一株双歧杆菌发酵条件的研究

高保军

（黑龙江省完达山乳业股份有限公司，哈尔滨 150078）

一株双歧杆菌发酵条件的研究

高保军

（黑龙江省完达山乳业股份有限公司，哈尔滨 150078）

探讨了一株双歧杆菌WDS106的最佳发酵条件。采用平板菌落计数方法，确定最适发酵温度、接种量、pH值、搅拌速度和发酵时间。结果表明，该菌株按照质量分数为2%接种量，在37℃（pH值为6.5）、转速为200 r/min条件下培养10 h后，发酵液活菌数达到最高值，为1.3×1010mL-1。经过优化发酵工艺参数，使活菌数提高了近一个数量级，为该菌株的开发和应用提供了参考。

双歧杆菌；发酵条件；活菌数

0 引 言

随着人们对健康意识越来越强，功能食品已成为防病治病的辅助手段。其中，双歧杆菌作为人类消化道中原生菌，以及其微生态制品所具有的特有性质，使其备受学术界和商界的关注[1]。双歧杆菌自1899年由Tisser从母乳喂养婴儿的粪便中分离得到。由于其具备抗癌活性、抑制腐生菌生长、防止便秘、降低胆固醇、预防和治疗乳糖消化不良、合成维生素和促进钙的吸收等益生功能[2,3]，现已成为食品、药品等领域中的一类重要益生菌。但由于其对生存环境的苛刻要求，其使高密度培养成为其工业化生产的瓶颈。故本试验以双歧杆菌为研究对象，通过优化发酵条件，为其工业化应用提供基础。

1 实 验

1.1 材料与仪器设备

1.1.1 菌种

Bifidobacterium bifidum WDS106，实验室筛选。

1.1.2 培养基

双歧杆菌的培养采用TPY培养基。

1.1.3 原料

酵母提取物，胰蛋白胨，牛肉膏。

1.1.4 主要仪器设备

手动移液器，BCN-1360生物洁净工作台，SIGMA离心机，YH01L185型高压灭菌器，SPX-250B生化培养箱，KLF2000型发酵罐。

1.2 方法

采用瑞士比欧KLF2000型发酵罐进行发酵研究，装罐量为2 L，分别研究发酵温度、发酵pH值、搅拌速度以及发酵时间对发酵液中活菌数量的影响。

1.2.1 发酵液中活菌数量的确定

取10 mL发酵液，经PBS缓冲液梯度稀释后，取1 mL适宜稀释梯度稀释液置于平皿中，采用TPY培养基倾注，然后在37℃条件下厌氧培养培养48 h后计数菌落数。试验重复3次。

1.2.2 发酵温度对发酵液活菌数的影响

双歧杆菌按质量分数2%接种量接入TPY培养基中，pH值为6.0，转速200 r/min，分别置于30，37，43℃三个温度下发酵24 h，发酵结束后放罐。

1.2.3 发酵pH值对发酵液活菌数的影响

按照1.2.2所确定的最适发酵温度，将双歧杆菌接种于pH值为5.5，6.0，6.5的TPY培养基中在转速为200 r/min条件下发酵24 h，发酵结束后放罐。

1.2.4 搅拌速度对发酵液活菌数的影响

按照1.2.2和1.2.3所确定的最适发酵温度和pH值，将双歧杆菌分别在200，400，600 r/min搅拌速度下发酵24 h，发酵结束后放罐。

1.2.5 发酵时间对发酵液活菌数的影响

按照1.2.2、1.2.3和1.2.4所确定的最佳发酵参数，发酵双歧杆菌，每2 h取发酵液，分别测定其OD值和活菌数，进而绘制双歧杆菌WDS106的生长曲线，确定该菌的最适发酵时间。

2 结果与分析

2.1 发酵温度对发酵液活菌数的影响

双歧杆菌WDS106按2%接种量，在pH值为6.0，转速200 r/min条件下，温度为30，37，43℃三个温度下厌氧发酵24 h后的活菌数如图1所示。

由图1可以看出，发酵温度对双歧杆菌WDS106发酵液中活菌数的影响明显，而且3种温度条件下，发酵液的菌落数差异显著（P＜0.05），37℃条件发酵液中活菌数浓度最高，达到1.6×109mL-1，表明该双歧杆菌的诱变菌株的最适培养和发酵温度仍为37℃。

2.2 pH值对发酵液活菌数的影响

双歧杆菌WDS106按2%接种量，在37℃、转速200 r/min条件下，pH值为5.5，6.0，6.5三种条件下发酵24 h后的活菌数如图2所示。

由图2可以看出，发酵pH值对双歧杆菌WDS106发酵液中活菌数的影响明显，而且3种pH值条件下，发酵液的菌落数差异显著 （P＜0.05），pH6.5条件下发酵液菌体浓度最高，达到4.7×109mL-1，表明该双歧杆菌的诱变菌株的最适发酵pH值为6.5。

2.3 搅拌速度对发酵液活菌数的影响

双歧杆菌WDS106按2%接种量，在37℃、pH值为6.5条件下，转速为200，400，600 r/min搅拌速度下发酵

24 h后的活菌数如图3所示。

由图3可以看出，发酵罐转速对双歧杆菌WDS106发酵液中活菌数的影响明显，而且三种转速条件下，发酵液的菌落数差异显著（P＜0.05），转速为200 r/min条件下发酵液的菌体数最高，达到7.1×109mL-1，表明该双歧杆菌诱变菌株的最适搅拌速度为200 r/min。

2.4发酵时间对发酵液活菌数的影响

双歧杆菌WDS106按2%接种量，在37℃（pH值为6.5）、200 r/min条件下，不同发酵时间后发酵液的活菌数以及OD值如图4所示。

由图4可以看出，在上述优化的实验条件下，发酵液中的活菌数在发酵前期随时间的延长而增长，在培养10 h后达到最高值，发酵液菌体数达到1.3×1010mL-1，而后随发酵时间的延长呈下降趋势；而发酵液的OD值随时间的延长而上升，主要原因为OD值不区分死活菌所致。而由发酵液菌体浓度随发酵时间的变化趋势可见，该菌在发酵约10 h后活菌数呈下降趋势，这可能由于菌体进入衰亡期所致。

3 结 论

经对双歧杆菌WDS106的培养温度，发酵pH值、转速以及培养时间进行研究，优化出其最佳的发酵条件，在TPY培养基中，以质量分数为2%接种量，在37℃（pH值为6.5）、200 r/min条件下培养10 h后，发酵液的活菌数达到最高值，为1.3×1010mL-1，使活菌数提高了近一个数量级。

本研究通过对该双歧杆菌发酵特性的研究，不仅有效的提高了发酵液活菌浓度，还缩短了发酵时间，进而降低能耗，为该菌株的工业化生产奠定了基础。

[1]AZAI O A.Use of Surface Response Methodoloto Describe Biomass Production of Bifidobacterium infantis incomplex media[J].Biotechnology Techniques.1999,13：93-95.

[2]WILKINS A L,LU Y,MOLAN P C.Extractable Organic Substances from New Zealand Unifloral Manuka（Leptosperim scoparium）Honeys[J].J.Apic.Res.,1993,32：3-9.

[3]Deguchi Y,Morishit T,Mutai M.Comparative Studies on Synthesis of Water-Suluble Vitamins among Human Species of Bifidobacteria[J].A-gri.Biol.Chen.,1985,49（1）：13-19.

[4]HOOVER D G.Bifidobacteria：Activity and Potential Benefits[J].Food Techol,1993（6）：120.

Study on fermentation conditions of Bifidobacterium bifidum

GAO Bao-jun
（Heilongjiang Wondersun Dairy Co.Ltd.,Harbin 150078,China）

The optimum fermentation conditions of Bifidobacterium bifidum WDS106 mutant strain for production of phenyllactic acid was investigated.Plate counting was used to determine the optimum fermentation temperature,inocula,pH,rotation rate and fermentation time.The highest number of viable cells was 1.3×1010CFU/mL with 1%of inocula,pH6.5,a rotation rate of 200 r/min and fermentation temperature of 37℃for 10 h.One order of magnitudes for viable cells was increased with the optimum fermentation parameters,and this provides a reference for the development and application of this strain.

Bifidobacterium bifidum;fermentation conditions；Viable count

Q935

A

1001-2230（2011）08-0023-02

2011-06-10

高保军（1970-），男，工程师，从事乳制品加工方面的研究。

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