益生菌发酵工艺、冻干保护剂优化与活性研究

益生菌坚果冻干营养块的工艺优化作者：陈元芝涂俊宏宗宁燕耿云娣朱海燕来源：《食品安全导刊·下》2024年第07期摘要：為了开发出营养均衡、口感丰富的益生菌坚果冻干营养块，本文以感官评分为评价指标，采用单因素试验和正交试验确定益生菌坚果冻干营养块的最优工艺配方。

结果表明，在发酵乳100 g、脱脂乳粉35 g、坚果33 g、麦芽糊精20 g、白砂糖20 g、乳清粉25 g、玉米淀粉8 g、果胶1.2 g和益生菌粉0.1 g的条件下制备的益生菌坚果冻干营养块的感官评分为86.8分，此方法制得的益生菌坚果冻干营养块不仅口感好，还能有效保存益生菌的活性与坚果的营养价值。

关键词：益生菌；坚果；真空冷冻干燥；工艺品质Abstract： In order to develop probiotic jelly dried nutritional blocks with balanced nutrition and rich taste， this article uses sensory evaluation as the evaluation index， and uses single factor experiments and orthogonal experiments to determine the optimal process formula of probiotic jelly dried nutritional blocks. The results showed that the sensory score of the probiotic jelly dried nutritional block prepared under the conditions of fermented milk 100 g， skim milk powder 35 g，nuts 33 g， maltodextrin 20 g， white sugar 20 g， whey powder 25 g， corn starch 8 g， pectin1.2 g， and probiotic powder 0.1 g was 86.8 points， the probiotic jelly dried nutritional block preparedby this method not only has a good taste， but also effectively preserves the activity of probiotics and the nutritional value of nuts.Keywords： probiotics; nuts; vacuum freeze-drying; technology quality随着现代生活节奏的加快，人们对健康食品的需求日益增长。

益生菌发酵工艺、冻干保护剂优化与活性研究益生菌(Probiotics)又称活菌制剂,是一类能够促进宿主肠道微生物菌群的生态平衡,对宿主健康和生理功能产生有益作用的活性微生物。

益生菌主要包括乳杆菌属益生菌、双歧杆菌属益生菌、部分革兰氏阳性球菌益生菌。

益生菌具有多种功能,其具有能够抑制宿主肠道内有害菌的生长,维持肠道的微生态平衡,促进人体消化吸收等肠道保健作用,经研究发现益生菌还具有能够降低胆固醇,促进机体免疫等功能,在多个领域有广泛应用。

益生菌所具有的多种功能使其社会需求量不断增加,现在如何提高益生菌活菌数以及延长其保存时间成为面临的主要问题,针对所面临的问题,本研究选取四种益生菌为研究对象,包括鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus BMBL0606)、罗伊氏乳杆菌(L.reuteri BMBL0612)、嗜酸乳杆菌(L.acidophilus BMBL0618)和乳双歧杆菌(Bifidobacterium Lactis BMBL0624)。

通过对四种益生菌培养条件以及培养基组分进行优化,获得能够培养较高的活菌数的培养条件;通过探究最佳的冻干保护剂组分,延长其保存时间;通过喂食高脂小鼠,探究其在降血脂以及降血糖等方面的作用。

研究结果如下:1.益生菌发酵条件优化:通过对四种益生菌培养条件以及培养基组分优化,设计正交实验,确定能够使益生菌获得较高活菌数的培养条件,研究结果如下:1)鼠李糖乳杆菌最佳培养条件:在低聚半乳糖、蛋白胨、碳氮比1:3、磷酸盐含量0.4%,初始pH 7.5、37oC接种量3%条件下培养16 h,其活菌数为5.25×1014 cfu/g。

2)罗伊氏乳杆菌最佳培养条件:在低聚半乳糖、胰蛋白胨、碳氮比2:1、磷酸盐含量0.4%,初始pH 7.5、34oC、接种量3%培养12 h,其活菌数为7.8×1012cfu/g。

3)嗜酸乳杆菌最佳培养条件:在低聚半乳糖、胰蛋白胨、碳氮比1:3、磷酸盐含量0.4%,初始pH 6.5、34oC、接种量3%条件下12 h,其活菌数为9.2×1014cfu/g。

直投式发酵剂DVS增菌培养基的优化及冻干保护剂的筛选1彭亚会，高学军，刘营东北农业大学乳品科学教育部重点实验室，黑龙江哈尔滨（150030）E-mail：pyhui7856@摘要：对直投式酸奶发酵剂的制备工艺中的关键技术进行研究，在超浓缩培养基的筛选中利用脱脂乳代替乳酸菌所需的氮源部分，可以大大降低生产成本，并通过正交试验筛选出三株菌的最优的冻干保护剂配方，本研究结果将为我国工厂化生产质地优良的直投式酸奶发酵剂提供最佳且廉价的培养基组合。

关键词：乳酸菌，直投式发酵剂，增菌培养基，冻干保护剂中图分类号：Q933 文献标识码：A直投式酸奶发酵剂（Direct Vat Set, DVS）是指一系列高度浓缩和标准化的冷冻或冷冻干燥发酵剂菌种，每克活菌数在1011个以上，在生产酸奶或发酵乳制品时可直接加入到热处理的原料乳中进行发酵，而无需对其进行活化、扩培等其它预处理工作[1]。

直投式发酵剂使用方法快捷经济，使用量少，易于贮存，降低噬菌体的污染的可能，所发酵产品性质稳定、香味清新、口感爽滑、且货架期长，是生产优质酸奶的关键因素。

它的生产和应用促使酸乳和其它发酵乳制品生产专业化、社会化、规范化和统一化。

本实验根据对实验室保存的乳酸菌菌株超浓缩培养基以及冻干保护剂进行优化，筛选出最佳的成本低廉的超浓缩培养基及冻干保护剂配方，制备出性能优良的且生产成本较低的新型直投式酸奶发酵剂，以期为我国进一步直投式酸奶发酵剂的产业化提供理论依据及技术参数。

1. 材料与方法1.1材料1.1.1实验材料本实验室保藏的乳酸菌单菌株（嗜热链球菌1株，以下简称乳球菌；保加利亚乳酸杆菌2株，以下简称杆菌1和杆菌2）。

麦芽汁（青岛啤酒集团）；番茄汁（本实验室自制）；脱脂乳粉。

1.1.2培养基复壮培养基（乳球菌和乳杆菌分别采用液体M17培养基和液体MRS培养基）；乳球菌液体超浓缩培养基组；杆菌1液体超浓缩培养基；杆菌2液体超浓缩培养基见文献[2]。

生物技术进展 2024 年 第 14 卷 第 2 期 287 ~ 294Current Biotechnology ISSN 2095‑2341研究论文Articles植物乳植杆菌HCS03-001冻干粉制备工艺优化及抗幽门螺杆菌的功效汪海涛1，2 ， 宋佳1，2 ， 余萍1，2 * ， 陈雪娇1，21.江西仁仁健康微生态科技有限公司，江西 樟树 331200；2.仁仁微生物科技研究（沈阳）有限公司，沈阳 110170摘 要：为优化植物乳植杆菌（Lactiplantibacillus plantarum ）HCS03-001的冻干粉制备工艺，探究其抗幽门螺杆菌的功能效果，通过单因素试验、主因素分析和响应面试验优化植物乳植杆菌HCS03-001冻干粉的制备工艺，采用体外抑菌试验验证该益生菌的抗幽门螺杆菌功效。

结果发现，优化后制备冻干粉的最佳工艺条件为：发酵温度37 ℃，发酵时间16 h ，接种量5.2%，冻干时间44 h ，在此条件下活菌数达到5.85×1011 CFU ·g -1。

体外抑菌试验结果表明植物乳植杆菌HCS03-001的发酵上清液和菌悬液均能有效抑制幽门螺杆菌的生长，抑制率达到69.55%~78.78%。

研究结果表明植物乳植杆菌HCS03-001具备抗幽门螺杆菌的功能。

关键词：植物乳植杆菌；冻干粉；响应面；幽门螺杆菌DOI ：10.19586/j.2095­2341.2023.0125中图分类号：Q815， TS201.3 文献标志码：AOptimization of Preparation Technology of Lactiplantibacillus plantarum HCS03-001 Freeze -dried Powder and its Anti -Helicobacter pylori FunctionWANG Haitao 1，2 ， SONG Jia 1，2 ， YU Ping 1，2 * ， CHEN Xuejiao 1，21.Jiangxi Renren Health Microecological Technology Co.， Ltd.， Jiangxi Zhangshu 331200， China ；2.Renren Microbial Technology Research （Shenyang ） Co.， Ltd.， Shenyang 110170， ChinaAbstract ：The aim of the study is to optimize the preparation technology of freeze -dried powder of Lactiplantibacillus plantarum HCS03-001 and explore its functional effect of anti -Helicobacter pylori . In this study ， the preparation technology of freeze -dried powder of Lactiplantibacillus plantarum HCS03-001 was optimized by single factor test ， principal factor analysis and response surface test ， and then the anti -Helicobacter pylori effect of the probiotics was verified by bacteriostatic test in vitro . The results showed that the optimum conditions for preparing freeze -dried powder were fermentation temperature 37 ℃， fermentation time 16 h ， inoculum 5.2% and freeze -drying time 44 h. Under these conditions ， the number of live bacteria was 5.85 × 1011 CFU ·g -1.These results of bacteriostatic test in vitro showed that the fermentation supernatant and bacterial suspension of Lactiplantibacil⁃lus plantarum HCS03-001 could effectively inhibit the growth of Helicobacter pylori ， and the inhibition rate was 69.55%~78.78%， which showed that Lactiplantibacillus plantarum HCS03-001 have the function of anti -Helicobacter pylori .Key words ：Lactiplantibacillus plantarum ； freeze -dried powder ； response surface ； Helicobacter pylori幽门螺杆菌（Helicobacter pylori ）是一种微需氧微生物，栖息在人胃中，引起长期胃部炎症，导致胃炎，诱发胃癌［1-4］。

响应曲面法优化罗伊氏乳杆菌冷冻干燥保护剂的配比Abstract[Objective]To increase the survival rate of Lactobacillus reuteri after lyophilization.[Method]Response surface methodology was used to investigate the three main components，such as fructooligosaccharide，dried skim milk and trehalose. The optimum formula of lyophilizing protectants for L. reuteri was obtained.[Result]The regression model reached extremely significant level with no factor of lack of fit. The optimized formula was 2.66% fructooligosaccharide，10.11% dried skim milk and 5.90% trehalose. The survival rate of L. reuteri after lyophilization was 89.43% ，which increased by 13.76%.[Conclusion]Response Surface Method can be used for the optimization of formula of lyophilizing protectants of L. reuteri，which lays foundation for the industrialized production.Key words Lactobacillus reuteri；Lyophilizing protectants；Response surface method；Survival rate罗伊氏乳杆菌（Lactobacillus reuteri）是普遍存在于人类和大部分动物肠道中的益生菌。

分析与检测发酵乳杆菌是乳酸菌的一种，广泛存在于发酵食品中，由于其对胃肠道环境具有较好的适应能力、对胆固醇具有较强的降解能力以及具有免疫调节等促进人体健康的作用。

本研究以发酵乳杆菌为研究对象，对其冻干保护剂种类及添加量进行筛选，利用单因素和正交实验确定其冻干保护剂的最佳配方。

1　材料1.1　菌株发酵乳杆菌（H0801），由汉臣氏（沈阳）儿童制品有限公司提供。

1.2　MRS培养基蛋白胨1%、牛肉粉0.5%、酵母粉0.4%、葡萄糖2%、吐温-800.1%、磷酸二氢钾0.2%、乙酸钠0.5%、柠檬酸0.2%、硫酸镁0.02%、硫酸猛0.005%以及琼脂粉1.5%，按比例配制1 L，pH为6.80。

1.3　菌泥制备5%接种量、温度37 ℃、培养24 h，12 000 r/min离心10 min，菌泥备用。

2　方法2.1　单一保护剂添加量的确定5种保护剂原料及其添加量为脱脂乳粉（4%、6%、8%、10%与12%）、海藻糖（1%、3%、5%、10%与15%）、麦芽糊精（0.5%、1%、3%、5%与7%）、VC钠（0.02%、0.04%、0.08%、0.1%与0.15%）及甘油（0.1%、0.5%、1%、1.5%与2%）。

分别用5种不同浓度保护剂与菌泥混合，菌泥与保护剂比例为1∶2，混合均匀后，分装到冻干机托盘中，进行冻干，测定冻干前后的活菌数，并计算冻干存活率。

2.2　不同组合保护剂添加量的确定根据单一保护剂实验结果，制定4个不同添加量的组合保护剂配方，分别配置冻干保护剂，在相同的冷冻干燥条件下冻干，并测定每个方案冻干前后的活菌数，计算存活率。

①海藻糖15%、脱脂乳粉12%、VC钠0.15%、甘油0.1%与麦芽糊精1%；②海藻糖5%、脱脂乳粉6%、VC钠0.08%、甘油0.5%与麦芽糊精3%；③海藻糖10%、脱脂乳粉8%、VC钠0.1%、甘油1%与麦芽糊精5%；④海藻糖3%、脱脂乳粉10%、VC钠0.04%、甘油1.5%与麦芽糊精7%。

益生菌混合发酵酸豆乳的工艺条件优化郭颖;涂顺明;骆练;刘新征;郑芳燕【摘要】对嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌和植物乳杆菌3种菌分别进行驯化处理,使其能够较好地适应100％纯豆乳的发酵环境.再用驯化后的3种菌混种发酵制备酸豆乳,通过单因素和正交试验确定酸豆乳的适宜发酵条件.优化得到酸豆乳的适宜发酵条件为:3种菌配比1:1:1、接种量5％、发酵温度40℃、发酵时间5h.在此条件下,制备得到的发酵酸豆乳的酸度可达98.7°T,黏度为3 875 mPa·s,菌数可达5.63×108 CFU/g,且凝乳效果好,无乳清析出,无豆腥味,口感细腻润滑,呈乳白色.【期刊名称】《食品与发酵工业》【年(卷),期】2014(040)010【总页数】5页(P108-112)【关键词】菌种;驯化;植物乳杆菌;酸豆乳;发酵条件优化【作者】郭颖;涂顺明;骆练;刘新征;郑芳燕【作者单位】中国食品发酵工业研究院,北京,100015;中国食品发酵工业研究院,北京,100015;中国食品发酵工业研究院,北京,100015;中国食品发酵工业研究院,北京,100015;中国食品发酵工业研究院,北京,100015【正文语种】中文目前市场上常见的益生菌酸乳是以牛乳为原料的酸牛乳，而以大豆为原料的益生菌发酵酸豆乳产品比较罕见。

这主要是因为益生菌在豆乳中不易生长，豆乳中缺乏益生菌所能利用的乳糖，发酵后的产品酸度和菌数明显低于酸牛乳，另一重要原因是豆乳发酵后会产生一些不良风味和豆腥味，影响消费者的接受度［1］。

本研究通过优化适合豆乳发酵的益生菌菌种和合理的工艺，较好地解决了上述问题。

益生菌酸豆乳通常是指大豆萃取液(豆乳)经益生菌发酵制成的一种外观颇似酸奶、具有独特豆香味的健康食品。

本研究采用动/植物来源的菌种结合对豆乳进行发酵研究，其中优选的植物乳杆菌广泛存在于泡菜中，是一种安全无害的有益菌种。

由于大豆和泡菜均属于植物性原料，因此具有一定的发酵相似性。

冻干高活力乳酸菌粉保护剂的研究袁亚宏;岳田利;高振鹏;赵多勇【期刊名称】《西北农林科技大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2003(031)0z1【摘要】以保加利亚乳杆菌为目标菌株,对冻干高活力乳酸菌粉的保护剂进行了研究.结果表明:①7种保护剂对6032型保加利亚乳杆菌保护作用的影响大小次序为:抗坏血酸>甘油>蔗糖>脱脂奶粉>L-谷氨酸>乳糖>葡萄糖,其中抗坏血酸、甘油、蔗糖的保护效果最为明显;②真空冷冻干燥法生产高活力保加利亚乳杆菌菌粉的最佳保护剂配方为:抗坏血酸20 g/L,甘油40 mL/L,蔗糖50 g/L,脱脂奶粉100 g/L,L-谷氨酸10 g/L,乳糖20 g/L,葡萄糖100 g/L.【总页数】4页(P82-84,88)【作者】袁亚宏;岳田利;高振鹏;赵多勇【作者单位】西北农林科技大学,食品科学与工程学院,陕西,杨陵,712100;西北农林科技大学,食品科学与工程学院,陕西,杨陵,712100;西北农林科技大学,食品科学与工程学院,陕西,杨陵,712100;西北农林科技大学,食品科学与工程学院,陕西,杨陵,712100【正文语种】中文【中图分类】TS201.3【相关文献】1.混合乳酸菌复合冻干保护剂的研究 [J], 陈贺佳;牟光庆2.耐热型复合乳酸菌冻干保护剂的研究 [J], 孙盈;黄金海;李莹;贾程坤;高嵽;刘阳;鲁珂成3.乳酸菌冻干保护剂及保护机理的研究进展 [J], 蒲丽丽;刘宁;张英华;霍贵成;4.冻干高活力乳酸菌粉保护剂的研究 [J], 袁亚宏;岳田利;高振鹏;赵多勇5.不同保护剂影响植物乳杆菌冻干菌粉发酵活力的研究 [J], 赵延胜;吴超;王慧;周洪斌;董英因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

开题报告食品科学与工程乳酸菌冻干保护剂研究一、选题的背景与意义乳酸杆菌科以乳酸杆菌属最为重要，大多是工业上尤其是食品工业上的常用菌种。

存在于乳制品，发酵植物食品如泡菜、酸菜、青贮饲料、及人的肠道，尤其是乳儿肠道中。

乳酸菌不仅具有提高食品营养价值，改善食品风味，延长保存时间，可提高食品附加值的功能，而且，近年来乳酸菌的特殊生理活性和营养功能，正日益引起人们的重视。

乳酸菌能够调节机体胃肠道正常菌群、保持微生态平衡，提高食物消化率和生物价，降低血清胆固醇，控制内毒素，抑制肠道内腐败菌生长繁殖和腐败产物的产生，制造营养物质，刺激组织发育等等。

乳酸菌在没有冻干保护剂的保护下，会受到损伤，例如：机械损伤，溶质损伤，细胞膜损伤，细胞代谢调节作用损伤等，降低了乳酸菌的存活率。

而冻干保护剂添加能提高乳酸菌的存活率，使乳酸菌在低温条件下能够良好的生长。

冻干保护剂从以下几个方面对乳酸菌进行保护保护剂对膜相变温度 Tm的影响，保护剂对体系玻璃化转变温度的影响，保护剂对蛋白结构的影响。

乳制品特别是发酵乳制品是人们摄入外源乳酸菌的一条重要渠道，筛选优良的、具有抗氧化活性和安全的乳酸菌菌株，对于开发功能性乳制品、丰富现有乳制品种类、提高乳品的附加值将具有重要意义。

关于乳酸菌抗氧化性的研究己引起食品科学、预防医学和微生态学等许多学科的广泛重视。

随着人们对乳酸菌抗氧化功能和保健功能的认识以及生物技术的飞速发展，相信乳酸菌将会得到越来越广泛的应用。

二、研究的基本内容与拟解决的主要问题：研究的基本内容：首先做冻干保护剂的单因素筛选试验，从一定浓度的糖类、氨基酸类、醇类、缓冲盐类中筛选出活菌率较高的保护剂，然后，在从活菌率较高的保护剂中，设置一个四因素三水平的响应面的实验，对各种保护剂进行组合，形成复合保护剂，根据实验得出最佳的活菌率，则这组的复合保护剂就是适合乳酸菌最佳的复合保护剂。

使其在保存长时间之后仍具有较高活性，并且有助于其保存和运输，更有利于今后的实际应用。

益生菌生产工艺流程益生菌是一种对人体健康有益的微生物，其生产工艺流程是保证益生菌产品质量和功效的关键。

本文将以从简到繁、由浅入深的方式，介绍益生菌生产的工艺流程，并进一步探讨其背后的科学原理和市场应用。

一、益生菌生产的基本流程益生菌生产的基本流程通常包括以下几个步骤：1. 菌种筛选和培养：从自然界或已知菌株中筛选出具有益生特性的微生物，并在适当的培养基中进行培养，以扩大菌种数量。

2. 发酵过程：将经过培养的菌种接种到发酵培养基中，并调控适宜的温度、pH值和营养成分等条件，促使菌种在有利环境下进行繁殖和代谢。

3. 分离和纯化：经过一定时间的发酵后，益生菌与其他微生物或固体废弃物混合在一起，需要进行分离和纯化，以得到纯净的益生菌培养物。

4. 冻干和包装：将纯化的益生菌培养物进行冻干处理，以提高其储存稳定性和保质期，并将其装入适当的包装中，便于运输和销售。

以上是益生菌生产的基本流程，但在实际生产中，会根据不同的菌种和产品类型进行一些调整和优化。

二、科学原理和相关技术1. 菌种筛选和培养：菌种的筛选与培养是益生菌生产的起点，关键在于选择具有较强耐受性和适应性的菌株。

常用的方法包括平板筛选、液态发酵和分析仪器等，以确定菌株的益生特性。

2. 发酵过程：发酵工艺是益生菌生产的核心环节，涉及菌种特性、培养基配方和发酵参数等关键因素。

合理调控温度、pH值和氧供应等条件，可促进菌种生长和代谢产物的生成，并最大限度地保留益生活性。

3. 分离和纯化：分离和纯化过程旨在去除发酵液中的杂质和其他微生物，保证益生菌培养物的纯净度和活性。

采用离心、超滤、凝胶层析等技术，可有效分离和提纯目标益生菌。

4. 冻干和包装：冻干是将益生菌培养物制成粉末状的关键步骤，通过低温下的冷冻和真空干燥处理，可使菌种保持活性并延长其存储期限。

合理的包装方式和防潮措施，能更好地保护益生菌产品的品质。

三、市场应用和前景展望益生菌作为一种功能性食品或药品，具有广泛的市场应用前景。