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一种发酵乳杆菌优化培养基及其培养方法.pdf

  • 上传人:xia****o6
  • 文档编号:9033119
  • 上传时间:2021-01-31
  • 格式:PDF
  • 页数:9
  • 大小:372.16KB
  • 摘要
    申请专利号:

    CN201710788305.7

    申请日:

    20170831

    公开号:

    CN107354116A

    公开日:

    20171117

    当前法律状态:

    有效性:

    审查中

    法律详情:

    IPC分类号:

    C12N1/20,C12R1/225

    主分类号:

    C12N1/20,C12R1/225

    申请人:

    汉臣氏(沈阳)儿童制品有限公司

    发明人:

    余萍,张春宇,闵祥博

    地址:

    110326 辽宁省沈阳市胡台新城振兴八街35号

    优先权:

    CN201710788305A

    专利代理机构:

    沈阳杰克知识产权代理有限公司

    代理人:

    胡洋

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    内容摘要

    本发明公开一种发酵乳杆菌优化培养基,包括如下组分,酵母蛋白胨13.0~30.0g/L、葡萄糖15.0~35.0g/L、蔗糖8.0~16.0g/L、乳糖15.0~35.0g/L、酵母浸出物8.0~12.0g/L、乙酸钠3.0~8.0g/L、硫酸镁0.02~0.1g/L、吐温80 0.5~0.75g/L、磷酸二氢钾1.5~3.0g/L、低聚异麦芽糖1.5~3.0g/L、柠檬酸1.8~4.0g/L、余量为无菌水。通过利用该优化培养基可达到发酵乳杆菌增殖培养、活菌数量大、菌体收率高的目的。

    权利要求书

    1.一种发酵乳杆菌优化培养基,其特征在于,包括如下组分,酵母蛋白胨13.0~30.0g/L、葡萄糖15.0~35.0g/L、蔗糖8.0~16.0g/L、乳糖15.0~35.0g/L、酵母浸出物8.0~12.0g/L、乙酸钠3.0~8.0g/L、硫酸镁0.02~0.1g/L、吐温800.5~0.75g/L、磷酸二氢钾1.5~3.0g/L、低聚异麦芽糖1.5~3.0g/L、柠檬酸1.8~4.0g/L、余量为无菌水。 2.一种如权利要求1所述发酵乳杆菌优化培养基的制备方法,其特征在于,按照配方比例称量各组分,混合、加热溶解,用1mol/L食品级NaOH溶液调培养基pH值至6.30~6.80,115℃下灭菌30min,得发酵乳杆菌优化培养基。 3.一种如权利要求1所述发酵乳杆菌优化培养基的培养方法,其特征在于,包括如下步骤:1)菌种划线培养:将发酵乳杆菌菌粉用无菌水稀释后,于MC培养基上分区划线,划线结束后,平皿倒置,35℃培养箱恒温培养40~72小时;2)一级纯化培养:挑取平皿上溶钙圈较大的单菌落接种至装有MRS液体培养基的试管中,试管密封,35℃培养箱恒温静置培养15~20小时;3)二级纯化培养:按3~5%接种量,将一级纯化培养好的菌悬液接种至装有MRS液体培养基的三角瓶中,三角瓶密封,35℃培养箱恒温静置培养15~20小时;4)菌种保存:对二级纯化培养得到的菌悬液进行离心,12000rpm离心10分钟后得到菌泥,将菌泥溶解于混合液中,得菌泥混合液,将菌泥混合液分装在已灭菌的冻存管中,封口膜密封,冻存于-40~-80℃低温冰箱内,得发酵乳杆菌菌泥冻存管,备用;5)冻存菌种复苏:取存于低温冰箱内的发酵乳杆菌菌泥冻存管,立即放入35℃水浴锅内进行菌种复苏,30~45s,至冻存管内液体全部融化;6)菌种一级培养:将复苏好的1~2ml菌泥混合液直接接种至装有基础培养基的三角瓶A中,三角瓶A密封,35℃培养箱恒温静置培养16~24小时;7)菌种二级培养:按照2~6%接种量,将一级培养结束的菌悬液接种至装有基础培养基的三角瓶B中,三角瓶B密封,35℃培养箱恒温静置培养16~24小时;8)菌种三级培养:按照2~6%接种量,将二级培养结束的菌悬液接种至装有优化培养基的发酵罐中,开启发酵罐搅拌桨,转速为100rpm,通气量为0,35℃恒温培养7~12小时;9)菌种四级发酵:按照2~8%接种量,将三级培养结束的菌悬液接种至装有优化培养基的发酵罐中,开启发酵罐搅拌桨,转速为100rpm,通气量为0,35℃恒温培养,在发酵开始3小时后,通过流加食品级NaOH溶液来维持恒定pH为4.80~5.30,培养周期6~12小时,直至监测到菌液OD值停止增长或呈负增长,立即停止发酵;10)发酵液离心:四级发酵结束后,将发酵罐罐体温度调低,当罐内发酵液温度低于20℃时准备离心,离心设备采用管式离心机,离心前对转鼓进行蒸汽灭菌30min,离心转速为10000~15000rpm;11)菌泥收集:离心结束后,收集转鼓内的菌泥。 4.如权利要求3所述的培养方法,其特征在于,步骤6)、7)中基础培养基的配制,按照配方比例为:酵母蛋白胨15.0~30.0g/L、葡萄糖25.0~35.0g/L、酵母浸出物3.0~6.0g/L、乙酸钠4.0~6.0g/L、硫酸镁0.1~0.3g/L、吐温800.5~0.75g/L、磷酸二氢钾1.5~3.0g/L、柠檬酸3.0~6.0g/L、余量为无菌水,称量各组分,混合、加热溶解,用1mol/L食品级NaOH溶液调培养基pH值至6.40~6.70,于115℃下灭菌30min。 5.如权利要求3所述的培养方法,其特征在于,步骤7)中基础培养基的体积占三角瓶B容积的40%~60%。 6.如权利要求3所述的培养方法,其特征在于,步骤8)、9)中优化培养基装液的体积占发酵罐容积的40%~60%。

    说明书

    技术领域

    本发明属于生物技术领域,具体涉及一种发酵乳杆菌优化培养基及其培养方法。

    背景技术

    在人的肠道中存在着几百种、数百亿个细菌,在肠内构成菌丛。迄今为止,人们已知这些肠道细菌分三类:一类是能够合成某些维生素、对有害细菌的增殖有抑制作用、对免疫功能有刺激和促进的效果,这就是以双歧杆菌和乳杆菌为主的有益菌,这些细菌通过调整肠道生态系统可保持人体的健康,减少疾病,延缓衰老,因此被称为益生菌;另一类是在肠道内会构成腐败、产生有害或致癌物质的有害菌,如梭状芽胞杆菌、拟杆菌属和真细菌属等;另外还有一类既有有害作用,又有有益作用的细菌,如胨球菌。

    2011年发酵乳杆菌列入我国《可用于食品的菌种名单》,2016年发酵乳杆菌列入《可用于婴幼儿食品的菌种名单》。发酵乳杆菌广泛分布于植物以及动物的胃肠道中,是宿主肠道、口腔和阴道的的正常菌群,能在人体胃液低pH和肠道高胆汁酸环境中存活,能够调节宿主体内微生物菌群的平衡,改善宿主体内系统环境,对宿主健康具有促进作用。

    发酵乳杆菌属于乳杆菌科中的乳杆菌属,革兰氏阳性,兼性厌氧。菌种为棒状,直径0.5~0.9μm,长度的差异比较大,大多数是单个生长,也有成对出现。在MRS琼脂培养基生长时,菌落直径约1mm,有光泽、圆顶形、不透明,并且当用接种环接触时显示有粘性;不产芽孢,过氧化氢酶阴性,非运动性,能利用葡萄糖、半乳糖、麦芽糖、蔗糖、乳糖、蜜二糖、果糖、核糖、海藻糖、棉子糖、甘露糖和L-阿拉伯糖产酸;接触酶阴性、明胶液化阴性、硫化氢试验阴性、淀粉水解阴性、产氨阴性、硝酸还原阴性、V.P.反应阴性,是人类肠道中主要的异型发酵乳杆菌,对胃酸、胆汁和胰腺分泌物具有很强的耐受性,发酵碳水化合物的能力强,在食品发酵和医疗保健领域的应用前景广泛。因此,提供一种活菌数量大、收率高、成本低的发酵乳杆菌的优化培养基及其培养方法是非常重要的。

    发明内容

    本发明目的是提供一种发酵乳杆菌优化培养基及其培养方法,达到发酵乳杆菌增殖培养、活菌数量大、菌体收率高的目的。

    本发明采用的技术方案为:

    一种发酵乳杆菌优化培养基,包括如下组分,酵母蛋白胨13.0~30.0g/L、葡萄糖15.0~35.0g/L、蔗糖8.0~16.0g/L、乳糖15.0~35.0g/L、酵母浸出物8.0~12.0g/L、乙酸钠3.0~8.0g/L、硫酸镁0.02~0.1g/L、吐温80 0.5~0.75g/L、磷酸二氢钾1.5~3.0g/L、低聚异麦芽糖1.5~3.0g/L、柠檬酸1.8~4.0g/L、余量为无菌水。

    所述发酵乳杆菌优化培养基的制备方法,按照配方比例称量各组分,混合、加热溶解,用1mol/L食品级NaOH溶液调培养基pH值至6.30~6.80,115℃下灭菌30min,得发酵乳杆菌优化培养基。

    所述发酵乳杆菌优化培养基的培养方法,包括如下步骤:

    1)菌种划线培养:将发酵乳杆菌菌粉用无菌水稀释后,于MC培养基上分区划线,划线结束后,平皿倒置,35℃培养箱恒温培养40~72小时;

    2)一级纯化培养:挑取平皿上溶钙圈较大的单菌落接种至装有MRS液体培养基的试管中,试管密封,35℃培养箱恒温静置培养15~20小时;

    3)二级纯化培养:按3~5%接种量,将一级纯化培养好的菌悬液接种至装有MRS液体培养基的三角瓶中,三角瓶密封,35℃培养箱恒温静置培养15~20小时;

    4)菌种保存:对二级纯化培养得到的菌悬液进行离心,12000rpm离心10分钟后得到菌泥,将菌泥溶解于混合液中,得菌泥混合液,将菌泥混合液分装在已灭菌的冻存管中,封口膜密封,冻存于-40~-80℃低温冰箱内,得发酵乳杆菌菌泥冻存管,备用;

    5)冻存菌种复苏:取存于低温冰箱内的发酵乳杆菌菌泥冻存管,立即放入35℃水浴锅内进行菌种复苏,30~45s,至冻存管内液体全部融化;

    6)菌种一级培养:将复苏好的1~2ml菌泥混合液直接接种至装有基础培养基的三角瓶A中,三角瓶A密封,35℃培养箱恒温静置培养16~24小时;

    7)菌种二级培养:按照2~6%接种量,将一级培养结束的菌悬液接种至装有基础培养基的三角瓶B中,三角瓶B密封,35℃培养箱恒温静置培养16~24小时;

    8)菌种三级培养:按照2~6%接种量,将二级培养结束的菌悬液接种至装有优化培养基的发酵罐中,开启发酵罐搅拌桨,转速为100rpm,通气量为0,35℃恒温培养7~12小时;

    9)菌种四级发酵:按照2~8%接种量,将三级培养结束的菌悬液接种至装有优化培养基的发酵罐中,开启发酵罐搅拌桨,转速为100rpm,通气量为0,35℃恒温培养,在发酵开始3小时后,通过流加食品级NaOH溶液来维持恒定pH为4.80~5.30,培养周期6~12小时,直至监测到菌液OD600值停止增长或呈负增长,立即停止发酵;

    10)发酵液离心:四级发酵结束后,将发酵罐罐体温度调低,当罐内发酵液温度低于20℃时准备离心,离心设备采用管式离心机,离心前对转鼓进行蒸汽灭菌30min,离心转速为10000~15000rpm;

    11)菌泥收集:离心结束后,收集转鼓内的菌泥。

    所述的培养方法,步骤3)中MRS液体培养基的体积占三角瓶容积的40%~60%。

    所述的培养方法,步骤4)中混合液与离心前二级纯化培养得到的菌悬液的体积比为1:10。

    所述的培养方法,步骤4)中混合液由MRS液体培养基与50%甘油溶液按体积比为1:1~1.5的比例配制混合而成。

    所述的培养方法,步骤6)、7)中基础培养基的配制,按照配方比例为:酵母蛋白胨15.0~30.0g/L、葡萄糖25.0~35.0g/L、酵母浸出物3.0~6.0g/L、乙酸钠4.0~6.0g/L、硫酸镁0.1~0.3g/L、吐温80 0.5~0.75g/L、磷酸二氢钾1.5~3.0g/L、柠檬酸3.0~6.0g/L、余量为无菌水,称量各组分,混合、加热溶解,用1mol/L食品级NaOH溶液调培养基pH值至6.40~6.70,于115℃下灭菌30min。

    所述的培养方法,步骤7)中基础培养基的体积占三角瓶B容积的40%~60%。

    所述的培养方法,步骤8)、9)中优化培养基装液的体积占发酵罐容积的40%~60%。

    与现有技术相比,本发明具有以下突出的优点:

    1、本发明使用的优化培养基碳源采用一种单糖——葡萄糖和两种双糖——蔗糖和乳糖,经试验证明这三种糖配合使用,能提高菌体收率及活菌数;优化培养基中添加益生元低聚异麦芽糖,能够促进发酵乳杆菌的增殖,提高菌体收率。

    2、本发明为实现发酵乳杆菌增殖培养、富集高活菌数的菌体用于生产作为食品添加剂的冻干粉目的,针对发酵乳杆菌纯化培养和菌种发酵分别采用了不同的、更适于菌体不同生长阶段的基础培养基和优化培养基,并且培养基采用的组分原料均为食品级。

    3、在本发明中,用于发酵的菌种采用离心菌泥的收集方式,较于现在普遍应用的斜面和菌悬液的方式,获得的菌悬液的收率和活菌数更高。

    4、采取分级扩大培养方式促使菌体数量快速增加,通过流加食品级NaOH溶液来控制发酵过程中pH恒定,在短时间里得到大量的菌体,并且菌种稳定,变异、退化少。

    5、采用管式离心机分离收集发酵乳杆菌菌泥,菌泥收率可达到1.5%以上,活菌数高达1012CFU/g以上,并且管式离心机的转鼓可用蒸汽灭菌,有效地防止了在离心过程中染菌。

    6、本发明技术制备的发酵乳杆菌,活菌数高,存活率高。

    附图说明

    图1为实施例1一种发酵乳杆菌优化培养基的培养方法流程图。

    图2为对比例1采用不同基础培养基配方对OD600和收率的影响的对比图。

    具体实施方式

    实施例1一种发酵乳杆菌优化培养基及其培养方法

    一、优化培养基配方:酵母蛋白胨20.0g/L、葡萄糖22.0g/L、蔗糖10.0g/L、乳糖22.0g/L、低聚异麦芽糖22.0g/L、酵母浸出物10.0g/L、乙酸钠4.5g/L、硫酸镁0.06g/L、吐温80 0.65g/L、磷酸二氢钾2.2g/L、柠檬酸2.5g/L、余量为无菌水,pH值6.50。

    二、制备:按照配方比例称量、加热溶解,用1mol/L食品级NaOH溶液调培养基pH值至6.50,115℃下灭菌30min;注:培养基中各组分原料均为食品级。

    三、培养方法,如图1所示包括如下步骤:

    1、发酵用菌种的制备

    1)菌种划线培养:发酵乳杆菌菌粉用无菌水稀释后,于MC培养基上四区划线,划线结束后,平皿倒置,35℃培养箱恒温培养50小时;

    2)一级纯化培养:挑取平皿上溶钙圈较大的单菌落接种至装有5ml MRS液体培养基的试管中,试管密封,35℃培养箱恒温静置培养15小时;

    3)二级纯化培养:按3%接种量,将一级纯化培养好的菌悬液接种至装有100ml MRS液体培养基的250ml三角瓶中,三角瓶密封,35℃培养箱恒温静置培养18小时;

    4)菌种保存:对二级纯化培养得到的100ml菌悬液进行离心,12000rpm离心10分钟后得到菌泥,将菌泥溶解于10ml混合液(混合液由5ml MRS液体培养基与5ml 50%甘油溶液混合均匀配制而成)中,得菌泥混合液,将菌泥混合液分装在已灭菌的1ml冻存管中,封口膜密封,冻存于-80℃低温冰箱内,得发酵乳杆菌菌泥冻存管,备用;

    注:1)—4)操作均必需在无菌操作台和无菌间内执行;

    2、菌种的发酵

    5)冻存菌种复苏:取存于低温冰箱内的发酵乳杆菌菌泥冻存管,立即放入35℃水浴锅内进行菌种复苏,30~45s,至冻存管内液体全部融化;

    6)菌种一级培养:将复苏好的1ml菌泥混合液直接接种至装有10ml基础培养基的50ml三角瓶中,三角瓶密封,35℃培养箱恒温静置培养20小时;

    7)菌种二级培养:按照4%接种量,将一级培养结束的菌悬液接种至装有100ml基础培养基的250ml三角瓶中,按此接种4瓶,三角瓶密封,35℃培养箱恒温静置培养20小时;

    8)菌种三级培养:按照5%接种量,将二级培养结束的菌悬液接种至装有7.2L实施例1制备的优化培养基的12L发酵罐中,开启发酵罐搅拌桨,转速为100rpm,通气量为0,35℃恒温培养10小时;

    9)菌种四级发酵:按照5%接种量,将三级培养结束的菌悬液接种至装有120L实施例1制备的优化培养基的200L发酵罐中,开启发酵罐搅拌桨,转速为100rpm,通气量为0,35℃恒温培养,在发酵开始3小时后,通过流加食品级NaOH溶液来维持恒定pH为5.10±0.1,培养至10小时时,监测到菌液OD600值停止增长,立即停止发酵;

    其中:步骤6)、7)基础培养基的配方为:酵母蛋白胨22.0g/L、葡萄糖28.0g/L、酵母浸出物4.0g/L、乙酸钠4.5g/L、硫酸镁0.2g/L、吐温80 0.65g/L、磷酸二氢钾2.2g/L、柠檬酸4.0g/L、余量为无菌水,pH值6.50。制备:按照配方比例称量、加热溶解,用1mol/L食品级NaOH溶液调培养基pH值至6.50,115℃下灭菌30min;

    10)发酵液离心:四级发酵结束后,将发酵罐罐体温度调低,当罐内发酵液温度低于20℃时准备离心,离心设备采用管式离心机,离心前对转鼓进行蒸汽灭菌30min,离心转速为12000rpm;

    11)菌泥收集,离心结束后,收集到转鼓内的菌泥1.824kg,菌泥收率为1.52%。

    注:5)—11)操作均需在10万级净化车间内进行。

    对比例1基础培养基配方的对比实验

    配方A:酵母蛋白胨22.0g/L、葡萄糖28.0g/L、酵母浸出物4.0g/L、乙酸钠4.5g/L、硫酸镁0.2g/L、吐温80 0.65g/L、磷酸二氢钾2.2g/L、余量为无菌水。

    配方B:蔗糖30.0g/L、酵母浸出物4.0g/L、乙酸钠4.5g/L、硫酸镁0.2g/L、吐温800.65g/L、磷酸二氢钾2.2g/L、柠檬酸4.0g/L、余量为无菌水。

    配方C:酵母蛋白胨22.0g/L、葡萄糖10.0g/L、蔗糖18.0g/L、酵母浸出物4.0g/L、乙酸钠4.5g/L、硫酸镁0.2g/L、吐温80 0.65g/L、磷酸二氢钾2.2g/L、柠檬酸4.0g/L、余量为无菌水。

    配方D(实施例1配方):酵母蛋白胨22.0g/L、葡萄糖28.0g/L、酵母浸出物4.0g/L、乙酸钠4.5g/L、硫酸镁0.2g/L、吐温80 0.65g/L、磷酸二氢钾2.2g/L、柠檬酸4.0g/L、余量为无菌水。

    分别按照配方A、B、C和D配制基础培养基,并在与实施例1相同的培养条件下培养发酵乳杆菌,菌种二级培养结束后,检测菌悬液的OD600和收率,结果如图1所示。由图1显示可知,基础培养基采用配方D即实施例1配方培养发酵乳杆菌,培养结束后测得菌悬液的OD600和收率均高于配方A、B和C。

    对比例2优化培养基配方的对比实验

    配方Ⅰ:酵母蛋白胨20.0g/L、葡萄糖22.0g/L、蔗糖10.0g/L、棉子糖22.0g/L、酵母浸出物10.0g/L、乙酸钠4.5g/L、硫酸镁0.06g/L、吐温80 0.65g/L、磷酸二氢钾2.2g/L、柠檬酸2.5g/L、余量为无菌水。

    配方Ⅱ:酵母蛋白胨20.0g/L、葡萄糖22.0g/L、蔗糖10.0g/L、低聚果糖22.0g/L、酵母浸出物10.0g/L、乙酸钠4.5g/L、硫酸镁0.06g/L、吐温80 0.65g/L、磷酸二氢钾2.2g/L、柠檬酸2.5g/L、余量为无菌水。

    配方Ⅲ:酵母蛋白胨20.0g/L、葡萄糖22.0g/L、蔗糖10.0g/L、低聚异麦芽糖22.0g/L、酵母浸出物10.0g/L、乙酸钠4.5g/L、硫酸镁0.06g/L、吐温80 0.65g/L、磷酸二氢钾2.2g/L、柠檬酸2.5g/L、余量为无菌水。

    配方Ⅳ:酵母蛋白胨20.0g/L、葡萄糖22.0g/L、蔗糖10.0g/L、菊粉12.0g/L、酵母浸出物10.0g/L、乙酸钠4.5g/L、硫酸镁0.06g/L、吐温80 0.65g/L、磷酸二氢钾2.2g/L、、柠檬酸2.5g/L、余量为无菌水。

    配方Ⅴ:酵母蛋白胨20.0g/L、葡萄糖22.0g/L、蔗糖10.0g/L、乳糖22.0g/L、酵母浸出物10.0g/L、乙酸钠4.5g/L、硫酸镁0.06g/L、吐温80 0.65g/L、磷酸二氢钾2.2g/L、柠檬酸2.5g/L、余量为无菌水。

    配方Ⅵ(实施例1配方):酵母蛋白胨20.0g/L、葡萄糖22.0g/L、蔗糖10.0g/L、乳糖22.0g/L、低聚异麦芽糖22.0g/L、酵母浸出物10.0g/L、乙酸钠4.5g/L、硫酸镁0.06g/L、吐温80 0.65g/L、磷酸二氢钾2.2g/L、柠檬酸2.5g/L、余量为无菌水。

    分别按照配方Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ和Ⅵ配制优化培养基,并在与实施例1相同的培养条件下进行发酵乳杆菌发酵,菌种四级发酵结束后,检测菌悬液的活菌数,离心收集菌泥,观察菌泥的颜色,检测收率,结果如表1所示。由表1可知,优化培养基采用配方Ⅵ即实施例1配方进行发酵乳杆菌发酵,菌悬液的活菌数和收率均高于配方Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ。

    表1采用不同优化培养基配方对活菌数、收率和菌泥颜色的影响。

    配方编号 收率/% 活菌数/cfu/mL 菌泥颜色 配方Ⅰ 1.178 3.35×109 菌泥乳白,表面偏深黄色,有黑点 配方Ⅱ 1.229 2.60×109 菌泥乳白,表面偏深黄色 配方Ⅲ 1.310 3.80×109 菌泥乳白,表面偏深黄色 配方Ⅳ 1.277 2.80×109 菌泥乳白,表面偏深黄色 配方Ⅴ 1.395 2.85×109 菌泥乳白,表面偏深黄色 配方Ⅵ 1.520 3.75×109 菌泥乳白,表面偏深黄色

    关 键  词:
    一种 发酵 杆菌 优化 培养基 及其 培养 方法
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