻干燥后的菌体活性保持良好,证明该工艺具有良好的应用推广前景.     

应用新型复合保护剂制备高活性直投式干酪乳杆菌发酵剂

为应对直投式发酵剂在冷冻干燥处理中较易失活的问题,作者以干酪乳杆菌Lactobacilluscasei Zhang为研究对象,考察了不同冷冻干燥保护剂对菌体细胞生理活性的影响。研究表明,在以脱脂奶粉、山梨醇等传统冷冻干燥保护剂为保护基质的基础上,通过添加5 g/L谷胱甘肽能够将L.casei Zhang细胞的冻干存活率提高至54.5%,活菌数可达6.16×108cfu/mL。进一步分析表明,GSH使冷冻干燥后细胞的膜脂肪酸不饱和度(即U/S值)提高2.02倍,而饱和脂肪酸链长则从对照样本的17.1减少到16.0。此外,透射电镜的研究结果进一步证实,与对照样本相比,GSH能够有效维持冷冻干燥过程中细胞膜结构的完整性。上述研究结果对基于微生物细胞在冷冻干燥过程中的生理状态变化,开拓新型高效的冻干保护剂开辟了新的思路。     

真空冷冻干燥过程中保护剂对乳酸菌的保护机理

通过综述乳酸菌发酵剂生产过程中真空冷冻干燥前期不同保护剂的添加对其保护机理,提出合理的保护措施,为工业化生产较高稳定性的乳酸菌发酵剂提供理论依据.     

冷休克处理提高嗜酸乳杆菌的冻干存活率

冷冻干燥法为制备直投式发酵剂常用的方法,然而,在冻干过程中,菌的存活率会降低而影响发酵剂的活性。为提高嗜酸乳杆菌冷冻干燥后的存活率,本试验通过单因素和响应面试验对冷冻干燥前的嗜酸乳杆菌进行冷休克处理条件优化。结果表明:最佳冷休克处理条件是:在37℃培养10 h时收集嗜酸乳杆菌,8℃冷休克处理15 h,再结合复合冻干保护剂,使其冷冻干燥后的存活率提高至96.64%;比未冷休克、添加冻干保护剂的P2组(78.99%)高17.65%,比未冷休克、未添加冻干保护剂的P4组(21.42%)高75.22%。这说明冷冻干燥前对乳酸菌进行冷休克处理是提高其抗冻干胁迫能力的一种有效新途径。     

乳酸菌发酵花粉活菌制剂的冻干保护研究

研究乳酸菌发酵花粉产物进行冷冻干燥时的保护策略。通过单一保护剂筛选和正交试验设计,得到最佳的复合保护剂:乳清蛋白粉5%、海藻糖6%、木糖醇1%。环境温度胁迫处理的影响研究表明,冷胁迫和热胁迫可提高乳酸菌的冻干存活率。优化后的综合保护工艺为:发酵结束后,加入上述复合保护剂,升温至45℃热处理30 min,然后降温至8℃冷处理90 min,真空冷冻干燥后乳酸菌存活率达到94.7%。冻干品在4℃下贮存60 d,存活率为81%。     

新工艺制备高效嗜酸菌发酵剂和嗜酸菌奶粉的研究

分别使两株嗜酸菌在脱脂乳水解液培养基和脱脂乳培养基中生长,通过一系列的对比实验,以及使菌体浓缩,浓菌体悬浮在添加保护剂D质量分数为10％脱脂乳中,经冷冻干燥后,所得高效嗜酸菌发酵剂中的细胞数达8.3×1010 g-1.其在真空冷冻干燥后的存活率最高可达68.8％.将此高效发酵剂与奶粉混合即可制得嗜酸菌奶粉.     

萨拉米香肠发酵菌株肉糖葡萄球菌冻干保护剂的筛选

为了提高萨拉米香肠发酵菌株冻干存活率,进而实现其发酵剂的商品化,研究以萨拉米香肠产香型菌株肉糖葡萄球菌为试验菌种,存活率为评价指标,通过单因素试验和析因试验确定了悬浮基质脱脂乳粉的最适比例和3种最有效的冷冻干燥保护剂:乳糖、海藻糖和谷氨酸钠。并应用响应面设计确定了3种保护剂的最佳使用水平:乳糖8 g/100 g,海藻糖7 g/100 g,谷氨酸钠5.57g/100 g。在此条件下,肉糖葡萄球菌的冻干存活率高达77.67%,与预测值无显著性差异,与对照组相比提高了2.5倍。同时,通过生长曲线测定对保护剂的冻干保护效果进行了初步探索。为加快萨拉米香肠发酵剂商业化进程提供了理论依据和数据支撑。     

双歧杆菌冻干菌粉制备过程中保护剂的研究

对双歧杆菌真空冷冻干燥过程中使用的各种保护剂进行了研究,在各种保护剂中筛选出4种效果比较好的类型,配合成复合保护剂,在很大程度上提高了双歧杆菌在冻干过程中的活菌存活率,达到71.11%的存活率。最后还进行了常温和低温保存实验。     

美极梅奇酵母冷冻干燥复合保护剂的优化研究

美极梅奇酵母(Metschnikowia pulcherrima,Mp)具有多种酶活性,与酿酒酵母混菌发酵,具有降低葡萄酒酒精含量、增加甘油含量、改善葡萄酒的风味和品质等优良的酿造特性,在果酒酿造中具有广泛的应用前景。在前期研究中对美极梅奇酵母进行了筛选,筛选的Mp 01在降低酒精和提高甘油含量方面具有出色的特性。该研究通过生长曲线确定了其最佳收集时间,以冻干存活率为目标优化了Mp 01真空冷冻干燥的复合保护剂配方。结果表明,Mp 01的最佳离心条件为：2 852×g离心15 min,离心收集率达93.55%;真空冷冻干燥复合保护剂配方为麦芽糖130 g/L、蔗糖100 g/L、海藻糖140 g/L。在以上条件下对Mp 01进行冷冻干燥,菌体最高存活率为94.92%,比效果最优的单一保护剂及优化前的复合保护剂的存活率分别提高了16%和10%左右。该研究为Mp菌剂的制备提供了复合保护剂配方,同时为其他酵母冷冻干燥保护剂的开发提供了研究基础和参考。     

PVP K-30对嗜酸乳杆菌的冻干保护研究

聚乙烯吡咯烷酮K-30,简称PVP K-30,是一种新型的食品安全添加剂,在食品产业中受到广泛关注。以嗜酸乳杆菌冻干存活率为衡量指标,对包括PVP K-30在内的13种冻干保护剂进行了单因素保护效果的比较,并对筛选的5种保护剂进行L16(45)多因素复合实验,结果表明,13种单一保护剂对菌体存活率均具有一定的保护作用,复配保护剂的效果明显高于单一保护剂;PVP K-30可明显增强脱脂乳、海藻糖的保护能力;以4%PVP K-30、20%脱脂乳、6%海藻糖、0.5%谷氨酸钠和4%甘油组成的复配保护剂效果最佳,可使嗜酸乳杆菌真空冷冻干燥后存活率达到93.33%。     

嗜热链球菌M5-5冻干保护剂配方的优化

为了研究不同冻干保护剂在真空冷冻干燥过程中对嗜热链球菌M5-5菌体细胞的保护效果,采用单因素试验和正交试验,以冻干后的菌体存活率为评价指标,考察9种冻干保护剂在冷冻干燥过程中对M5-5菌体的保护效果,以期获得最优保护剂配方。结果表明,海藻糖、甘油和脱脂乳作为单一冻干保护剂时,菌体细胞存活率分别为43.85%、47.51%和40.86%,显著高于其他6种保护剂（P＜0.05）;通过正交试验确定冻干保护剂的最优配方为海藻糖60 g/L、谷氨酸钠20 g/L、甘油20 g/L、脱脂乳150 g/L,此时嗜热链球菌M5-5的冻干存活率可达88.41%。扫描电镜结果显示,添加保护剂配方组菌体细胞完整,表面光滑,说明该保护剂配方能有效减少冷冻干燥过程对菌体细胞的损伤。     

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。     

泡菜活性直投式乳酸菌发酵剂的研究

本试验以MRS为培养基,对5株乳酸菌进行了生长性能和发酵性能研究。优选其中两株菌作为制备发酵剂的菌种,前期研究高密度细胞培养的条件、培养基成分,以培养过程中的pH值、活菌数为指标,后期研究制备发酵剂的最佳离心条件、筛选最适的冻干保护剂及浓度等进行了系统研究,研究表明,在接种量2%,培养温度30℃,初始pH6.6,装液量40ml(100ml三角瓶),振荡频率120r/min条件下培养,培养14h后补充营养物质继续培养,到20h时可使乳酸菌活菌数达到7.24×109CFU/ml。4℃、4000r/min离心30min为收集细胞的最佳条件,以10%的脱脂乳为冻干悬浮基质,对蔗糖、血清蛋白、甘油、海藻酸钠四种保护剂的保护效果进行了研究,结果表明,甘油的保护效果最佳,冻干后菌体的存活率最高,但甘油的吸湿强,给真空冷冻干燥后的活性菌种的分装带来困难,综合考虑选用10%的脱脂乳和血清蛋白作为冷冻保护剂。该研究旨在为直投式的乳酸菌发酵剂工业化生产提供理论依据。