CN105802881B - 一种提高乳酸菌生物量及产酸量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提高乳酸菌生物量及产酸量的方法，涉及生物工程领域。即在乳酸菌发酵的过程中，利用超声作为辅助手段提高乳酸菌生物量和产酸量。使用该方法使乳酸菌生物量增加了12%~55%，产酸量提高了15%~60%，到达最高产酸量的时间缩短了0.5~3 h，该方法能缩短发酵时间，降低生产成本。

Description

一种提高乳酸菌生物量及产酸量的方法

技术领域

本发明涉及生物工程技术领域，利用超声作为辅助手段，提高乳酸菌的生物量和产酸量。采用此方法后，乳酸菌生物量增加了12%~55%，产酸量提高了15%~60%，到达最高产酸量的时间缩短了0.5~3 h。

背景技术

乳酸菌属于革兰氏阳性菌，是一类可以转化乳糖生成乳酸，降低发酵产品pH值的一类微生物。作为一种食品安全级的微生物，乳酸菌被广泛应用于发酵酸乳、乳酸菌饮料、腌菜、干酪、酱、酱油和面包等多方面食品中。此外，乳酸菌具有促进营养成分的分解和吸收、降低胆固醇、抑制病原菌增殖、增强免疫、改善食品风味和延长储存时间等多种功能。20世纪以来，用乳酸菌生产的食品已经是全世界人民所关注的健康食品。但是，只有当达到一定浓度的时候，乳酸菌才能发挥其功能，因此，如何提高乳酸菌的菌体数目是面前研究的热点之一。产酸力是乳酸菌的重要特性，乳酸菌在代谢过程中会产生一定量的乳酸、乙酸、丙酸、丁酸等有机酸：产生的有机酸可以降低环境的pH值，抑制其它杂菌的生长，达到延长仓储时间的目的。

目前提高乳酸菌产量的研究主要集中在培养基的研究，如专利一种利于提高乳酸菌产量的新型培养基，申请号201510487910.1、一种乳酸菌发酵培养基及高产量生产乳酸的工艺，申请号CN201510516297.1，采用传统的改进培养基和工艺的方法，虽然可提高产量，但生产周期长，成本高，鉴于此，研究通过采用超声手段辅助发酵的方式提高乳酸菌的数目和产量，缩短发酵时间，降低生产成本。

发明内容

本发明提供的是一种提高乳酸菌生物量及产酸量的方法，采用本方法后，乳酸菌生物量增加了12%~55%，产酸量提高了15%~70%，到达最高产酸量的时间缩短了0.5~3 h。

本发明所述的一种提高乳酸菌生物量及产酸量的方法，按照下述步骤进行：在乳酸菌培养1~3 h后，采用超声频率为20~40 KHz的超声进行处理，超声时间为4~10 min，超声功率为120-200W，而后继续培养8~12 h。培养结束后，测定乳酸菌生物量和产酸量。

本发明所用的菌种是乳酸菌的任何一种菌种，如中国普通微生物菌种保藏管理中心（CCGMC）、中国农业微生物菌种保藏管理中心(ACCC)、中国工业微生物菌种保藏管理中心(CICC)、中国医学微生物菌种保藏管理中心(CMCC)等等保藏的菌种。

本发明所述的乳酸菌的培养工艺中，采用的培养基为：蛋白胨7.5~10.0 g、牛肉膏0~10.0 g、酵母粉4.0~7.5 g、葡萄糖5.0~20.0 g、番茄汁0~100 mL，乙酸钠0~5.0 g、柠檬酸二胺0~2.0 g、吐温80 0.5~1.0 mL、磷酸氢二钾0~2.0 g、磷酸二氢钾0~2.0 g、七水硫酸镁0~0.2 g、一水硫酸锰0~0.05 g、碳酸钙0~20.0 g、蒸馏水900~1000 mL。

本发明所述的乳酸菌的培养工艺中，乳酸菌的培养条件为：温度30~37℃、pH6.0~7.0、接种量5~20%（体积比），摇床转速120~180 r/min。

使用该方法后，乳酸菌生物量增加了12%~55%，产酸量提高了15%~60%，且到达最高产酸量的时间缩短了0.5~3 h。

具体实施方式

为了进一步阐述本发明的技术方案所涉及的材料及工艺，给出了以下实施例，但是这些实施例不以任何形式限制本发明的范围。

本发明采用的乳酸菌生物量的测定方法为：紫外可见分光光度计测定600nm下的OD值。

本发明采用的乳酸菌的产酸量的测定方法为：取发酵结束的发酵液，4000 r/min离心10min，去掉沉淀，取上层清液适量，滴2滴酚酞，摇匀，用事先标定好的0.1 mol/L的NaOH滴定，记录滴定的NaOH的体积。

计算公式：产酸量（g/L）=(V-V₀) ×C_NaOH×60/V₁

式中：V为滴定发酵液样品所消耗的NaOH的体积，mL；

V₀为滴定对照空白培养基消耗的NaOH的体积，mL；

V₁为样品体积，mL；

C_NaOH为标准的NaOH溶液的浓度，mol/L。

实施例1

1.培养基的制备

称取蛋白胨7.5 g，酵母粉7.5 g，葡萄糖10.0 g，番茄汁100 mL，磷酸二氢钾2.0g，吐温80 0.5 mL，蒸馏水900 mL，调pH7.0，120℃灭菌20分钟。

2. 种子液的制备

在液体培养基中每瓶接入一环4℃保存的乳酸菌菌种（Lactobacillu，中国农业微生物保藏中心，ACCC10637），在37℃，150 r/min，培养16 h。

3. 乳酸菌发酵培养

按10%的量取种子液接入培养基中，37℃，摇床转速150 r/min进行发酵，发酵1 h之后取出，置于超声频率为40 kHz的超声波仪器中处理，超声时间为4 min，超声功率为200W，超声结束后再置于温度为37℃，150 r/min的摇床中继续发酵12 h。

4. 生物量和产酸的测定

发酵结束，采用分光光度计测定OD600，采用酸碱滴定法测定产酸量，同未经超声处理的进行比较，结果超声处理的乳酸菌生物量增加了55%，产酸量提高了60%，到达最高产酸量的时间提前了3 h。

实施例2

1.培养基的制备

称取蛋白胨10.0 g，牛肉膏8.0 g，酵母粉4.0 g，葡萄糖20.0 g，硫酸镁0.2 g，乙酸钠5.0 g，柠檬酸二铵2.0 g，磷酸氢二钾2.0 g，硫酸锰0.05 g，吐温80 1.0 mL，蒸馏水1000 mL，调pH6.0，120℃灭菌20分钟。

2. 种子液的制备

在液体培养基中每瓶接入一环4℃保存的乳酸菌菌种（Lactobacillus plantaru，中国工业微生物保藏中心，CICC20871），在35℃，180 r/min，培养12 h。

3. 乳酸菌发酵培养

按5%的量取种子液接入培养基中，35℃，摇床转速180 r/min进行发酵，发酵3 h之后取出，置于超声频率为28 kHz的超声波仪器中处理，超声时间为10 min，超声功率为150W，超声结束后再置于温度为35℃，180 r/min的摇床中继续发酵10 h。

4. 生物量和产酸的测定

发酵结束，采用分光光度计测定OD600，采用酸碱滴定法测定产酸量，同未经超声处理的进行比较，结果超声处理的生物量增加了12%，产酸量提高了15%，到达最高产酸量的时间提前了0.5 h。

实施例3

1.培养基的制备

称取蛋白胨10.0 g、牛肉膏10.0 g、酵母粉5.0 g、葡萄糖5.0 g、乙酸钠5.0 g、柠檬酸二胺2.0 g、吐温80 1.0 mL、磷酸氢二钾2.0 g、七水硫酸镁0.2 g、一水硫酸锰0.05 g、碳酸钙20.0 g、蒸馏水1000 mL，调pH 6.8，120℃灭菌20分钟。

2. 种子液的制备

在液体培养基中每瓶接入一环4℃保存的乳酸菌菌种（Lactococcus lactis，中国普通微生物菌种保藏管理中心，CCGMC1.62），在30℃，130 r/min，培养14 h。

3. 乳酸菌发酵培养

按20%的量取种子液接入到培养基中，30℃，摇床转速130 r/min进行发酵，发酵2h之后取出，置于超声频率为20 kHz的超声波仪器中处理，超声时间为6 min，超声功率为120W，超声结束后再置于温度为30℃，130 r/min的摇床中继续发酵8 h。

4. 生物量和产酸的测定

发酵结束，采用分光光度计测定OD600，采用酸碱滴定法测定产酸量，同未经超声处理的进行比较，结果超声处理的生物量增加了32%，产酸量提高了40%，到达最高产酸量的时间提早了1 h。

Claims (1)

1.一种提高乳酸菌生物量及产酸量的方法，其特征在于按照下述步骤进行：

（1）培养基的制备：

称取蛋白胨7.5 g，酵母粉7.5 g，葡萄糖10.0 g，番茄汁100 mL，磷酸二氢钾2.0 g，吐温80 0.5 mL，蒸馏水900 mL，调pH7.0，120℃灭菌20分钟；

（2）种子液的制备：

在液体培养基中每瓶接入一环4℃保存的乳酸菌菌种，在37℃，150 r/min，培养16 h；乳酸菌菌种为Lactobacillu，购自中国农业微生物保藏中心，编号ACCC10637；

（3）乳酸菌发酵培养：

按10%的量取种子液接入培养基中，37℃，摇床转速150 r/min进行发酵，发酵1 h之后取出，置于超声频率为40 kHz的超声波仪器中处理，超声时间为4 min，超声功率为200W，超声结束后再置于温度为37℃，150 r/min的摇床中继续发酵12 h；

（4）生物量和产酸的测定：

发酵结束，采用分光光度计测定OD600，采用酸碱滴定法测定产酸量，同未经超声处理的进行比较，结果超声处理的乳酸菌生物量增加了55%，产酸量提高了60%，到达最高产酸量的时间提前了3 h。