植物乳杆菌与乳酸联产发酵工艺的研究
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乳酸菌调研报告乳酸菌是指碳水化合物(即糖类等)经过发酵,获得能源所生成大量的乳酸菌群的总称。
它的繁殖如同人类一样,需要很多的营养物质。
因此,乳酸菌主要存在于动植物及食品当中与人类的生活息息相关。
乳酸菌从形态上粗分为杆菌和球菌,在分类学上分为12属以上的属类中,到目前为止,已被证实有250种以上。
乳酸菌一般不会运动,在自然界中种类多,分布广。
到目前为止,这类细菌共发现了59种,分别归属于乳链球菌及乳杆菌两大家族。
随着高新技术的不断发展和人类社会的日益进步,乳酸茵对人体健康的有益作用,越来越受到社会各界特别是研究领域和生产企业的广泛关注。
因此,乳酸菌的开发利用具有了重要的意义。
1 乳酸菌菌种特性不同属的乳酸茵在冷冻、干燥和保藏过程中表现出不同的特性。
早先有报道细菌细胞形态、尺寸大小对其在冻干后的存活率有影响。
例如,肠球菌属一种小的球形细胞。
对冻干的抵抗力明显强于乳酸杆(棒)菌属。
据Fonseca等研究, 在冷藏和冷冻干燥过程中, 由于细胞外冰晶的形成,细胞的表面积越大, 细胞膜破坏越严重。
在相同的外部条件下, 同种菌的不同菌株在冻干及固体状态下保藏也可能表现出不同的特性。
乳酸菌的这些特性还不十分清楚, 有待于一步研究,目前有人提出一些假设来解释这一现象: 1)不同菌株遗传物质的差异导致菌株有不同的表现型, 这种差异性引起细胞对冷冻干燥的不同抵抗力; 2)不同菌株的细胞壁和细胞膜组成成分不同以及磷脂的熔点不一样, 也能引起细胞特性不同。
2 乳酸菌的功能乳酸菌具有强抗酸能力,如在含糖丰富的食物制作中,虽然其他很多的菌类也能生长,但因乳酸菌不断地产生乳酸使得环境变酸而杀死多种不耐酸的细菌。
大部分乳酸菌具有很强的抗盐性,都能耐5%以上的NaCl浓度。
如嗜盐链球菌甚至能在浓度为15.18%的盐水中生存。
这样在腌制品中其他不抗盐的有害菌不能生存而独有乳酸菌能正常生长,增加了食物的风味。
据最近几年研究资料表明乳酸菌作为定居肠道中的有益菌群具有以下几种功能。
发酵植物酸奶的研发作者:曾波来源:《科技创新与应用》2019年第22期摘 ;要:文章针对发酵植物酸奶的工艺和配方研发进行了深入探究,主要通过采取单因素和正交试验设计,对大豆、核桃、燕麦、巴旦木进行不同蛋白配比的设计试验研究,经过感官评定、粘稠度以及微生物指标测定结果可知,最佳配比方案以大豆蛋白和椰漿为主要原料,在总蛋白为4.0%和椰浆添加量为0.5%的条件下,辅以0.4%的核桃蛋白、0.3%的燕麦蛋白与0.8%的巴旦木蛋白复合配比发酵。
最终配方既能够满足发酵植物酸奶中乳酸菌测定、大肠杆菌测定要求,同时还能达到口感丝滑、粘稠度高和风味愉悦的效果。
关键词:发酵方法;植物酸奶;研发工艺中图分类号:TS252.54 ; ; ;文献标志码:A ; ; ; ; 文章编号:2095-2945(2019)22-0116-03Abstract: This paper makes an in-depth study on the research and development (R&D) of the technology and formula of fermented plant yoghurt, mainly through the design of different protein ratio of soybean, walnut, oat and badam by single factor and orthogonal experimental design. The results of sensory evaluation, viscosity and microbial index showed that the best proportion scheme was soybean protein and coconut milk as the main raw materials. Under the conditions of 4.0% total protein and 0.5% coconut milk, 0.4% walnut protein, 0.3% oat protein and 0.8% badamprotein were fermented. The final formula not only meets the requirements of lactic acid bacteria and Escherichia coli in fermented plant yoghurt, but also achieves the effect of silky taste, high viscosity and pleasant flavor.Keywords: fermentation method; plant yoghurt; research and development (R&D) process引言就目前而言,我国酸奶研发工作获得了较大的发展,但是以植物蛋白为原料发酵酸奶存在口感粗糙、粉感严重以及馊豆腥味大等问题,这与植物蛋白中的大量纤维等有关,由于缺少专门的植物蛋白发酵菌种,所以发酵植物酸奶产品还有待进一步研发。
食品科技酵素的本质是酶,酵素产品开发目的在于:通过酶的消化分解,让原本不能被人体利用或者不易吸收的成分降解为容易被吸收的小分子成分或者增加一些功效成分。
酵素发酵分为自然发酵和人工发酵,采用人工接种开发酵素可以避免杂菌污染和有害产物,保证酵素产品质量及安全性。
人工接种优势菌种能够保证产品质量,增加功效成分含量。
阙斐在香蕉酵素发酵过程中发现人工接种酵母菌或植物乳杆菌的发酵结果优于自然发酵[1],说明了人工接种优势菌种也比自然发酵更有利于增加酵素产品的功效成分含量。
在自然发酵中部分菌种会抑制优势菌种的生长。
食用植物酵素包括果蔬酵素、药食同源酵素、谷物酵素等,其功能和工艺研究是近年的研究热点。
根据目前的研究,各种植物酵素所使用的发酵菌种是通用的,主要包括乳酸菌、酵母菌、醋酸菌以及霉菌类等,忽视了不同植物原料本身特点,对原料差异性的考虑较少,在工艺优化上对菌种安全性的考虑也较少。
针对这些不足,本文综述近年酵素菌种选择的研究进展,根据不同植物原料分类标准,揭示其共性,讨论菌种选择安全性,以为食用植物酵素菌种的选择、酵素标准完善提供更强的理论依据。
1 食用植物酵素菌种选择研究进展在发酵菌种选择上,食用植物酵素发酵呈现由单种类菌发酵到多种菌混合发酵,从传统菌种到新菌种开发的趋势。
单独使用一种菌在风味和功能上欠佳,如单独使用酵母菌发酵会带来酒味过浓,单独使用乳酸菌会导致过酸、产生苦味等,混合发酵可以实现协同和互补。
新菌种在食品中的应用有利于增加食品的功能性。
1.1 酵母菌和乳酸菌发酵酵母菌和乳酸菌是最常用的发酵菌种,酵素的菌种选择研究也是从酵母菌和乳酸菌起步。
在发酵工艺上,经历了以下探索。
酵母菌单菌发酵,樊秋元用酵母菌发酵黑加仑酵素,对发酵时间、接种量、初始糖度、发酵温度进行优化,使酵素有机酸含量增加[2]。
乳酸菌单种发酵。
方小聪用凝结芽孢杆菌制备竹笋酵素,可以产生乳酸、有机酸[3]。
M Han以去除胆固醇能力强的鼠李糖乳杆菌为发酵菌发酵果蔬酵素,所得酵素总糖、多酚、核黄素、原花青素含量、抗氧化能力达到较高水平[4]。
乳酸菌的应用和研究情况现代乳酸菌产业科研教育的现状及发展研究!一、乳酸菌介绍“酸奶、优酸乳、乳酸菌、益生菌……”面对着超市里越来越多的“新面孔”,不少消费者都有点“眼晕”。
从最初的酸奶到现在的这菌那菌,到底这些菌有哪些功效?益生菌和传统的“乳酸菌”到底有什么不同?乳酸菌指发酵糖类,主要产物为乳酸的一类无芽孢、革兰氏染色阳性细菌的总称。
凡是能从葡萄糖或乳糖的发酵过程中产生乳酸菌的细菌统称为乳酸菌。
这是一群相当庞杂的细菌,除极少数外,其中绝大部分都是人体内必不可少的且具有重要生理功能的菌群,其广泛存在于人体的肠道中。
保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌就是人们通过酸奶最早认识的健康乳酸菌。
而“益生菌”是指能够到达人体肠道并产生健康功效的活微生物。
当前发酵乳制品市场上常见的益生菌有:长双歧杆菌、青春双歧杆菌、动物双歧杆菌、干酪乳杆菌、嗜酸乳杆菌、鼠李糖乳杆菌等。
由于它们都能发酵糖产生乳酸,因此也同时属于健康乳酸菌。
可以说,益生菌产品是更加注重活性乳酸菌在肠道内的存活率和健康功效。
二、乳酸菌类型及特点乳酸菌大体上可分为两大类,一类是动物源乳酸菌,一类是植物源乳酸菌。
因为动物源取自动物.因此菌种常处于相对不稳定状态.其生物功效也较不稳定,且在大量食用时,很容易导致人体动物蛋白过敏,即排斥反应。
而植物源乳酸菌,因为取自植物易被人体认可.不论摄取多大量,都不会产生蛋白排斥反应.且植物源乳酸菌比动物源性更具有活力,能比动物源性蛋白以多8倍的数量到达人体小肠内定植,从而发挥其强大而稳定的生物功效。
三、非活性乳酸菌和活性乳酸菌的区别乳酸菌饮料分为活性和非活性,主要区别在于乳酸菌发酵后,形成产品前是否再经过杀菌的程序。
非活性乳酸菌饮料产品也有营养价值,在乳酸菌发酵过程中消耗掉了乳糖,产生一些代谢产物,如维生素类和酶类等,这些代谢产物对人体也是有益的。
而活性乳酸菌饮料产品则不仅具有乳酸菌发酵过程中产生的一些有益人体的代谢产物,还含有一定数量的活性乳酸菌,有利于调节人体肠道微生态的平衡。
浅析发酵辣椒酱乳酸菌接种工艺研究摘要:以鲜辣椒为原材料,然后通过乳酸菌发酵过后制作的泡菜,味道鲜美香气浓郁。
采用这种制作工艺条件:植物乳杆菌与肠膜明串珠菌比例为2:1,添加食盐、花椒、生姜、香料少许,在经过20℃的恒温发酵一星期后,泡椒咸辣度适中口感清脆。
关键词:乳酸菌;接种发酵;辣椒酱引言:传统的发酵辣椒酱的生产主要还是通过天然的乳酸菌进行发酵,然后再通过使用少量的盐,有实现长期保存产品的作用,还有利于提升口味。
虽然制作工艺简单,但是就发酵的速度容易受自然条件的影响,尤其是在经过长期的阴雨天气过后,极容易导致产品的品质发生明显变化,因此针对这一特性也难以满足当前大规模工业化生产需求。
1.当前发酵辣椒酱制作过程所存在问题分析首先,主要表现在于亚硝酸盐的问题相对比较严重,泡菜在经过自然发酵的情况下每公斤含量达到了1.76毫克,而产生这样的原因就是在于通过自然发酵的情况下,野生微生物的生长相对比较缓慢,其他有害病菌生长速度反而增加。
其次,在于生产周期长,产品品质出现极大不稳定现象,以四川泡菜为例,在25℃下其成熟周期在三周左右,但也存在较大的不稳定性,这也是影响泡菜实现工业化的重要因素之一。
由于生产周期较长,导致原有的野生发酵微生物基数较小,难以在短时间当中形成规模化的优势菌群。
再次,传统泡菜需要在菜坛中进行保存,但是受外界温度气候变化的影响相对比较大,因此也在一定程度上影响了运输和销售环节。
最后,目前市场上现有的发酵辣椒酱保存时间长,就存在较为严重的变色问题,导致产品的外观存在很大缺陷。
因此也就不得不在产品中添加大量的人工色素,以此改变这种缺陷,食品的安全性带来了极大隐患。
1.材料与方法1.1材料设备鲜辣椒、白糖、食盐、真空包装机、发酵坛、杀菌锅等1.2工艺流程:原材料清洗→装坛→加入适量盐水→发酵→取出→灌装→密封→杀菌→成品1.3测定方法安排一定数量的人员分别从色泽、脆度、口感、风味和酸感五方面进行判断每一项的满分为20分。
乳酸菌应用榨菜腌制工艺研究传统的榨菜腌制采用高盐腌制方式,该工艺容易产生较高的亚硝酸盐和腌制时间过长等不利因素,而且过高的盐用量也是对资源的一种浪费。
乳酸菌是榨菜腌制发酵过程中的主要菌种,其安全性得到广泛认可,并且人工接种乳酸菌腌制蔬菜技术日趋成熟。
目前,乳酸菌人工接种腌制蔬菜主要集中于泡菜的生产上,对于人工接种腌制榨菜的工艺并不多见,因此有必要对浙江地区盐脱水榨菜的乳酸菌接种腌制工艺进行深入探索。
本论文对三株实验室保存菌种(嗜酸乳杆菌D、发酵乳杆菌M、植物乳杆菌Z)进行了高密度培养条件的优化,包括乳酸菌培养的环境因素(包括温度、起始pH值、接种量)、培养基组成(包括碳源和氮源),使三株乳酸菌高密度培养达到1010cfu/mL.将高密度培养后的三株乳酸菌(编号为M、Z、D)单独接种榨菜,进行低盐腌制实验,接种榨菜的pH、乳酸菌数和亚硝酸盐含量等指标明显优于对照组,通过感官评价正交分析,初步确定较优条件为:加盐量8kg/100kg 鲜菜头,接种量为5mL/kg鲜菜头,菌种采用植物乳杆菌(Z)。
使用最佳菌种Z进行一次接种、分次接种的工艺低盐腌制榨菜,并用传统高盐腌制榨菜作为对照,分组腌制。
各项指标显示:腌制过程分次接种腌制榨菜的pH、乳酸菌数和亚硝酸盐含量等指标优于一次接种和传统腌制方式,分次接种工艺可使pH维持在4以下,乳酸菌数可达到107cfu/mL,亚硝酸盐峰值可控制1.0μg/mL以下。
对腌制成品的榨菜进行氨基态氮、有机酸和风味物质成分测定结果显示分次接种工艺最佳,其成品榨菜氨基态氮含量可达到0.48g/100mL,有机酸和风味物质种类及含量均多于其余两种方式。
获得的最佳工艺为:以每公斤鲜菜头计,初腌加盐量为50g,接种量3mL(菌种浓度105cfu/mL),腌制时间为16-18d;复腌加盐量为30g,接种量为2mL(菌种浓度105cfu/mL),腌制时间为14-16d。
将一株高产γ-氨基丁酸(GABA)的乳酸菌L以分次接种榨菜最佳工艺进行接种腌制榨菜。
乳酸菌固态发酵生产CLA 功能性豆粕的研究高翔郑裴马海乔吕峰徐玉霞程茂基*(安徽农业大学动物科技学院,安徽合肥230036)摘要:采用植物乳杆菌(L act obaci l l us pl ant arum )固态发酵法生产功能性发酵豆粕,利用其催化葵花籽油中的亚油酸转化为共轭亚油酸(C LA ),通过单因素实验,分析了发酵过程中温度,时间,pH ,接种量和葵花籽油添加量对生产共轭亚油酸的影响。
实验结果表明,在37℃下,发酵时间96h ,发酵pH 6.0,接种量6%,葵花籽油添加量2%的条件下,C LA 的总产量较大。
关键词:豆粕;共轭亚油酸;植物乳杆菌中图分类号Q 939.11+7文献标识码B文章编号1007-7731(2008)08-090-03St udyont he pr oduct i onof conj uga t e dl i nol e i ca ci di nf unc t i ona l s oybea nm eal byf e r m e nt at i onw i t hl ac t obac i l l us Ga o Xi a ng,Cheng M aoj i *(C ol l egeof A ni m al Sci enceandT echnol ogy,A nH ui A gri cul t ural U ni ver si t y,H eFei 230036)A bs t r ac t :Functi onal soybeanm eal w as st udi edbysol i dst at eferm ent at i onw i t hl act obaci l l us pl ant arum ,w hi chconvert i ng thel i nolei cacidintheoi l t oconjugat edli nolei caci d .T hro ughsi n gl efactorexperi m en t thei nfl u encefact orssu chast em perat u re,t i m e,pH ,fungi concent rat i onandoi l concent rat i onont heproduct i onof conj ugat edl i nol ei c aci dw as anal yzed.T heresul t s show ed t hat t he yi el d of C L Aw as hi gher i n t he ferm ent at i on condi t i ons of 37℃,96h,pH6.0,fungi concent rat i on 6%,oi l concent rat i on2%.K e ywor ds :Soybeanm eal ;C onj ugatedl i nol ei caci d;L act obaci l l uspl antarum共轭亚油酸(C onj ugat ed l i nol ei c aci d ,C LA )是一系列含有共轭双键,具有位置和几何异构效应的亚油酸(LA )异构体总称。
植物乳杆菌与乳酸联产发酵工艺的研究
摘要
摘要:以优化后的发酵培养基对植物乳杆菌的发酵液进行回用实验,采用摇瓶与7L 发酵罐对发酵工艺过程中各阶段活菌数与乳酸的浓度变化进行了初步研究。
在摇瓶阶段对植物乳杆菌与
摘要:以优化后的发酵培养基对植物乳杆菌的发酵液进行回用实验,采用摇瓶与7L 发酵罐对发酵工艺过程中各阶段活菌数与乳酸的浓度变化进行了初步研究。
在摇瓶阶段对植物乳杆菌与乳酸联产发酵的可行性进行验证,并在7L 发酵罐上进行应用性尝试。
研究结果表明:通过回用植物乳杆菌的发酵液能够使乳酸最终产量达到150g/ L。
在7L 发酵罐规模下,发酵终点活菌数累积量达到259× 108 CFU/ ml。
关键词:植物乳杆菌;乳酸;联产发酵;废液回用
植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)属乳杆菌属,属于同型发酵乳酸菌,是目前最常用的益生菌之一。
广泛应用于青贮饲料的制作与益生菌剂的生产中,并且取得了良好效果[1-3] 。
随着人们研究的不断深入,植物乳杆菌已成为乳酸菌研究领域的模式菌种,并有人将其形象地称为"自然代谢工程师";[4] 。
在植物乳杆菌发酵过程中能够利用糖类发酵生产乳酸细菌[5] ,乳酸作为21 世纪最具应用潜力的有机酸之一[6] 。
广泛应用于食品行业及医药行业,同时乳酸还可作为防腐剂、酸味剂等应用于其他行业[7-8] 。
在乳酸生产方面,吕乐等[9] 人通过改变乳酸菌发酵条件筛选出一株高产乳酸的乳酸菌USTB-08,通过pH 值控制得到了最高的乳酸产量为30g/L。
植物乳杆菌用于益生菌剂生产时,主要采用分批发酵方式。
发酵培养基中K+ 和Mg2+ 这些无机元素在发酵过程中主要起到调节细胞渗透压、作为酶的组成成分或维持酶的活性等作用[10] ,只有极少部分被菌体吸收,大量地将发酵液排放至大自然中,不仅浪费,还会造成环境的污染。
而植物乳杆菌代谢过程中会产生一定浓度的乳酸[11] ,随着发酵液回用次数的增加,乳酸产量也在不断增加。
因此,本研究期望对植物乳杆菌发酵液的回用来减少废水排放,并达到节能环保的目的,且在一定程度上降低了生产成本。
同时实现植物乳杆菌与乳酸的高密度联产,为其他益生菌发酵提供参考。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
1.1.1 实验试剂植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)由本实验室保藏;玉米浆、酵母粉由山东邹平鹤伴山生物科技有限公司提供;磷酸氢二甲,硫酸镁,硫酸锰,柠檬酸铵、葡萄糖、氨水、浓硫酸由北京北化精细化学品公司提供。
1.1.2 实验仪器Bio-Rad 谱柱:美国Beckman 公司;Sartorius arium 611UF 型纯水机:德国Sartorius 公司;7200 型分光光度计:上海尤尼克公司;2695 型HPLC:美国Waters 公司; DELTA320pH 计、电子天平:METTLER TOLEDO;LDZX-40B1 立式蒸汽压力灭菌器:上海申安医疗器械厂;SKP-01 电热恒温培养箱:黄石恒丰医疗器械有限公司;XL-90 型大容量离心机:美国Beckman 公司;5L 全自动搅拌式发酵罐:上海百仑生物科技有限公司;高效液相色谱LC-20AT:日本岛津公司。
1.1.3 培养基种子培养基(MRS)[12] :葡萄糖20g/L,蛋白胨10g/L,牛肉膏10g/L,酵母粉10g/L,磷酸氢二甲2g/L,无水乙酸钠5g/L,硫酸镁0.2g/L,硫酸锰0.05g/L,柠檬酸铵2g/L,吐温801ml/L,调pH 至6.5~6.8,于121℃灭菌30min。
发酵优化培养基:葡萄糖20,玉米浆30,酵母粉5,磷酸氢二甲2,硫酸镁0.2,硫酸锰0.05,柠檬酸铵2,调pH 值至6.5~6.8,于121℃灭菌30min。
1.2 实验方法
1.2.1 培养方法活化培养:将保藏在-60℃甘油管中的菌种少量接种于MRS 液体培养基中,于37℃静置培养12h 后,将菌液均匀涂布于MRS 固体培养基中继续培养30h,挑单菌落进行划线,继续在MRS 固体培养基中培养,将培养皿培养24h 后,置于-4℃冰箱中保藏备用。
1.2.2 种子与发酵培养摇瓶培养,装液量100ml,挑取培养皿中单菌落无菌接入种子培养基中,于37℃恒温培养12h。
以5%的接种量接入发酵培养基中,每隔2h 检测菌体生长情况,发酵结束后。
进行计数培养,之后离心收集发酵废液,为下次实验备用。
7L 发酵罐,装液量4.8L,将保存在培养皿中的单菌落挑入种子培养基中,37℃,50r/min 培养12h。
将200mL 种子液接种到4.8L 优化后的发酵培养基的7L 发酵罐中,37℃继续培养,发酵过程中搅拌速度改为100r/min,以使溶质得到充分的混合,用氨水调控发酵液的pH 值,将其控制在 6.5 左右。
发酵期间通过补加600g/L 高浓度的葡萄糖溶液控制底物浓度,整个发酵过程定时取样分析发酵液的细胞生物量。
每次发酵结束后,进行计数培养,之后离心收集发酵废液,为下次实验备用。
1.2.3 发酵液回收利用方法向离心后废液中补加葡萄糖至20g/L[13] ,再向其中补加30g/L 的玉米浆,于121℃灭菌30min。
以相同接种量及装液量重新进行发酵培养,培养后做活菌计数,并测量发酵终点乳酸浓度。
按上述方法不断回用发酵废液,直至最后批次发
酵无菌体产生,且乳酸浓度不再变化。
1.2.4 发酵参数测定通过测定发酵液在600nm 处的吸光度来检测菌体生物量。
将待测发酵液稀释适当倍数,使OD600=0.3~0.8,采用UNIC7200 分光光度计测定。
乳酸含量测定采用高效液相色谱法(HPLC)。
样品处理:精密量取发酵上清液1mL,用超纯水定容至5mL,得到乳酸的稀释待测液。
测定时样品经0.22um 微孔滤膜过滤。
色谱条件:色谱条件:流动相为0.005mol/L H2SO4,流速0.4mL/min,柱温55℃,进样量10uL[14] 。
2 结果与讨论
2.1 发酵液的多次回用(摇瓶)采用摇瓶培养新鲜发酵液,再依次按照1.2.3 的方法进行发酵液的多次回用,当发酵液重复使用至第六批次时,发酵终点无菌体产生,且乳酸浓度没有任何变化,实验结果见表 1 与图1。
结果表明:新鲜发酵液的活菌数为72×108 CFU/ml,乳酸产量为35g/L。
伴随发酵液回用次数的增加,菌体生长的延迟期逐渐变长,继而造成发酵周期延长。
新鲜发酵液发酵过程中,OD600 的增长值为最大值8,活菌数最高,乳酸产量相对较高。
当发酵废液重复使用至第四批次时,发酵终点OD600 增长值维持在5 左右,而在发酵废液重复使用的过程中,发酵液每重复使用一次,发酵终点的活菌数依次降低,直至最后批次发酵过程中没有任何菌体产生。
发酵废液重复使用一次时,乳酸产量达到最大,此代谢过程中乳酸产量为43g/L。
发酵废液重复使用第三次时,菌体乳酸代谢能力依次下降,当第五批次实验结束时,废液中乳酸浓度达到最大值,为148g/L。
此时各批次实验活菌计数总量为184×108 CFU/ml。
2.2 发酵液的多次回用(7L 发酵罐)
在上述摇瓶实验阶段中,根据不同批次废液生产乳酸及发酵终点活菌数的生产情况,现进行7L 发酵罐小试实验,新鲜发酵液发酵结束后,按照1.2.3 中的试验方法进行发酵液回用实验。
7L 发酵罐灭菌过程中会产生多余的蒸馏水,使发酵液回用时的初始乳酸浓度降低。
各批次回用实验结果如表2 及图2。
结果表明,在分批补料发酵过程中,发酵液回用后发酵延迟期增加,导致发周期变长,新鲜发酵液OD600 的增长值为最大值19,活菌数最高为123×108 CFU/ml,乳酸产量为65g/L。
当发酵废液重复使用至第三批次时,发酵终点OD600 增长值维持在 5 左右,而在发酵废液重复使用的过程中,发酵液每重复使用一次,发酵终点的活菌数依次降低,直至最后批次发酵过程中没有任何菌体产生。
发酵废液重复使用第二次时,菌体乳酸代谢能力依次下降,直至废液重复使用至第四批次时,乳酸含量没有任何变化,此时发酵终点累积的乳酸浓度为150g/L。
发酵过程中活菌数的总产量为259×108 CFU/ml。
3 结论摇瓶实验表明,植物乳杆菌发酵液多次回用后,乳酸产量最终达到148g/L, 乳酸产量较新鲜发酵液相比增加3.3 倍,活菌数数累积量与新鲜发酵液相比增加1.5 倍。
而在7L 罐
规模发酵下,植物乳杆菌活菌数累积为259×108 CFU/ml,较新鲜发酵液相比增加1 倍左右,乳酸产量达到150g/L。
由此可见,通过对植物乳杆菌发酵液的回用提高了菌体及乳酸的产量,并减少了发酵培养基中无机盐的使用量,同时减少了发酵废水的排放。
参考文献
[1]徐志远.乳杆菌的肠道定殖和菌群调节作用研究[D].江苏:江南大学,2011.
[2]曲冬梅,刘小杰.植物乳杆菌及其在食品工业中的应用[J]中国食品添加剂.2005,3,219-222.
[3]冯丽莉,张栋,荀一萍,薛玉玲,王世杰,朱宏.植物乳杆菌的功能性及工业化应用研究进展[J]. 中国乳品工业,2018,36 (03):35-38.
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