不同凝结芽孢杆菌在单一及混合碳源下的发酵特性

本文研究了凝结芽孢杆菌BH1、HL5和36D1在木糖、海藻糖、葡萄糖、低聚异麦芽糖、蔗糖和麦芽糖等单一碳源和葡萄糖分别加其他五种碳源(即混合碳源)下的底物利用和代谢情况,对三株菌以葡萄糖和低聚异麦芽糖作为混合碳源进行5 L罐发酵,进一步考察三株菌发酵特性,以期确定一株菌株作为后续高效乳酸发酵菌株筛选的出发菌株。结果显示:单一碳源发酵下,凝结芽孢杆菌36D1可以完全利用海藻糖、木糖和葡萄糖,而BH1和HL5对木糖和海藻糖几乎无利用,同时三株菌对蔗糖均无明显利用;混合碳源发酵下,凝结芽孢杆菌36D1发酵过程中表现出明显的葡萄糖阻遏效应,BH1和HL5对其他糖(尤其是麦芽糖和异麦芽糖)的利用几乎不受影响;5 L罐发酵结果表明,HL5对异麦芽糖的利用能力较优。凝结芽孢杆菌HL5对麦芽糖、异麦芽糖以及葡萄糖的利用能力较高,最终确定HL5作为后续菌株筛选的出发菌株。     

凝结芽孢杆菌发酵产L-乳酸的蛋白组学分析

采用3种碳源(葡萄糖、玉米淀粉糊化液和玉米淀粉)凝结芽孢杆菌BCS13002同步糖化发酵生产L-乳酸,并通过蛋白组学技术分析不同碳源条件下生产L-乳酸差异的生物学机制。结果表明:在葡萄糖、玉米淀粉糊化液和玉米淀粉3种碳源条件下同步糖化发酵,L-乳酸含量分别为(10.23±0.16) g/L,(11.75±0.20) g/L和(0.26±0.02) g/L,共鉴定出454个差异表达蛋白质,这些蛋白质主要与糖酵解/糖异生和三羧酸循环途径有关,还与HIF-1信号通路、丙酮酸代谢、碳代谢、泛酸和辅酶A生物合成、果糖代谢、双组分调节等途径有关。当玉米淀粉为发酵碳源时,凝结芽孢杆菌BCS13002几乎不能通过糖酵解/糖异生产生L-乳酸。导致L-乳酸产量不同的差异蛋白质主要与糖酵解/糖异生和三羧酸循环途径有关。     

凝结芽孢杆菌CICIM B1821发酵生产L-乳酸的研究

凝结芽孢杆菌（Bacillus coagulans）CICIM B1821是一株实验室前期筛选获得的产L-乳酸的嗜热菌。该菌株在34～55℃范围内均表现出良好的生长特性和产酸特性,50℃时获得最高的比生长速率和最大的乳酸积累量。CICIMB1821能够在pH为5．0～7．5的范围内保持高的菌体活性。氧气的存在有利于CICIMB1821的快速生长．但会导致副产物的积累,而在不通氧的条件下该菌株也生长良好,同时产酸速率可高达5．63g／L·h。控制残糖浓度不高于10％的发酵条件下,发酵48h,可积累乳酸107．5g／L,副产物总和仅为1．05g／L,葡萄糖对乳酸的得率为97．5％,所产L-乳酸光学纯度高于99％。此外,高浓度葡萄糖发酵实验显示,该菌株可在高渗透压下利用20％葡萄糖发酵生产L-乳酸,发酵100h．可积累乳酸134g／L,副产物总和仅为1．12g／L,葡萄糖对乳酸的得率为92．0％。     

高产D-乳酸凝结芽孢杆菌发酵工艺条件的确立

对经不断复合诱变筛选到的D-乳酸高产菌株JD-076D的发酵条件进行了初步研究。主要研究了通气量、温度及pH值等培养条件对菌体生长及产酸的影响。确定最佳培养条件及最佳碳源、氮源配比。     

发酵肉用凝结芽孢杆菌的筛选及其发酵特性

通过测定菌株的发酵特性进行初筛和复筛,最终筛选得到1 株能耐受5 g/100 mL NaCl和150 mg/kg NaNO2、抑菌特性优良、发酵酶系丰富的菌株L-H7,经形态特征、生理生化、16S rDNA鉴定为凝结芽孢杆菌。 模拟发酵香肠实验结果显示,采用凝结芽孢杆菌L-H7、戊糖片球菌和木糖葡萄球菌复配发酵制备的香肠在发酵期 间具有良好的产香气特性,其挥发性风味物质中含有1-辛烯-3-醇、癸酸乙酯、壬醛、（E,E）-2,4-癸二烯醛等特有 的香气物质,说明凝结芽孢杆菌L-H7具有作为发酵香肠功能性发酵剂的潜力。     

凝结芽孢杆菌在乳酸生物炼制中的应用

乳酸是一种重要的有机酸,利用木质纤维素生物炼制乳酸已经成为研究热点。与传统乳酸生产菌相比,凝结芽孢杆菌（Bacillus coagulans）具有高温发酵、己糖/戊糖共利用、糖酸转化率高等特点。该文简要介绍了乳酸生物炼制过程,分析了技术难点,重点阐述凝结芽孢杆菌用于乳酸生物炼制的技术优势,并指出了目前存在的技术瓶颈和解决策略,最后对乳酸生物炼制的工业化应用提出了技术展望。     

凝结芽孢杆菌发酵乳的工艺优化

该研究对凝结芽孢杆菌发酵乳生产工艺进行了优化。以凝结芽孢杆菌13002、保加利亚乳杆菌CGMCC 1.290、嗜热链球菌CGMCC 1.2741共发酵的新型发酵乳为研究对象,以不同菌种复配比、菌种接种量、发酵基低聚果糖添加量进行单因素实验,再以感官评分为响应值,通过Box-Behnken中心组合建立数学模型研究发酵乳的最佳生产工艺。结果表明,菌种复配比（凝结芽孢杆菌：（嗜热链球菌:保加利亚乳杆菌=1:1））3:1、低聚果糖添加量1.50%、接种量1.50%为最佳工艺条件。在该优化条件下,测定发酵乳的平均滴定酸度值为90.59,与模型预测酸度值（93.25）拟和率达97.15%,说明此凝结芽孢杆菌发酵乳具有一定的竞争优势,为新型发酵乳研发提供理论基础和拓展思路。     

混合碳源发酵对纳豆芽孢杆菌生产甲萘醌-7的影响

为了提高纳豆芽孢杆菌发酵生产甲萘醌-7的能力,以葡萄糖和甘油作为碳源进行深入研究。结果表明,葡萄糖作为碳源时有利于维持营养体形态,甘油作为碳源时有利于甲萘醌-7合成。结合了2种碳源的优点,采用葡萄糖/甘油混合碳源发酵策略。当葡萄糖与甘油混合质量比例为75∶25时,芽孢形成率比以甘油为单一碳源时下降了61.71%,且发酵产甲萘醌-7水平比以葡萄糖和甘油为单一碳源分别提高了34.61%和23.87%。该方法弥补了菌体易形成休眠体芽孢和甲萘醌-7产量低等问题,在甲萘醌-7工业生产上具有重要价值。     

凝结芽孢杆菌与酿酒酵母的复合发酵乳

以12%的脱脂牛奶为基底,加入发酵剂凝结芽孢杆菌XP一次发酵,接种率5%,在发酵4 h时(经测定,其正常凝乳时间为8 h),加入酿酒酵母YH进行二次复合发酵,接种率2.5%,二者接种率为2∶1,补充发酵乳的醇香风味。在6h时复合菌株发酵乳提前凝乳。置于4℃后熟24h,加入食品添加剂,得到风味独特的复合发酵乳。本发酵乳体系稳定,口感醇香柔和,保质期为4℃条件下21 d,发酵结束时活菌数为凝结芽孢杆菌6.3×109 CFU/mL,保存21d后,凝结芽孢杆菌活菌数为7.0×107 CFU/mL>106 CFU/mL,满足人体日饮用需求。     

凝结芽孢杆菌中与乳酸生产相关的乳酸脱氢酶基因的研究

对5株凝结芽孢杆菌乳酸生产情况进行研究,并以凝结芽孢杆菌ATCC7050作为乳酸脱氢酶基因研究的对象,确定得出其乳酸生产关键的乳酸脱氢酶基因。结果表明:凝结芽孢杆菌生产的乳酸分两种类型:L型乳酸和D型乳酸,但主要以L型乳酸为主,其光学纯度达到97%以上。在凝结芽孢杆菌ATCC7050基因组中存在的ldhL1、ldhL2和ldhD三种乳酸脱氢酶基因中,ldhL2基因没有检测到转录信号,而ldhD转录水平很低,在生长对数期ldhL1基因的转录水平是ldhD基因转录水平的68倍,这说明ldhL1基因是凝结芽孢杆菌ATCC7050乳酸生产的关键性基因。本研究确定了凝结芽孢杆菌ATCC7050乳酸合成中最主要的乳酸脱氢酶基因,对凝结芽孢杆菌代谢研究和基因改造奠定了基础。     

凝结芽孢杆菌13002的益生特性

以凝结芽孢杆菌13002为研究对象,测定了该菌株对高温、胆盐、酸的耐受性以及对有害菌的抗菌活性、对抗生素的耐药性五个方面的益生特性。结果表明:该菌株于80 ℃条件作用10 min存活率达72.3%;0.3%胆盐作用12 h存活率达69.8%;pH2.0条件下作用4 h存活率达40.0%;对有害菌株(金黄色葡萄球菌和大肠杆菌)具有一定抗菌活性,其抑菌圈直径分别达13.650和14.367 mm;对青霉素、链霉素、四环素三种抗生素具有不同程度的耐药性,其MIC值分别为0.781、0.391和0.039 mg/mL。凝结芽孢杆菌13002具有良好的益生特性。     

凝结芽孢杆菌调节肠道健康的研究进展

凝结芽孢杆菌作为一种具有高耐受性的益生菌,其对人体肠道健康的调节功能已成为近十年国内外研究的热点。本文主要对凝结芽孢杆菌的微生物特性及其调节宿主肠道健康的功能和临床应用进行了综述,探讨了未来凝结芽孢杆菌调节宿主肠道健康的发展方向。     

乳酸菌种混合发酵研制大米饮料的工艺研究

以大米,麦芽为主要原料,经粉碎、糊化、糖化、乳酸菌种发酵等一系列操作以后,加入调味剂和辅助剂,即可制备发酵米乳饮料。实验时确定了发酵米乳的最佳制作工艺：大米与水以1：10的比例蒸煮糊化,糖化时麦芽汁的加入量为原料的30%,糖化酶加入量为发酵醪液的1%;按照3：2的比例分别接种保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌到大米培养基中培养制备母发酵液,前发酵时母发酵液的接入量为1%~3%,时间为72~80 h,温度为37℃,后发酵时间为15~30 d,温度为4~5℃。经此一系列操作后可制得口感细腻、米香、麦芽香浓郁,营养健康的功能性发酵米乳饮料。     

碳源对复合乳酸菌发酵西芹浆的影响研究

本试验通过复合乳酸菌(干酪乳杆菌与肠膜明串珠菌复合比例为1∶1)对分别添加了白砂糖、葡萄糖以及果葡糖浆的西芹浆进行对比发酵,探讨其发酵过程中活菌数、pH值、总酸以及还原糖的变化规律及内在联系.结果表明,发酵72 h后,添加白砂糖、葡萄糖和果葡糖浆的西芹浆中的总酸分别为8.52 mg/g、8.18 mg/g和8.32 mg/g,均比不加碳源的7.26 mg/g高.添加葡萄糖和果葡糖浆的西芹浆中还原糖含量分别减少了29.14％和14.81％,而添加白砂糖的西芹浆中还原糖含量却增加了69.20％.其中,添加了果葡糖浆的西芹浆中乳酸菌稳定期得到有效延长、整体活菌数最高、产酸量以及还原糖利用率都有所增加,可得到西芹清香明显、酸甜度适中的发酵西芹浆.     

乳酸菌和米根霉混合固态发酵对黑青稞生化成分的动态变化

本研究以黑青稞为原料,探究2株乳酸菌(R₁、R₅)、1株米根霉单独及混合发酵黑青稞过程中生化成分的动态变化。结果表明,3株菌株单独发酵过程中,R₅发酵的黑青稞其pH明显下降,最低达到4.32±0.01,且总酸含量显著高于其余两株菌,最终达到2.52%±0.12%;而米根霉发酵的黑青稞其还原糖含量及乙醇含量明显高于R₁、R₅,最高分别达到(6.94±0.22)、(9.19±0.49) mg/g;R₁、R₅发酵得到的氨基酸态氮含量较为接近且高于米根霉,最终分别达到(0.10±0.01)、(0.11±0.01) mg/g。混合发酵结果表明,混菌发酵能显著提高黑青稞发酵制品的营养品质、改善其风味,其中R₅+米根霉混合发酵的黑青稞制品在发酵过程中pH下降较快,且产酸较多,pH由降低5.65±0.08至4.16±0.08,总酸含量由0.48%±0.03%增加至7.16%±0.03%,乙醇含量较低,最终仅为(8.25±0.35) mg/g,氨基酸态氮含量较高,最终达到(0.11±0.01) mg/g,同时感官品质优于其他发酵组合,48 h评分最高,达到(86±0.89)分,适宜发酵制备低酒精、高营养型黑青稞制品。而R₁+米根霉混合发酵的黑青稞制品产酸较少,但其乙醇含量最高,最终达到(9.80±0.60) mg/g,适宜发酵低酸、高酒精黑青稞发酵制品。综合考虑,最终确定混合固态发酵48 h时其黑青稞制品营养品质及感官特性最佳。根据发酵黑青稞产品的品质及风味要求,可选择适宜的混合发酵菌株。该研究可为开发黑青稞产品工业化生产奠定基础。     

凝结芽孢杆菌抗葡萄糖分解代谢物阻遏突变株合成培养基的筛选和发酵特性研究

以实验室前期选育的耐高温菌凝结芽孢杆菌Bacillus coagulans HL5-C以及其突变株5E-1为研究对象,筛选适合两菌株生长和代谢的合成培养基并对其发酵特性进行研究。单因素添加实验结果表明,合成培养基中尿嘧啶是影响HL5-C生长的关键物质,而赖氨酸、脯氨酸和苯丙氨酸则是影响5E-1生长的关键因素,由此分别得到了适合于HL5-C和5E-1生长的合成培养基MCDM4和MCDM5。在此基础上,考察了HL5-C和5E-1在单一碳源和混合碳源条件下的发酵情况,结果表明当非速效碳源与葡萄糖共存时,出发菌株HL5-C优先利用葡萄糖,其他糖的利用被延滞,即出现了碳源分解代谢物阻遏效应(carbon catabolite repression,CCR);突变株5E-1在利用葡萄糖的同时还利用非速效碳源生产乳酸,说明5E-1能消除碳源利用顺序的差异,即5E-1能有效解除或缓解葡萄糖引起的分解代谢物阻遏。本文研究结果为后续凝结芽孢杆菌葡萄糖分解代谢物阻遏效应机制研究奠定了基础。     

凝结芽孢杆菌的益生特性及机制研究进展

凝结芽孢杆菌作为益生菌,近年来因其特有的益生特性备受关注。鉴于此,在深度解析凝结芽孢杆菌益生特性的基础上,结合目前国内外的研究现状和未来发展趋势,从消化道微生态、营养物质的消化吸收和免疫系统三方面揭示了凝结芽孢杆菌在食品领域的应用机制,并展望了未来在本领域的研究热点,旨在为凝结芽孢杆菌在食品工业中的广泛应用提供支撑,助力益生菌产业的可持续发展。     

复合乳酸菌发酵枸杞汁的工艺优化

以枸杞干果为主要原料,研究了肠膜明串珠菌(Leuconostoc mesenteroides)和植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)作为复合乳酸菌发酵剂对枸杞汁品质的影响,并采用响应面法对枸杞汁的发酵工艺进行优化,旨在开发一种富含功能因子的发酵枸杞汁,以提高枸杞产品的多样性。通过对发酵过程中pH、可溶性固形物、乳酸、蛋白质、总黄酮、总糖与乳酸菌菌落总数含量及感官指标进行测定分析,以乳酸含量和感官评分为评价指标,探讨发酵过程中枸杞汁品质的变化规律。结果表明,复合乳酸菌最佳发酵工艺条件为:肠膜明串珠菌:植物乳杆菌1:1,接种量5%,白砂糖加量5%,发酵时间10 h。其发酵枸杞汁pH4.01、可溶性固形物8%、乳酸342 mg/100 mL、蛋白质20 μg/100 mL、总黄酮410 mg/100 mL、总糖124 mg/100 mL、乳酸菌菌落总数2.1×10⁸ CFU/mL,感官评分92.01分。所得复合乳酸菌枸杞汁发酵饮品组织均匀、口感细腻、酸甜适中、具有枸杞特有的滋味和芳香。