乳酸菌的增殖培养条件优化

李晓鹏，刘昕，张忠明，何守贵，曹磊，张卫兵（.甘肃农业大学食品科学与工程学院，甘肃 兰州730000；. 甘肃金亚科技发展有限公司，甘肃 兰州730000）



乳酸菌的增殖培养条件优化

李晓鹏2，刘昕1，张忠明1，何守贵2，曹磊1，张卫兵1
（1.甘肃农业大学食品科学与工程学院，甘肃 兰州730000；2. 甘肃金亚科技发展有限公司，甘肃 兰州730000）

以甘南牧区家庭自制牦牛乳酸奶中分离筛选出的乳酸菌Q2和G4为试验菌株，采用单因素和正交试验优化了增殖培养条件，结果显示，菌株Q2的最佳增菌基础培养基为改良MRS培养基；营养强化因子最佳添加水平为番茄汁8%、胡萝卜汁4%、土豆汁4%。菌株G4的最佳增菌基础培养基为脱脂乳培养基；营养强化因子最佳添加水平为番茄汁8%、胡萝卜汁4%、土豆汁3%。

乳酸菌；培养条件；优化

随着国民经济的发展及消费水平的提高，消费者在“健康”概念的引领下对食品营养的认知更全，对营养价值要求更高［1-2］。发酵乳制品凭借其丰富的营养价值和良好的保健功能日益受到消费者的青睐。目前，发酵乳制品已经成我国第一大发酵乳制品，而且每年还在以25%以上的增长在高速发展。但是目前我国乳品市场还不够成熟，发酵乳制品仅占整个乳品市场份额的15%左右，而国外成熟的乳品市场，发酵乳制品的比例一般会达到 40%左右。因此，国内的发酵乳制品市场潜力巨大［3-6］。

制备浓缩型乳酸菌发酵剂首先要获得高浓度乳酸菌含量的培养物，这就要对其进行高密度培养。即通过适当手段解除代谢产物中乳酸及其他有机酸的累积对乳酸菌细胞生长的抑制作用，延长乳酸菌的对数生长期，从而获得较高浓度的培养物［7-8］。

本研究是以甘南牧区家庭自制牦牛乳酸奶中分离筛选出的乳酸菌为试验菌株，将其进行增殖培养试验，以期为工业生产提供理论依据。

1、材料与方法

1.1材料与设备

1.1.1菌种

本实验室自甘南牧区发酵乳中分离筛选出的菌株Q2、G4。

1.1.2试剂

胰蛋白胨，酵母粉，酵母膏，琼脂糖，牛肉膏，蛋白胨，葡萄糖，磷酸氢二钾（钠），磷酸二氢钾（钠），硫酸氢二钾（钠），硫酸二氢钾（钠），氯化钙，氯化钠，氯化钾，硫酸镁，硫酸亚铁，氯化钠，硫酸锰，乙醇，双乙酰，氢氧化钠，以上试剂均为分析纯。脱脂奶粉（黑龙江完达山）为市售。

1.1.3培养基

MRS固体培养基、SL培养基、Elliker培养基、脱脂乳固体培养基及脱脂乳液体培养基。

TJA培养基：番茄汁50mL，酵母膏5g，牛肉膏10g，乳糖20g，葡萄糖2g，磷酸氢二钾2g，吐温-801mL，乙酸钠5g，加蒸馏水至1000mL，调节pH6.8±0.2，于121℃灭菌15min备用［8］。

APT培养基：胰胨10g，吐温-80lmL，酵母提取物5g，氯化钠5g，柠檬酸钠5g，硫酸镁0.8g，葡萄糖10g，氯化锰0.14g，磷酸氢二钾5g，硫酸亚铁0.04g，加蒸馏水至1000mL，调整pH值为6.7～7.0，121℃灭菌15min［8］。

1.1.4设备

SW-CJ-2FD超净工作台（苏州净化设备有限公司），YX-280A高压灭菌锅（上海三申医疗器械有限公司），HG303-4电热恒温培养箱（南京实验仪器厂），XSP-18S显微镜（上海蔡康光学仪器有限公司），PB-203电子天平（Mettler-Toledo公司）pHS-25数显pH计（上海精密科学仪器厂）， KUBOTA3740冷冻离心机（日本KUBOTA久保田公司），YQX-1型厌氧培养箱（上海跃进医疗器械厂），冷冻干燥机（北京博医康医疗器械厂）。

1.2试验方法

1.2.1增菌基础培养基的筛选

将菌株Q2、G4活化后，以3%（V/V）的接种量接种于改良MRS、ATP、TJA、Elliker及脱脂乳5种液体培养基中，置于42℃下恒温培养12h后，通过平板计数法对5种培养液进行平板计数，每个培养方案均设3个重复［9］。

1.2.2营养强化的单因素试验

将菌株Q2、G4活化后，以3%（V/V）的接种量分别接种于添加营养因子的培养基中，42℃培养12h后，通过平板计数法对培养液进行活菌计数，每个培养方案均设3个重复［9］。营养因子添加水平见表1。

表1　营养因子单因素试验水平表

1.2.3营养强化的正交试验

根据单位因素试验的结果，将3种营养强化因子筛选的最佳添加水平连同相邻2个水平设计成L9（34）正交试验。

2、结果与分析

2.1增菌基础培养基的筛选

菌株Q2、G4在被选用的脱脂乳、改良MRS、APT、Elliker、TJA 这5种基础培养基中培养，培养12h后活菌数的测定结果见表2。

表2　乳酸菌在不同基础培养基中的增殖情况（×107CFU/mL）

由表23可见，菌株Q2在脱脂乳、MRS、APT和Elliker培养基都有一定的生长，在MRS培养基中活菌数最高，Elliker和脱脂乳培养基次之，在APT培养中活菌数最低，活菌数分别为4.40、4.28、3.21、1.44×107CFU/mL，并且存在显著性差异（P＜0.05）；菌株Q2在TJA培养基中不生长；因此，筛选出MRS作为菌株Q2的增菌基础培养基。菌株G4只在脱脂乳培养中生长，筛选脱脂乳培养基作为菌株G4的增菌基础培养基。

2.2营养强化的单因素试验

以番茄汁、胡萝卜汁、土豆汁为营养强化因子，将其按试验设计要求添加于增菌基础培养基中，将供试菌株以3%的接种后，培养12h进行活菌计数，试验结果见表3、4。

表3　菌株Q2营养因子强化单因素试验结果

由表3可见，3种营养因子对菌株Q2的生长均有一定的生长促进作用。胡萝卜汁对菌株Q2的生长促进作用效果最好，最佳添加水平为4%；番茄汁对菌株Q2的生长促进作用效果较好，最佳添加水平为4%；土豆汁对菌株Q2的生长促进作用效果最差，最佳添加水平为6%。

表4　菌株G4的营养因子强化单因素试验结果

由表4可见，3种营养强化因子对菌株G4的生长均有一定的促进作用，番茄汁的生长促进作用效果最好，胡萝卜汁次之，土豆汁的生长促进作用效果最差，3种生长因子的最佳添加水平分别为8、4、2%。

2.3营养强化的正交试验

表5　菌株Q2营养因子强化正交试验结果

由表5极差分析结果可知，试验所选择的3个营养因子对菌株Q2的生长促进的效应值大小为：胡萝卜汁＞ 番茄汁＞土豆汁。根据实验结果显示，菌株Q2的营养强化因子最佳配方为：胡萝卜汁4%、番茄汁8%、土豆汁4%。

表6　菌株G4营养因子强化正交试验结果

8　3　2　1　0.84 9 3 3 2 0.88K1　0.990　0.997　1.127 K2　1.680　1.233　1.133 K3　0.820　1.260　1.230 R　0.860　0.263　0.103

由表6极差分析结果可知，试验所选择的3个营养因子对菌株G4的生长促进的效应值大小为：番茄汁＞胡萝卜汁＞土豆汁。根据实验结果显示，菌株G4的营养强化因子最佳配方为：番茄汁8 %、胡萝卜汁4%、土豆汁3%。

3、结论

通过对菌株Q2、G4增殖培养条件进行优化，优化结果显示，菌株Q2的最佳增菌基础培养基为改良MRS培养基；营养强化因子最佳添加水平为番茄汁8%、胡萝卜汁4%、土豆汁4%。菌株G4的最佳增菌基础培养基为脱脂乳培养基；营养强化因子最佳添加水平为番茄汁8%、胡萝卜汁4%、土豆汁3%。

［1］甘伯中，杜宁娟，李帆，等.甘南牧区酸奶中乳酸菌的分离与发酵性能研究［J］.食品科学，2009，30（3）：204-208.

［2］Brian J.B.Wood.发酵食品微生物学［M］.北京：中国轻工业出版社.2001.

［3］郭清泉，张兰威.酸奶发酵机理及后发酵控制措施［J］.中国乳品工业，2001，29（2）：17～19.

［4］朱滨华.酸奶变质机理及保鲜研究初探［J］.中国乳品工业，1997，13（1）：11～16.

［5］吕加平.乳酸菌发酵乳中挥发性风味物质的动力学分析［J］.食品科学.1998， 19（10）：13～17.

［6］许本发.酸奶和乳酸菌饮料加工［M］.北京，中国轻工业出版社，1994.

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［9］禹惫明.益生乳杆菌的筛选及特性研究［J］.微生物学通报，2002，29（1）：53～56.

兰州市科技计划项目（项目编号2015-3-138）

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