CN103352014A - 发酵乳杆菌lg1及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及的是发酵乳杆菌LG1及其应用,其中发酵乳杆菌(Lactobacillusfermentum)LG1,该菌株的保藏编号为CGMCCNo.7121;该发酵乳杆菌(Lactobacillusfermentum)LG1的16SrDNA基因序列在GenBank数据库的登记号为AccessionNo.KC348395。该发酵乳杆菌(Lactobacillusfermentum)LG1 CGMCC No.7121应用于制作传统黄米发酵面团。利用本发明提供的发酵乳杆菌LG1作为发酵剂,经过6~8h培养即可快速完成黄米面团的发酵过程,面团中发酵乳杆菌LG1的数量可由接种时的4.5~5.0logcfu/g增加到7.0~8.5logcfu/g,在传统黄米发酵面制品制作中,黄米面团自然发酵过程一般需要48~96h,因此大大缩短了发酵周期。
Description
一、技术领域
本发明首次发现了一株发酵乳杆菌LG1,该菌株的拉丁文分类命名为:Lactobacillus fermentum LG1,该菌株已于2013年1月11日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,保藏单位简称CGMCC,地址:北京市朝阳区北辰西路1号院,保藏编号:CGMCC No.7121。
本发明涉及的是发酵领域中的发酵菌,具体涉及的是发酵乳杆菌LG1及其应用。
二、背景技术
传统黄米发酵面食主要包括粘豆包、粘火勺、驴打滚、年糕、打糕等,这些食品属于满族人的传统食品,是满族人长期在寒冷气候下发展的抗饥耐寒食品,至今已有一千多年的悠久历史。满族传统发酵面食多以黄米为主料,并混合一定比例的辅料面粉进行和面,面团经自然发酵加工成各式各样的面制品,这些面制品糯性强、风味好、口感佳、营养丰富,是满族人老少皆宜的休闲食品。随着饮食文化的不断交融,这些满族传统美食受到越来越多民族的青睐,至今在我国广大北方地区满族传统面制品仍然深受各族人民喜爱。
然而,随着我国食品工业的快速发展和城镇化水平的不断提高,这些传统黄米发酵面制品生产工艺的局限性越来越突显,落后的生产现状亟待改善。这主要表现在:一是生产企业规模过小,一般为家庭作坊、小工厂生产为主,无法实现规模效应,生产效率低下;二是发酵菌种和发酵机理研究十分匮乏,因此落后的自然发酵工艺导致发酵周期较长、面团容易污染腐败菌或致病菌,产品质量稳定性和安全性存在较大风险;三是生产工艺落后,科技含量低,生产多依赖于手工操作和工人经验,缺少自动化、规范化的操作流程及相关食品标准,不利于大规模工业化生产。
对于传统黄米发酵面制品生产发展中存在的问题,发酵菌种研究处于核心地位。对于所有发酵食品而言,发酵菌种很大程度上决定着食品的感官、质构和营养特征,同时发酵菌种也直接影响着产品生产工艺及工艺参数的选择和确定。目前,我国传统黄米发酵面制品菌种资源收集、筛选、驯化和改造等研究严重不足,而利用已知菌种对黄米面团发酵过程及机理的研究未见报道,因此为了改变传统黄米发酵面制品生产加工落后现状,选育优良的黄米面团发酵菌种,进而利用先进的生物工程技术改进发酵工艺和生产工艺,将对我国传统黄米发酵面制品发展具有潜在的经济价值和重要的现实意义。
三、发明内容
本发明的一个目的是提供发酵乳杆菌LG1,这种发酵乳杆菌LG1用于解决传统发酵工艺发酵周期较长、面团容易污染腐败的问题;本发明的另一个目的是提供这种发酵乳杆菌LG1的应用。
本发明采用的技术方案是:这种发酵乳杆菌(Lactobacillus fermentum)LG1,该菌株的保藏编号为CGMCC No.7121。
上述方案中发酵乳杆菌(Lactobacillus fermentum)LG1的16S rDNA基因序列在GenBank 数据库的登记号为Accession No. KC348395。
上述发酵乳杆菌(Lactobacillus fermentum)LG1 CGMCC No.7121在制作传统黄米发酵面团的应用。
上述方案中发酵乳杆菌LG1用于制作传统黄米发酵面团的过程:
所述的发酵乳杆菌LG1经MRS培养基活化培养两代,培养液按照面粉总质量的1~4%接种到面粉中,添加适量30℃水进行和面,和好的面团置于30~37℃、湿度75~85%条件下发酵6~8h。
上述方案中利用MRS液体培养基进行活化培养的过程,优选为在培养箱中,37℃条件下,培养12~18h为一代。
上述方案中制作发酵面团的原料由主料和辅料构成,主料为黄米粉,辅料为玉米粉、小米粉、大米粉、小麦粉中任意一种,主料和辅料质量配比为4:1~2:1。
上述方案中发酵乳杆菌LG1制作的发酵面团,在发酵前后会发生下列变化:
(1) 面团中发酵乳杆菌LG1的数量由接种时的4.5~5.0 log cfu/g增殖到7.0~8.5 log cfu/g;
(2) 面团的pH由6.8~7.0降到5.5~6.0;
(3) 面团中淀粉含量由65.9~68.8%增加到68.1~71.8%,发酵后可溶性糖含量为1.1~2.4%;
(4) 面团中膳食纤维含量由2.5~4.2%增加到4.1~6.2%;
(5) 面团中蛋白质含量由11.5~13.2%降低到8.0~9.8%,发酵后游离氨基酸含量为1.6~2.9%;
(6) 发酵后,面团中γ-氨基丁酸含量为0.4~0.6%;
(7) 面团中脂肪含量由2.1~3.0%降低到0.5~1.1%,发酵后游离脂肪酸含量为0.09~0.18%。
本发明中发酵乳杆菌LG1制作的发酵面团可应用于传统黄米发酵面制品的制作中,所述的传统黄米发酵面制品包括但不限于粘豆包、粘火勺、驴打滚、年糕、打糕。
有益效果:
(1) 利用发酵乳杆菌LG1作为发酵剂,经过6~8h培养即可快速完成黄米面团的发酵过程,面团中发酵乳杆菌LG1的数量可由接种时的4.5~5.0 log cfu/g增加到7.0~8.5 log cfu/g,在传统黄米发酵面制品制作中,黄米面团自然发酵过程一般需要48~96h,因此大大缩短了发酵周期;
(2) 发酵乳杆菌LG1在发酵黄米面团过程中产酸速度快,经过6~8h发酵,面团pH可由6.8~7.0降到5.5~6.0,利于抑制腐败菌和致病菌的生长,还可以对产品风味产生积极影响;
(3) 黄米面团经过发酵乳杆菌LG1发酵,可以将淀粉、蛋白质和脂肪大分子营养物质部分降解为可溶性糖、游离氨基酸和游离脂肪酸小分子,既改善了黄米面团营养成分结构,又利于营养成分的消化和吸收;
(4) 黄米面团经过发酵乳杆菌LG1发酵,面团的膳食纤维含量由2.5~4.2%增加到4.1~6.2%,并新产生了0.4%~0.6%的γ-氨基丁酸,因此,显著提高了产品的健康保健功效。
保藏说明
菌种名称:发酵乳杆菌;
拉丁名:Lactobacillus fermentum;
保藏编号:CGMCC No.7121;
保藏机构:中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC);
地址:北京市朝阳区北辰西路1号院;
保藏日期:2013年1月11日。
四、附图说明
图1 本发明发酵乳杆菌LG1菌液涂片镜下形态特征(Gram’s染色,×1000);图2 本发明发酵乳杆菌LG1在MRS培养基中生长曲线图;
图3 本发明发酵乳杆菌LG1 16S rDNA基因PCR扩增琼脂糖凝胶电泳图。
五、具体实施方式:
下面结合具体实施例详细描述本发明,所述实施例用于理解而不是限制本发明。
一株新的发酵乳杆菌(Lactobacillus fermentum)LG1,它在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心的登记入册编号为CGMCC No.7121,它的16S rDNA基因序列在GenBank 数据库的登记号为Accession No. KC348395。
本发明的发酵乳杆菌(Lactobacillus fermentum)LG1可先接种于MRS液体培养基中进行活化培养两代,得到的种子培养物再接种于黄米面团中进行发酵培养。
上述MRS液体培养基也可以替换为适合于发酵乳杆菌培养的任何培养基,本领域技术人员都知晓何种培养基适合发酵乳杆菌培养。
上述利用MRS液体培养基进行活化培养的操作,本领域技术人员一般都知晓具体培养过程,这里优选为在培养箱中,37℃条件下,培养12~18h为一代。
下述实施例中所使用的试验方法如无特殊说明,均为本领域技术人员都知晓的常规操作方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等,如无特殊说明,均可从商业途径获得。
实施例1:发酵乳杆菌LG1的分离、纯化、鉴定和保藏
1. 菌种来源
本实验菌种均分离于收集的本地区农家自制黄米发酵面团样品。
2. 菌种分离和纯化培养
2.1 菌种分离
称取农家自制黄米发酵面团样品1g,置于10ml 0.8%无菌生理盐水中,震荡溶解。取适量悬浊液10倍梯度稀释,具体稀释倍数为10-1,10-2,10-3,10-4,10-5,10-6,10-7,10-8,10-9,分别取100ul稀释液涂布MRS琼脂平板,置于37℃培养箱中,培养24h。选取生长有50~150个单菌落的平板用于后续实验。每个样品做三个平行试验。
2.2 菌种纯化
利用光学显微镜观察上述MRS平板中50~150个单菌落的菌落特征,随机选择其中10~20个典型单菌落,分别挑取接种到MRS液体培养基中,置于37℃培养箱,培养24h。之后再将培养液划线接种于MRS琼脂平板,显微镜观察菌落特征。对比同一株菌种前后两次培养的菌落特征,如果不完全一致,则再进行一次平板划线分离纯化培养,直到前后两次观察到的单菌落形态特征完全一致为止,即得到该菌株的纯培养物。
3. 菌种形态和生理生化鉴定
3.1 形态鉴定
将纯化培养菌株分别进行革兰氏染色,并置于显微镜下观察染色结果和形态特征。发酵乳杆菌LG1显微镜观察结果显示,该菌株呈革兰氏阳性杆菌,短杆状居多,单个或几个成串。形态特征见图1。
3.2 接触酶试验鉴定
用3%过氧化氢溶液滴加到待测菌的单菌落上,有气泡产生则为阳性,反之则为阴性。试验结果为阴性可以初步判断菌株为乳酸杆菌属。
3.3 生化鉴定
利用API 50 CHL乳酸杆菌鉴定试剂盒对初步判断为乳酸杆菌属的菌株做进一步生化鉴定。发酵乳杆菌LG1的生化鉴定结果显示,该菌株可以利用葡萄糖、果糖、乳糖、蔗糖、半乳糖、甘露糖、核糖、麦芽糖、蜜二糖、棉子糖,符合发酵乳杆菌特征。
3.4 生长曲线测定
挑取新鲜培养的发酵乳杆菌LG1单菌落接种于MRS液体培养基中,37℃条件下培养24小时,每小时取样检测细菌浓度。测定的发酵乳杆菌LG1生长曲线如图2所示。
4. 16S rDNA同源性鉴定
4.1 菌株基因组DNA的提取
将上述实验鉴定为发酵乳杆菌的菌株单菌落接种于MRS液体培养基中,于37℃条件下培养24h,离心获得适量菌体。向菌体中加入浓度为100μg/mL溶菌酶,振荡15s,于37℃水浴处理1h。之后利用细菌基因组DNA提取试剂盒提取待测菌株基因组DNA样品即可。
4.2 16S rDNA基因的扩增
4.2.1 引物设计
根据细菌16S rDNA基因的保守序列,设计一对扩增引物。正向引物序列为:5′-AGAGTTTGATCCTGGCTCAG-3′;反向引物序列为:5′-CTACGGCTACCTTGTTACGA-3′。PCR扩增产物预期片段为1500bp。
4.2.2 PCR扩增
PCR反应体系和反应条件见表1和表2。
表1 PCR反应体系
表2 PCR反应条件
4.2.3 扩增产物的检测和纯化
利用琼脂糖凝胶电泳法对PCR扩增产物进行DNA片段大小检测,检测结果用凝胶成像系统记录结果。发酵乳杆菌LG1的PCR扩增结果见图3所示。
如果PCR扩增产物与预期片段大小一致,再通过PCR产物纯化试剂盒进行样品纯化。
4.3 16S rDNA基因序列测定及同源性鉴定
纯化的16S rDNA扩增产物由上海英潍捷基生物工程技术服务有限公司进行测序,测序结果利用DNAman软件进行拼接和同源性比对分析。发酵乳杆菌LG1的16S rDNA基因扩增全长1486bp,该基因经整理分析后已经提交GenBank 数据库,其登记号为Accession No. KC348395。该基因与GenBank 数据库中已知发酵乳杆菌IMAU70147(登记号为Accession No.GQ131262.1)具有最高的同源性99.73%,因此从菌株16S rDNA基因水平鉴定,该菌株属于发酵乳杆菌种。
5. 发酵乳杆菌LG1菌种保藏
挑取新培养的发酵乳杆菌LG1单菌落接种于MRS液体培养基,37℃条件下培养4~6h,之后添加终浓度为30%的甘油,混匀、密封后储存于-80℃低温冰箱。
发酵乳杆菌LG1于2013年1月11日在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)进行真空冻干保藏,保藏编号为CGMCC No.7121,保藏期限为30年。
实施例2:发酵乳杆菌LG1在制作黄米玉米发酵面团中的应用
1、发酵乳杆菌LG1制作黄米玉米发酵面团可以通过下列步骤实现:
(1) 发酵乳杆菌LG1经MRS液体培养基活化培养两代,培养液按照面粉总质量2%接种到面粉中,混匀,添加适量30℃水进行和面;
(2) 和面面粉主料为黄米粉,辅料为玉米粉,主料和辅料质量配比为3:1;
(3) 和好的面团置于37℃、湿度80%条件下发酵6h。
2、发酵乳杆菌LG1制作的黄米玉米发酵面团,在发酵前后会发生下列变化:
(1) 面团中发酵乳杆菌LG1的数量由接种时的4.5~5.0 log cfu/g增殖到7.5~8.0 log cfu/g;
(2) 面团的pH由6.8~7.0降到5.5~5.7;
(3) 面团中淀粉含量由66.0~66.2%增加到68.6~69.8%,发酵后可溶性糖含量为1.8~2.1%;
(4) 面团中膳食纤维含量由3.9~4.1%增加到5.6~5.9%;
(5) 面团中蛋白质含量由12.1~12.3%降低到8.6~9.0%,发酵后游离氨基酸含量为1.8~2.2%;
(6) 发酵后,面团中γ-氨基丁酸含量为0.4~0.5%;
(7) 面团中脂肪含量由2.7~3.0%降低到0.6~0.9%,发酵后游离脂肪酸含量为0.11~0.15%。
实施例3:发酵乳杆菌LG1在制作黄米小米发酵面团中的应用
1、发酵乳杆菌LG1制作黄米小米发酵面团可以通过下列步骤实现:
(1) 发酵乳杆菌LG1经MRS液体培养基活化培养两代,培养液按照面粉总质量3%接种到面粉中,混匀,添加适量30℃水进行和面;
(2) 和面面粉主料为黄米粉,辅料为小米粉,主料和辅料质量配比为2:1;
(3) 和好的面团置于35℃、湿度75%条件下发酵7h。
2、发酵乳杆菌LG1制作的黄米小米发酵面团,在发酵前后会发生下列变化:
(1) 面团中发酵乳杆菌LG1的数量由接种时的4.5~5.0 log cfu/g增殖到8.1~8.5 log cfu/g;
(2) 面团的pH由6.8~7.0降到5.5~5.7;
(3) 面团中淀粉含量由67.4~67.6%增加到69.6~70.8%,发酵后可溶性糖含量为1.9~2.2%;
(4) 面团中膳食纤维含量由2.8~3.0%增加到4.6~4.9%;
(5) 面团中蛋白质含量由12.0~12.2%降低到8.5~8.8%,发酵后游离氨基酸含量为2.1~2.5%;
(6) 发酵后,面团中γ-氨基丁酸含量为0.5~0.6%;
(7) 面团中脂肪含量由2.7~2.9%降低到0.6~0.8%,发酵后游离脂肪酸含量为0.13~0.16%。
实施例4:发酵乳杆菌LG1在制作黄米大米发酵面团中的应用
1、发酵乳杆菌LG1制作黄米大米发酵面团可以通过下列步骤实现:
(1) 发酵乳杆菌LG1经MRS液体培养基活化培养两代,培养液按照面粉总质量2%接种到面粉中,混匀,添加适量30℃水进行和面;
(2) 和面面粉主料为黄米粉,辅料为大米粉,主料和辅料质量配比为4:1;
(3) 和好的面团置于37℃、湿度85%条件下发酵8h。
2、发酵乳杆菌LG1制作的黄米大米发酵面团,在发酵前后会发生下列变化:
(1) 面团中发酵乳杆菌LG1的数量由接种时的4.5~5.0 log cfu/g增殖到7.0~7.5 log cfu/g;
(2) 面团的pH由6.8~7.0降到5.7~6.0;
(3) 面团中淀粉含量由67.4~67.6%增加到69.2~69.9%,发酵后可溶性糖含量为1.2~1.5%;
(4) 面团中膳食纤维含量由2.8~3.0%增加到4.3~4.6%;
(5) 面团中蛋白质含量由12.2~12.4%降低到9.1~9.5%,发酵后游离氨基酸含量为1.8~2.0%;
(6) 发酵后,面团中γ-氨基丁酸含量为0.4~0.5%;
(7) 面团中脂肪含量由2.2~2.4%降低到0.8~1.0%,发酵后游离脂肪酸含量为0.10~0.12%。
实施例5:发酵乳杆菌LG1在制作黄米小麦发酵面团中的应用
1、发酵乳杆菌LG1制作黄米小麦发酵面团可以通过下列步骤实现:
(1) 发酵乳杆菌LG1经MRS液体培养基活化培养两代,培养液按照面粉总质量3%接种到面粉中,混匀,添加适量30℃水进行和面;
(2) 和面面粉主料为黄米粉,辅料为小麦粉,主料和辅料质量配比为4:1;
(3) 和好的面团置于37℃、湿度80%条件下发酵8h。
2、发酵乳杆菌LG1制作的黄米小麦发酵面团,在发酵前后会发生下列变化:
(1) 面团中发酵乳杆菌LG1的数量由接种时的4.5~5.0 log cfu/g增殖到8.0~8.3 log cfu/g;
(2) 面团的pH由6.8~7.0降到5.5~5.8;
(3) 面团中淀粉含量由66.2~66.4%增加到68.6~69.5%,发酵后可溶性糖含量为1.9~2.1%;
(4) 面团中膳食纤维含量由3.1~3.3%增加到5.0~5.3%;
(5) 面团中蛋白质含量由13.0~13.2%降低到8.6~8.9%,发酵后游离氨基酸含量为2.1~2.5%;
(6) 发酵后,面团中γ-氨基丁酸含量为0.5~0.6%;
(7) 面团中脂肪含量由2.3~2.6%降低到0.6~0.8%,发酵后游离脂肪酸含量为0.13~0.15%。
实施例6:发酵乳杆菌LG1在粘豆包中的应用
发酵乳杆菌LG1制作粘豆包可以通过下列步骤实现:
(1) 粘豆包发酵面团的制作参照实施例2~5步骤进行;
(2) 取适量红小豆,除杂、清洗后,添加红小豆质量6~8倍自来水煮40~60分钟,剩余少量水时,添加5~30%白砂糖,再煮5~10分钟,捣成豆沙酱,攒成圆形馅团,冷冻备用;
(3) 取少量发酵面团制成饼状粘豆包皮儿料,再将豆馅包入皮儿中,攒成圆形粘豆包,蒸煮20~30分钟即得粘豆包成品。
实施例7:发酵乳杆菌LG1在粘火勺中的应用
发酵乳杆菌LG1制作粘火勺可以通过下列步骤实现:
(1) 粘火勺发酵面团的制作参照实施例2~5步骤进行;
(2) 取适量红小豆,除杂、清洗后,添加红小豆质量6~8倍自来水煮40~60分钟,剩余少量水时,添加5~30%白砂糖,再煮5~10分钟,捣成豆沙酱,攒成圆形豆馅;
(3) 取少量克发酵面团制成饼状粘火勺皮儿料,再将豆馅包入皮儿中,制成饼状粘火勺;
(4) 煎锅中加入适量豆油,加热至120℃以上时放入粘火勺,两侧各煎3~5分钟即得粘火勺成品。
实施例8:发酵乳杆菌LG1在驴打滚中的应用
发酵乳杆菌LG1制作驴打滚可以通过下列步骤实现:
(1) 驴打滚发酵面团的制作参照实施例2~5步骤进行;
(2) 发酵面团蒸煮15~20分钟,晾凉后装入保鲜袋中,在案板上擀成薄片状,去掉保鲜袋;
(3) 取适量红小豆,除杂、清洗,添加红小豆质量6~8倍自来水煮40~60分钟,剩余少量水时,添加5~30%白砂糖,再煮5~10分钟,捣成豆沙酱;
(4) 将豆沙酱均匀铺在步骤(2)制作的面片上,从面片的一端卷至两一端;
(5) 将适量黄豆粉放入锅中炒至黄褐色,然后铺在案板上晾凉;
(6) 将步骤(4)制作的驴打滚面卷在晾凉的黄豆粉中滚一下,用锯齿刀切段后即得驴打滚成品。
Claims (7)
1.一种发酵乳杆菌(Lactobacillus fermentum)LG1,该菌株的保藏编号为CGMCC No.7121。
2.根据权利要求1所述的发酵乳杆菌(Lactobacillus fermentum)LG1 CGMCC No.7121,其特征在于:所述的发酵乳杆菌(Lactobacillus fermentum)LG1 CGMCC No.7121的16S rDNA基因序列在GenBank 数据库的登记号为Accession No. KC348395。
3.一种权利要求1或2所述的发酵乳杆菌(Lactobacillus fermentum)LG1 CGMCC No.7121在制作传统黄米发酵面团的应用。
4.根据权利要求3所述的发酵乳杆菌(Lactobacillus fermentum)LG1 CGMCC No.7121的应用,其特征在于:所述的发酵乳杆菌LG1用于制作传统黄米发酵面团的过程具体为,所述的发酵乳杆菌LG1经MRS培养基活化培养两代,培养液按照面粉总质量的1~4%接种到面粉中,添加适量30℃水进行和面,和好的面团置于30~37℃、湿度75~85%条件下发酵6~8h。
5.根据权利要求4所述的发酵乳杆菌(Lactobacillus fermentum)LG1 CGMCC No.7121的应用,其特征在于:所述的利用MRS液体培养基进行活化培养的过程,优选为在培养箱中,37℃条件下,培养12~18h为一代。
6.根据权利要求4所述的发酵乳杆菌(Lactobacillus fermentum)LG1 CGMCC No.7121的应用,其特征在于:所述的制作发酵面团的原料由主料和辅料构成,主料为黄米粉,辅料为玉米粉、小米粉、大米粉、小麦粉中任意一种,主料和辅料质量配比为4:1~2:1。
7.根据权利要求4所述的发酵乳杆菌(Lactobacillus fermentum)LG1 CGMCC No.7121的应用,其特征在于:所述的发酵乳杆菌LG1制作的发酵面团,在发酵前后会发生下列变化:
(1) 面团中发酵乳杆菌LG1的数量由接种时的4.5~5.0 log cfu/g增殖到7.0~8.5 log cfu/g;
(2) 面团的pH由6.8~7.0降到5.5~6.0;
(3) 面团中淀粉含量由65.9~68.8%增加到68.1~71.8%,发酵后可溶性糖含量为1.1~2.4%;
(4) 面团中膳食纤维含量由2.5~4.2%增加到4.1~6.2%;
(5) 面团中蛋白质含量由11.5~13.2%降低到8.0~9.8%,发酵后游离氨基酸含量为1.6~2.9%;
(6) 发酵后,面团中γ-氨基丁酸含量为0.4~0.6%;
(7) 面团中脂肪含量由2.1~3.0%降低到0.5~1.1%,发酵后游离脂肪酸含量为0.09~0.18%。
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COR | Change of bibliographic data |
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