CN112126664A - 一种植物乳杆菌jlau103发酵产胞外多糖的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种植物乳杆菌JLAU103发酵产胞外多糖的方法，包括以下操作步骤:(1)配制预培养培养基；(2)配制改性SDM培养基；(3)向预培养培养基中加入其体积3‑6％的植物乳杆菌JLAU103的种子液，37.5‑38.5℃的环境下预培养6‑8小时，得到一级种子液；(4)向改性SDM培养基中加入其体积3‑6％的一级种子液，36‑37℃的环境下培养处理18‑20小时后，然后降温至24‑26℃，继续培养3‑4小时，发酵完成。本发明提供的一种植物乳杆菌JLAU103发酵产胞外多糖的方法，操作简单，成本低廉，胞外多糖的产量可以达到85mg/L，现有的乳杆菌产胞外多糖的工艺，胞外多糖的产量仅能达到70mg/L，产量提高了21.4％。
Description
技术领域
本发明属于发酵产胞外多糖的技术领域，具体涉及一种植物乳杆菌JLAU103发酵产胞外多糖的方法。
背景技术
乳杆菌广泛存在于自然环境中，长期以来一直被用作发酵剂和益生菌发酵食品中的增强剂，如发酵饮料，酸奶和奶酪。然而，尽管营养需求苛刻，乳酸杆菌已被发现分布在水、土壤、植物、人类口腔，阴道和肠腔的各种环境中。胞外多糖(EPS)是长链碳水化合物聚合物，包括酵母，霉菌，微藻和细菌在内的微生物在生长代谢期间都会释放胞外多糖。胞外多糖通常以两种形式存在，一种分泌到生物体细胞外培养基中(粘液多糖)，另一种是粘附在细胞表面形成胶囊状(荚膜多糖)。据报道，EPS在细菌生物膜中起主要作用，它们在启动生物膜形成方面具有重要意义。EPS缺陷型突变菌株完全缺乏体外形成生物膜的能力。除了生物膜的结构性作用之外，EPS被认为是增强营养物质和水分的载体，也被证明可以屏蔽细菌抵御环境威胁，如噬菌体，抗生素，溶菌酶，金属离子和酸性条件。传统发酵饮料长期以来一直使用EPS生产发酵剂，如Kefir或斯堪的纳维亚发酵乳饮料Viili，也用于奶酪的生产，EPS的保湿性被认为对奶酪新鲜度有显著贡献。此外，EPS在食品中有重要应用价值，例如作为酸奶中的生物增稠剂以改善质地，口感和稳定性。此外，人们越来越关注利用细菌EPS作为化学品的替代品，如医药，生物技术和化妆品。然而，值得注意的是，迄今为止，细菌EPS的商业应用大部分限于由革兰氏阴性细菌合成的，例如鞘氨醇单胞菌属和假单胞菌属，其天然产生大量的EPS，从而降低生产成本。
现有技术中，采用普通的乳杆菌产胞外多糖时，胞外多糖产量较低，因此急需一种胞外多糖的高产方法，进一步的提升其在食品领域的应用范围。
发明内容
本发明目的是弥补当下乳杆菌产胞外多糖产量低的缺陷，提供一种植物乳杆菌JLAU103发酵产胞外多糖的方法。
本发明是通过以下技术方案实现的。
一种植物乳杆菌JLAU103发酵产胞外多糖的方法，包括以下操作步骤：
(1)配制预培养培养基：按重量份计，将10-15份大豆蛋白胨、12-20份脱脂乳粉、4-9份NaCl、1.2-2.2份乙酸钠、0.4-0.6份抗坏血酸加入至750-800份去离子水中，采用乙酸调pH，灭菌处理后，得到预培养培养基；
(2)配制改性SDM培养基：按重量份计，将8-12份胰蛋白胨、5-7份酵母氮源、1-3份K2HPO4、4-6份无水乙酸钠、4-6份柠檬酸钠、0.1-0.3份MgSO4·7H2O、0.04-0.06份MnSO4·H2O、18-22份葡萄糖、1-3份吐温80、0.1-0.4份2-氨基庚酸、0.4-0.6份α-熊果苷依次加入至900-1100份去离子水中，混合搅拌均匀后，采用乙酸调pH，灭菌处理后，得到改性SDM培养基；
(3)向预培养培养基中加入其体积3-6％的植物乳杆菌JLAU103的种子液，37.5-38.5℃的环境下预培养6-8小时，得到一级种子液；
(4)向改性SDM培养基中加入其体积3-6％的一级种子液，36-37℃的环境下培养处理18-20小时后，然后降温至24-26℃，继续培养3-4小时，发酵完成。
具体地，上述步骤(1)和步骤(2)中，乙酸的摩尔浓度为1mol/L，调节后预培养培养基和改性SDM培养基的pH值均为5.8-6.2。
具体地，上述步骤(1)和步骤(2)中，灭菌处理的工艺为：温度为120-123℃，灭菌时间为14-16min。
具体地，上述步骤(3)中，植物乳杆菌JLAU103的种子液采用以下方法制得：将冷冻保藏的植物乳杆菌JLAU103接种至种子培养基中进行摇瓶培养，得到植物乳杆菌JLAU103的种子液，所述种子培养基由以下重量份的组分制成：蛋白胨15-20份、牛肉膏13-18份、0.1-0.5份磷酸二氢钾、0.1-0.4份硫酸镁、2-5份聚丙二醇、去离子水650-700份。
具体地，上述摇瓶培养的温度为28-30℃，摇瓶培养的时间为12-14h。
由以上的技术方案可知，本发明的有益效果是：
1、本发明提供的一种植物乳杆菌JLAU103发酵产胞外多糖的方法，操作简单，成本低廉，胞外多糖的产量可以达到85mg/L，现有的乳杆菌产胞外多糖的工艺，胞外多糖的产量仅能达到70mg/L，产量提高了21.4％；
2、本发明通过预培养培养基，能有效的提升一级种子液的质量，提升植物乳杆菌JLAU103的活性，进而有效的提升了胞外多糖的产量；
3、本发明制得的改性SDM培养基，通过2-氨基庚酸和α-熊果苷添加，两者能有效的促进植物乳杆菌JLAU103分泌胞外多糖，保证植物乳杆菌JLAU103的活性，进而极大地提升了胞外多糖的产量；
4、本发明在植物乳杆菌JLAU103发酵的最后阶段，通过降低温度，能有效的促进胞外多糖的积聚，并能降低发酵后期植物乳杆菌JLAU103的活性，降低胞外多糖的消耗，进而进一步的促进了胞外多糖产量的提升。
具体实施方式
下面，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
实施例1
一种植物乳杆菌JLAU103发酵产胞外多糖的方法，包括以下操作步骤：
(1)配制预培养培养基：按重量份计，将10份大豆蛋白胨、12份脱脂乳粉、4份NaCl、1.2份乙酸钠、0.4份抗坏血酸加入至750份去离子水中，采用摩尔浓度为1mol/L乙酸调pH为5.8，120℃灭菌处理14min后，得到预培养培养基；
(2)配制改性SDM培养基：按重量份计，将8份胰蛋白胨、5份酵母氮源、1份K2HPO4、4份无水乙酸钠、4份柠檬酸钠、0.1份MgSO4·7H2O、0.04份MnSO4·H2O、18份葡萄糖、1份吐温80、0.1份2-氨基庚酸、0.4份α-熊果苷依次加入至900份去离子水中，混合搅拌均匀后，采用摩尔浓度为1mol/L乙酸调pH为5.8，120℃灭菌处理14min后，得到改性SDM培养基；
(3)向预培养培养基中加入其体积3％的植物乳杆菌JLAU103的种子液，37.5℃的环境下预培养6小时，得到一级种子液，其中植物乳杆菌JLAU103的种子液采用以下方法制得：将冷冻保藏的植物乳杆菌JLAU103接种至种子培养基中进行摇瓶培养，摇瓶培养的温度为28℃，摇瓶培养的时间为12h，得到植物乳杆菌JLAU103的种子液，所述种子培养基由以下重量份的组分制成：蛋白胨15份、牛肉膏13份、0.1份磷酸二氢钾、0.1份硫酸镁、2份聚丙二醇、去离子水650份；
(4)向改性SDM培养基中加入其体积3％的一级种子液，36℃的环境下培养处理18小时后，然后降温至24℃，继续培养3小时，发酵完成。
实施例2
一种植物乳杆菌JLAU103发酵产胞外多糖的方法，包括以下操作步骤：
(1)配制预培养培养基：按重量份计，将13份大豆蛋白胨、16份脱脂乳粉、7份NaCl、1.8份乙酸钠、0.5份抗坏血酸加入至780份去离子水中，采用摩尔浓度为1mol/L乙酸调pH为6.0，122℃灭菌处理15min后，得到预培养培养基；
(2)配制改性SDM培养基：按重量份计，将10份胰蛋白胨、6份酵母氮源、2份K2HPO4、5份无水乙酸钠、5份柠檬酸钠、0.2份MgSO4·7H2O、0.05份MnSO4·H2O、20份葡萄糖、2份吐温80、0.3份2-氨基庚酸、0.5份α-熊果苷依次加入至1000份去离子水中，混合搅拌均匀后，采用摩尔浓度为1mol/L乙酸调pH为6.0，122℃灭菌处理15min后，得到改性SDM培养基；
(3)向预培养培养基中加入其体积5％的植物乳杆菌JLAU103的种子液，38.0℃的环境下预培养7小时，得到一级种子液，其中植物乳杆菌JLAU103的种子液采用以下方法制得：将冷冻保藏的植物乳杆菌JLAU103接种至种子培养基中进行摇瓶培养，摇瓶培养的温度为29℃，摇瓶培养的时间为13h，得到植物乳杆菌JLAU103的种子液，所述种子培养基由以下重量份的组分制成：蛋白胨18份、牛肉膏15份、0.3份磷酸二氢钾、0.3份硫酸镁、3份聚丙二醇、去离子水680份；
(4)向改性SDM培养基中加入其体积5％的一级种子液，36℃的环境下培养处理19小时后，然后降温至25℃，继续培养3小时，发酵完成。
实施例3
一种植物乳杆菌JLAU103发酵产胞外多糖的方法，包括以下操作步骤：
(1)配制预培养培养基：按重量份计，将15份大豆蛋白胨、20份脱脂乳粉、9份NaCl、2.2份乙酸钠、0.6份抗坏血酸加入至800份去离子水中，采用摩尔浓度为1mol/L乙酸调pH为6.2，123℃灭菌处理16min后，得到预培养培养基；
(2)配制改性SDM培养基：按重量份计，将12份胰蛋白胨、7份酵母氮源、3份K2HPO4、6份无水乙酸钠、6份柠檬酸钠、0.3份MgSO4·7H2O、0.06份MnSO4·H2O、22份葡萄糖、3份吐温80、0.4份2-氨基庚酸、0.6份α-熊果苷依次加入至1100份去离子水中，混合搅拌均匀后，采用摩尔浓度为1mol/L乙酸调pH为6.2，123℃灭菌处理16min后，得到改性SDM培养基；
(3)向预培养培养基中加入其体积6％的植物乳杆菌JLAU103的种子液，38.5℃的环境下预培养8小时，得到一级种子液，其中植物乳杆菌JLAU103的种子液采用以下方法制得：将冷冻保藏的植物乳杆菌JLAU103接种至种子培养基中进行摇瓶培养，摇瓶培养的温度为30℃，摇瓶培养的时间为14h，得到植物乳杆菌JLAU103的种子液，所述种子培养基由以下重量份的组分制成：蛋白胨20份、牛肉膏18份、0.5份磷酸二氢钾、0.4份硫酸镁、5份聚丙二醇、去离子水700份；
(4)向改性SDM培养基中加入其体积6％的一级种子液，37℃的环境下培养处理20小时后，然后降温至26℃，继续培养4小时，发酵完成。
对比例1
直接向改性SDM培养基中加入其体积3-6％的植物乳杆菌JLAU103的种子液，其余操作步骤与实施例1完全相同。
对比例2
改性SDM培养基中不添加2-氨基庚酸、α-熊果苷，其余操作步骤与实施例2完全相同。
实施例3
步骤(4)中不不进行降温发酵培养，采用36-37℃的环境下培养处理24小时，其余操作步骤与实施例3完全相同。
分别用各实施例和对比例的方法制得植物乳杆菌JLAU103的发酵产物，然后采用苯酚-硫酸法检测其中的胞外多糖含量，测试结果如表1所示：
| 项目 | 胞外多糖含量，mg/L |
| 实施例1 | 86.31 |
| 对比例1 | 72.26 |
| 实施例2 | 87.14 |
| 对比例2 | 70.01 |
| 实施例3 | 88.33 |
| 对比例3 | 76.21 |
由表1中的实施例1和对比例1的数据可知，通过预培养培养基，能有效的提升一级种子液的质量，提升植物乳杆菌JLAU103的活性，进而有效的提升了胞外多糖的产量；由表1中的实施例2和对比例2的数据可知，通过2-氨基庚酸和α-熊果苷添加，两者能有效的促进植物乳杆菌JLAU103分泌胞外多糖，保证植物乳杆菌JLAU103的活性，进而极大地提升了胞外多糖的产量；由表1中的实施例3和对比例3的数据可知，在植物乳杆菌JLAU103发酵的最后阶段，通过降低温度，能有效的促进胞外多糖的积聚，并能降低发酵后期植物乳杆菌JLAU103的活性，降低胞外多糖的消耗，进而进一步的促进了胞外多糖产量的提升。
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
Claims (5)
1.一种植物乳杆菌JLAU103发酵产胞外多糖的方法，其特征在于，包括以下操作步骤：
(1)配制预培养培养基：按重量份计，将10-15份大豆蛋白胨、12-20份脱脂乳粉、4-9份NaCl、1.2-2.2份乙酸钠、0.4-0.6份抗坏血酸加入至750-800份去离子水中，采用乙酸调pH，灭菌处理后，得到预培养培养基；
(2)配制改性SDM培养基：按重量份计，将8-12份胰蛋白胨、5-7份酵母氮源、1-3份K2HPO4、4-6份无水乙酸钠、4-6份柠檬酸钠、0.1-0.3份MgSO4·7H2O、0.04-0.06份MnSO4·H2O、18-22份葡萄糖、1-3份吐温80、0.1-0.4份2-氨基庚酸、0.4-0.6份α-熊果苷依次加入至900-1100份去离子水中，混合搅拌均匀后，采用乙酸调pH，灭菌处理后，得到改性SDM培养基；
(3)向预培养培养基中加入其体积3-6％的植物乳杆菌JLAU103的种子液，37.5-38.5℃的环境下预培养6-8小时，得到一级种子液；
(4)向改性SDM培养基中加入其体积3-6％的一级种子液，36-37℃的环境下培养处理18-20小时后，然后降温至24-26℃，继续培养3-4小时，发酵完成。
2.根据权利要求1所述一种植物乳杆菌JLAU103发酵产胞外多糖的方法，其特征在于，上述步骤(1)和步骤(2)中，乙酸的摩尔浓度为1mol/L，调节后预培养培养基和改性SDM培养基的pH值均为5.8-6.2。
3.根据权利要求1所述一种植物乳杆菌JLAU103发酵产胞外多糖的方法，其特征在于，上述步骤(1)和步骤(2)中，灭菌处理的工艺为：温度为120-123℃，灭菌时间为14-16min。
4.根据权利要求1所述一种植物乳杆菌JLAU103发酵产胞外多糖的方法，其特征在于，上述步骤(3)中，植物乳杆菌JLAU103的种子液采用以下方法制得：将冷冻保藏的植物乳杆菌JLAU103接种至种子培养基中进行摇瓶培养，得到植物乳杆菌JLAU103的种子液，所述种子培养基由以下重量份的组分制成：蛋白胨15-20份、牛肉膏13-18份、0.1-0.5份磷酸二氢钾、0.1-0.4份硫酸镁、2-5份聚丙二醇、去离子水650-700份。
5.根据权利要求4所述一种植物乳杆菌JLAU103发酵产胞外多糖的方法，其特征在于，上述摇瓶培养的温度为28-30℃，摇瓶培养的时间为12-14h。
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