一株雙歧桿菌發酵條件的研究

高保軍

（黑龍江省完達山乳業股份有限公司，哈爾濱 150078）

一株雙歧桿菌發酵條件的研究

高保軍

（黑龍江省完達山乳業股份有限公司，哈爾濱 150078）

探討了一株雙歧桿菌WDS106的最佳發酵條件。采用平板菌落計數方法，確定最適發酵溫度、接種量、pH值、攪拌速度和發酵時間。結果表明，該菌株按照質量分數為2%接種量，在37℃（pH值為6.5）、轉速為200 r/min條件下培養10 h后，發酵液活菌數達到最高值，為1.3×1010mL-1。經過優化發酵工藝參數，使活菌數提高了近一個數量級，為該菌株的開發和應用提供了參考。

雙歧桿菌；發酵條件；活菌數

0 引 言

隨著人們對健康意識越來越強，功能食品已成為防病治病的輔助手段。其中，雙歧桿菌作為人類消化道中原生菌，以及其微生態制品所具有的特有性質，使其備受學術界和商界的關注[1]。雙歧桿菌自1899年由Tisser從母乳喂養嬰兒的糞便中分離得到。由于其具備抗癌活性、抑制腐生菌生長、防止便秘、降低膽固醇、預防和治療乳糖消化不良、合成維生素和促進鈣的吸收等益生功能[2,3]，現已成為食品、藥品等領域中的一類重要益生菌。但由于其對生存環境的苛刻要求，其使高密度培養成為其工業化生產的瓶頸。故本試驗以雙歧桿菌為研究對象，通過優化發酵條件，為其工業化應用提供基礎。

1 實 驗

1.1 材料與儀器設備

1.1.1 菌種

Bifidobacterium bifidum WDS106，實驗室篩選。

1.1.2 培養基

雙歧桿菌的培養采用TPY培養基。

1.1.3 原料

酵母提取物，胰蛋白胨，牛肉膏。

1.1.4 主要儀器設備

手動移液器，BCN-1360生物潔凈工作臺，SIGMA離心機，YH01L185型高壓滅菌器，SPX-250B生化培養箱，KLF2000型發酵罐。

1.2 方法

采用瑞士比歐KLF2000型發酵罐進行發酵研究，裝罐量為2 L，分別研究發酵溫度、發酵pH值、攪拌速度以及發酵時間對發酵液中活菌數量的影響。

1.2.1 發酵液中活菌數量的確定

取10 mL發酵液，經PBS緩沖液梯度稀釋后，取1 mL適宜稀釋梯度稀釋液置于平皿中，采用TPY培養基傾注，然后在37℃條件下厭氧培養培養48 h后計數菌落數。試驗重復3次。

1.2.2 發酵溫度對發酵液活菌數的影響

雙歧桿菌按質量分數2%接種量接入TPY培養基中，pH值為6.0，轉速200 r/min，分別置于30，37，43℃三個溫度下發酵24 h，發酵結束后放罐。

1.2.3 發酵pH值對發酵液活菌數的影響

按照1.2.2所確定的最適發酵溫度，將雙歧桿菌接種于pH值為5.5，6.0，6.5的TPY培養基中在轉速為200 r/min條件下發酵24 h，發酵結束后放罐。

1.2.4 攪拌速度對發酵液活菌數的影響

按照1.2.2和1.2.3所確定的最適發酵溫度和pH值，將雙歧桿菌分別在200，400，600 r/min攪拌速度下發酵24 h，發酵結束后放罐。

1.2.5 發酵時間對發酵液活菌數的影響

按照1.2.2、1.2.3和1.2.4所確定的最佳發酵參數，發酵雙歧桿菌，每2 h取發酵液，分別測定其OD值和活菌數，進而繪制雙歧桿菌WDS106的生長曲線，確定該菌的最適發酵時間。

2 結果與分析

2.1 發酵溫度對發酵液活菌數的影響

雙歧桿菌WDS106按2%接種量，在pH值為6.0，轉速200 r/min條件下，溫度為30，37，43℃三個溫度下厭氧發酵24 h后的活菌數如圖1所示。

由圖1可以看出，發酵溫度對雙歧桿菌WDS106發酵液中活菌數的影響明顯，而且3種溫度條件下，發酵液的菌落數差異顯著（P＜0.05），37℃條件發酵液中活菌數濃度最高，達到1.6×109mL-1，表明該雙歧桿菌的誘變菌株的最適培養和發酵溫度仍為37℃。

2.2 pH值對發酵液活菌數的影響

雙歧桿菌WDS106按2%接種量，在37℃、轉速200 r/min條件下，pH值為5.5，6.0，6.5三種條件下發酵24 h后的活菌數如圖2所示。

由圖2可以看出，發酵pH值對雙歧桿菌WDS106發酵液中活菌數的影響明顯，而且3種pH值條件下，發酵液的菌落數差異顯著 （P＜0.05），pH6.5條件下發酵液菌體濃度最高，達到4.7×109mL-1，表明該雙歧桿菌的誘變菌株的最適發酵pH值為6.5。

2.3 攪拌速度對發酵液活菌數的影響

雙歧桿菌WDS106按2%接種量，在37℃、pH值為6.5條件下，轉速為200，400，600 r/min攪拌速度下發酵

24 h后的活菌數如圖3所示。

由圖3可以看出，發酵罐轉速對雙歧桿菌WDS106發酵液中活菌數的影響明顯，而且三種轉速條件下，發酵液的菌落數差異顯著（P＜0.05），轉速為200 r/min條件下發酵液的菌體數最高，達到7.1×109mL-1，表明該雙歧桿菌誘變菌株的最適攪拌速度為200 r/min。

2.4發酵時間對發酵液活菌數的影響

雙歧桿菌WDS106按2%接種量，在37℃（pH值為6.5）、200 r/min條件下，不同發酵時間后發酵液的活菌數以及OD值如圖4所示。

由圖4可以看出，在上述優化的實驗條件下，發酵液中的活菌數在發酵前期隨時間的延長而增長，在培養10 h后達到最高值，發酵液菌體數達到1.3×1010mL-1，而后隨發酵時間的延長呈下降趨勢；而發酵液的OD值隨時間的延長而上升，主要原因為OD值不區分死活菌所致。而由發酵液菌體濃度隨發酵時間的變化趨勢可見，該菌在發酵約10 h后活菌數呈下降趨勢，這可能由于菌體進入衰亡期所致。

3 結 論

經對雙歧桿菌WDS106的培養溫度，發酵pH值、轉速以及培養時間進行研究，優化出其最佳的發酵條件，在TPY培養基中，以質量分數為2%接種量，在37℃（pH值為6.5）、200 r/min條件下培養10 h后，發酵液的活菌數達到最高值，為1.3×1010mL-1，使活菌數提高了近一個數量級。

本研究通過對該雙歧桿菌發酵特性的研究，不僅有效的提高了發酵液活菌濃度，還縮短了發酵時間，進而降低能耗，為該菌株的工業化生產奠定了基礎。

[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

高保軍（1970-），男，工程師，從事乳制品加工方面的研究。

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