乳酸乳球菌乳脂亞種BTQY-112增殖培養基的優化

王菲菲（包頭輕工職業技術學院，內蒙古包頭014045）

乳酸乳球菌乳脂亞種BTQY-112增殖培養基的優化

王菲菲
（包頭輕工職業技術學院，內蒙古包頭014045）

對乳酸乳球菌乳脂亞種BTQY-112增殖培養基進行優化研究。經試驗確定乳酸乳球菌乳脂亞種BTQY-112最適培養基為：葡萄糖為5 g/L，乳糖為5 g/L，酪蛋白胨3.3 g/L，大豆蛋白胨3.3 g/L，魚蛋白胨3.3 g/L，β-甘油磷酸二鈉28.5 g/L，Tween-80 0.5 g/L，七水硫酸鎂0.25 g/L，乙酸鈉1.55 g/L，K2HPO40.83 g/L，檸檬酸鈉0.62 g/L，抗壞血酸鈉1.5 g/L。在此增殖培養基中經30℃，14 h培養活菌數提高了4.3倍。

乳酸乳球菌乳脂亞種；增殖培養基；優化

乳酸乳球菌乳脂亞種是一類具有潛在益生特性的乳酸菌，在食品、醫藥等行業具有廣泛的應用前景。作為發酵劑的重要菌種來源，乳酸乳球菌乳脂亞種在益生菌發酵乳制品生產中發揮了重要作用[1]，也可用于干酪的生產，其產品組織狀態和風味良好[2]。本文就乳酸乳球菌乳脂亞種BTQY-112增殖培養基進行優化，以得到最適的培養基組成，為該菌株高密度培養以及商品發酵劑的研究奠定基礎。

1　材料與方法

1.1試驗菌株

乳酸乳球菌乳脂亞種BTQY-112：分離自錫林鍋勒盟牧區，由包頭輕工職業技術學院乳品工程學院菌種庫保藏。

1.2菌株的保存與活化

乳酸乳球菌乳脂亞種BTQY-112菌株于甘油管中-80℃保存，使用前，接種于M17培養基30℃培養8 h～10 h，活化兩代后備用。

1.3主要培養基

M17液體培養基：蛋白胨10.0 g，酵母粉2.5 g，牛肉膏5 g，β-甘油磷酸二鈉28.5 g，MgSO4·7H2O 0.25 g，抗壞血酸鈉1.5 g，乳糖10 g，蒸餾水1 000 mL，1 mol/L HCl調pH為7.2，121℃15 min滅菌。

M17瓊脂培養基：M17液體培養基中加人1.5%瓊脂粉，121℃15 min滅菌[3]。

1.4主要儀器

LDZX-50KBS高壓滅菌鍋：上海申安醫療器械廠；BPX-82電熱恒溫培養箱：上海博迅實業有限公司醫療設備廠；BCN-1360B超凈工作臺：哈爾濱東聯電子技術開發有限公司；AL204電子分析天平、FE20K PH計：梅特勒－托利多食品（上海）有限公司；T6紫外/可見分光光度計：北京普析通用儀器有限公司；GL-20G-Ⅱ高速冷凍離心機：上海安亭科學儀器廠；Kjeltec 2300全白動凱氏定氮儀：丹麥Foss公司；FT120乳成分分析儀：瑞士FOSS公司；Nova Satety乳脂肪離心機：德國Gerber公司。

1.5方法

在M17基礎培養基上，采用單因素試驗對其增殖培養基成分中的氮源、碳源、生長因子及緩沖鹽進行選擇，通過正交試驗對各成分之間的配比進行優化。

2　結果與討論

2.1培養基碳源的優化

在M17基礎培養基上，用不同的碳源分別取代M17中的碳源，篩選出適宜菌株生長的碳源，采用不同比例的適宜碳源，接種發酵，根據生長末期菌體生長情況判斷菌體適合生長的碳源及其碳源比例。采用復合配比試驗確定優化的不同碳源的復配效果。不同碳源對菌株BTQY-112生長情況的影響見圖1，不同濃度葡萄糖和乳糖對BTQY-112菌株生長情況的影響見圖2。

圖1　不同碳源對菌株BTQY-112生長情況的影響Fig.1　The effectofcaborn on the growth of BTQY-112

圖2　不同濃度葡萄糖和乳糖對BTQY-112菌株生長情況的影響Table 2　The effectofratio of glucose and lactose on the growth of BTQY-112

從圖1、圖2可知，不同種類碳源以及不同碳源濃度對菌體濃度的影響比較明顯，為降低培養基成本，選擇乳糖和葡萄糖作為優化后碳源，且菌株BTQY-112利用葡萄糖和乳糖的最佳濃度為0.5%。

2.2培養基氮源的優化

用不同的氮源代替M17中的氮源，篩選出適宜菌株生長的氮源，并采用不同比例的適宜氮源，以優化碳源基礎培養基為對照，接種發酵，根據生長末期菌體生長情況判斷菌體適合生長的氮源及其氮源比例。采用復合配比試驗確定優化氮源的復配效果。不同氮源對菌株BTQY-112生長的影響見圖3。

圖3　不同氮源對菌株BTQY-112生長的影響Fig.3　The effect of nitrogen on lactic acid bacteria growth of BTQY-112

如圖3可見，酪蛋白胨、大豆蛋白胨和魚蛋白胨對菌株增殖效果較好，固按總氮的添加量1%對酪蛋白胨、大豆蛋白胨和魚蛋白胨進行復配，見表1。不同氮源復配對菌株BTQY-112生長的影響見圖4。

表1　氮源復配試驗方案Table 1　Test Scheme ofcomplex formulation of carbon source

圖4　不同氮源復配對菌株BTQY-112生長的影響Fig.4　The effectof ratio ofnitrogen on the lactic acid bacteria growth of BTQY-112

從圖4可見，7#復配氮源條件下菌株的生長情況良好，所以確定酪蛋白胨∶大豆蛋白胨∶魚蛋白胨復配氮源的比例為0.33%∶0.33%∶0.33%。

2.3培養基生長因子的優化

在上述優化碳源和氮源的基礎上，以Tween80、抗壞血酸鈉、CaCl2、半胱氨酸鹽酸鹽（CysHCl）和啤酒5種為生長因子，按不同的濃度添加到培養基中，以不添加生長因子的優化基礎培養基為對照，接種試驗菌株發酵，根據最終菌體生長情況，確定微量元素及生長因子的種類和濃度[4]。不同生長因子對菌株BTQY-112生長的影響見圖5。

圖5　不同生長因子對菌株BTQY-112生長的影響Fig.5　The effect ofratio ofgrowth factors on the growth of BTQY-112

圖5所示不同種類、不同濃度的生長因子抗壞血酸鈉、CaCl2、半胱氨酸鹽酸鹽對菌株生長增殖情況改善不大，這說明已確定培養基中增殖因子種類和含量已滿足菌株生長所需，不需要優化上述生長因子。啤酒生長因子反而降低了菌株生物量，阻礙菌體生長。該菌株對半胱氨酸鹽酸鹽更為敏感，隨著濃度的增加，生物量明顯降低。只有Tween-80具有一定的促生長效果，且最佳添加量為0.05%。

2.4培養基緩沖體系的優化

以上述優化條件后的M17培養基為基礎，添加不同的緩沖鹽體系，以不添加緩沖鹽的優化培養基為對照，接種試驗菌株發酵，根據最終菌體生長情況，確定最優的緩沖體系。優選的緩沖鹽之間的優化效果采用正交試驗確定。不同緩沖鹽體系培養基中BTQY-112的菌體密度見表2。

表2　不同緩沖鹽體系培養基中BTQY-112的菌體密度Table 2　Celldensity of BTQY-112 growing in medium with differentbuffers

根據表2的試驗結果，選定K2HPO4、檸檬酸鈉和乙酸鈉的復合緩沖鹽體系進行下一步試驗。設計三因素三水平正交試驗對緩沖鹽體系組成比例進行調節優化。試驗因素設計及其結果見表3。

表3　緩沖鹽的正交試驗設計及結果Table 3　The results of orthogonaltests of buffer salt

從表3正交試驗極差分析結果可以看出，三因素對菌株生長的影響值大小為C>A>B，即乙酸鈉> K2HPO4>檸檬酸鈉，最優緩沖鹽配比為C1A2B1，即乙酸鈉∶K2HPO4∶檸檬酸鈉為0.15%∶0.08%∶0.06%，經試驗在此配比下得到的OD值為2.413。

2.5正交試驗設計對培養基各組分的優化

經過上述單因素優化試驗后，進行正交分析試驗，以確定各影響因素最佳的比例濃度。增殖因子Tween-80用量非常少，用量為0.05%，為了方便試驗不將它作為試驗因素考慮，只作為固定因子以0.05%用量添加到M17培養基。其中復合碳源為葡萄糖∶乳糖（0.5%∶0.5%），復合氮源為酪蛋白胨∶大豆蛋白胨∶魚蛋白胨（0.33%∶0.33%∶0.33%），復合緩沖鹽體系為乙酸鈉∶K2HPO4∶檸檬酸鈉（0.15%∶0.08%∶0.06%）。M17各組分優化正交試驗因素水平設計如表4所示。

表4　優化M17培養基各物質正交因素水平表Table 4　Factors and levels of orthogonalexperimentin M17

按照表4正交試驗因素水平表對M17培養基各影響因子進行正交試驗分析，接種后30℃靜置培養8 h后取出試驗樣品，檢測其OD值。正交結果及分析結果如表5所示。

表5　優化增菌培養基M17的正交分析試驗結果表Table 5　Results oforthogonalexperimentin M17

乳酸乳球菌乳脂亞種BTQY-112效應值大小為A>B>C，即碳源>氮源>緩沖鹽，優化培養基配比為A2B2C3，復合碳源為1%，即葡萄糖為0.5%，乳糖為0.5%。復合氮源為1%，即酪蛋白胨0.33%，大豆蛋白胨0.33%，魚蛋白胨0.33%。緩沖鹽總添加量為0.3%，即乙酸鈉1.55 g/L，K2HPO40.83 g/L，檸檬酸鈉0.62 g/L。

3　結論

經試驗確定乳酸乳球菌乳脂亞種BTQY-112最適培養基為：葡萄糖為5 g/L，乳糖為5 g/L，酪蛋白胨3.3 g/L，大豆蛋白胨3.3 g/L，魚蛋白胨3.3 g/L，Tween-80 0.5 g/L，β-甘油磷酸二鈉28.5 g/L，MgSO4·7H2O 0.25 g/L，乙酸鈉1.55 g/L，K2HPO40.83 g/L，檸檬酸鈉0.62 g/L，抗壞血酸鈉1.5 g。在此增殖培養基中經30℃，14 h培養活菌數提高了4.3倍，為該菌株的高密度培養確定適宜增殖培養基組成，進而為其工業化生產奠定良好基礎。

[1]王蕊.開菲爾(Kefir)酸牛乳酒中乳酸菌分離及發酵性能測定[J].中國釀造,2009(7):99-102

[2]任娟.發酵劑在羊奶干酪中應用技術的研究[D].西安:陜西師范大學,2010

[3]曹文海,任國譜.嗜熱鏈球菌的檢驗培養基(M17)的改良[J].中國乳業,2006(1):43－45

[4] 張龍翔,張庭芳,李令媛.生化實驗方法和技術(第二版)[M].北京:高等教育出版社,1997:33

Study on the Optimization of Enrichment Medium of Lactococcus lactis subsp.BTQY-112

WANG Fei-fei
（Baotou Light Industry Vocational TechnicalCollege，Baotou 014045，Inner Mongolia，China）

The optimization ofproliferation culture medium for Lactococcus lactis subsp.BTQY-112 was studied.The bestmedium was gotwith the composition of5 g/L glucose，lactose 5 g/L，casein peptone 3.3 g/L，soybean peptone 3.3 g/L，fish peptone 3.3 g/L，β-glycerol phosphate disodium salt 28.5 g/L，Tween-80 0.5 g/L，MgSO4·7H2O 0.25 g/L，sodium acetate 1.55 g/L，K2HPO40.83 g/L，sodium citrate 0.62 g/L，sodium ascorbate 1.5g/L.After cultivated in enrichmentmedium for 14 h at30℃，number oflive bacteria increased 4.3 times.

Lactococcus lactis subsp.；proliferation culture medium；optimization

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.12.037

王菲菲（1980—），女（漢），講師，碩士，研究方向：食品科學與工程。

2015-06-05