發(fā)酵乳桿菌（H0801）凍干保護劑的優(yōu)化

范翠翠 閔祥博 伊媛媛 湯純

摘 要：以發(fā)酵乳桿菌為研究對象，研究凍干保護劑原料脫脂乳粉、海藻糖、麥芽糊精、VC鈉及甘油對菌株凍干存活率的影響。實驗通過單因素和正交實驗確定最佳凍干保護劑組合并進行驗證，在該保護劑配方下菌株凍干存活率為94.63%。

關(guān)鍵詞：發(fā)酵乳桿菌;凍干保護劑;存活率

發(fā)酵乳桿菌是乳酸菌的一種，廣泛存在于發(fā)酵食品中，由于其對胃腸道環(huán)境具有較好的適應(yīng)能力、對膽固醇具有較強的降解能力以及具有免疫調(diào)節(jié)等促進人體健康的作用。本研究以發(fā)酵乳桿菌為研究對象，對其凍干保護劑種類及添加量進行篩選，利用單因素和正交實驗確定其凍干保護劑的最佳配方。

1 材料

1.1 菌株

發(fā)酵乳桿菌（H0801），由漢臣氏（沈陽）兒童制品有限公司提供。

1.2 MRS培養(yǎng)基

蛋白胨1%、牛肉粉0.5%、酵母粉0.4%、葡萄糖2%、吐溫-800.1%、磷酸二氫鉀0.2%、乙酸鈉0.5%、檸檬酸0.2%、硫酸鎂0.02%、硫酸猛0.005%以及瓊脂粉1.5%，按比例配制1 L，pH為6.80。

1.3 菌泥制備

5%接種量、溫度37 ℃、培養(yǎng)24 h，12 000 r/min離心10 min，菌泥備用。

2 方法

2.1 單一保護劑添加量的確定

5種保護劑原料及其添加量為脫脂乳粉（4%、6%、8%、10%與12%）、海藻糖（1%、3%、5%、10%與15%）、麥芽糊精（0.5%、1%、3%、5%與7%）、VC鈉（0.02%、0.04%、0.08%、0.1%與0.15%）及甘油（0.1%、0.5%、1%、1.5%與2%）。分別用5種不同濃度保護劑與菌泥混合，菌泥與保護劑比例為1∶2，混合均勻后，分裝到凍干機托盤中，進行凍干，測定凍干前后的活菌數(shù)，并計算凍干存活率。

2.2 不同組合保護劑添加量的確定

根據(jù)單一保護劑實驗結(jié)果，制定4個不同添加量的組合保護劑配方，分別配置凍干保護劑，在相同的冷凍干燥條件下凍干，并測定每個方案凍干前后的活菌數(shù)，計算存活率。

①海藻糖15%、脫脂乳粉12%、VC鈉0.15%、甘油0.1%與麥芽糊精1%;②海藻糖5%、脫脂乳粉6%、VC鈉0.08%、甘油0.5%與麥芽糊精3%;③海藻糖10%、脫脂乳粉8%、VC鈉0.1%、甘油1%與麥芽糊精5%;④海藻糖3%、脫脂乳粉10%、VC鈉0.04%、甘油1.5%與麥芽糊精7%。

3 結(jié)果

3.1 不同單一凍干保護劑對菌體存活率的影響

單一凍干保護劑及其用量對菌體存活率的影響如圖1所示。

采用5種不同濃度的單一保護劑進行單因素試驗，通過測定活菌存活率，考察單一保護劑對菌體的保護作用。圖1所示，5種保護劑對發(fā)酵乳桿菌均具有一定保護作用，隨著保護劑濃度的不斷升高，菌體存活率也不斷提高，但質(zhì)量濃度升高到某一值時，每種保護劑作用效果均達到最大值;此后升高保護劑濃度反而會降低對菌體的保護效果。表明菌體凍干保護劑不是濃度越大效果越好，而是存在一個最佳濃度范圍。

由圖1可知，各單一保護劑對發(fā)酵乳桿菌凍干效果的影響順序為脫脂乳粉>海藻糖>VC鈉>麥芽糊精>甘油。脫脂乳粉濃度6%～12%時保護效果最明顯，菌體凍干存活率最高。其余凍干保護劑最佳保護效果濃度范圍分別為：海藻糖3%～15%，麥芽糊精1%～7%，VC鈉0.04%～0.15%，甘油0.1%～1.5%。在此基礎(chǔ)上，進行正交試驗以進一步確定凍干保護劑的最佳復(fù)配比例。

3.2 不同組合凍干保護劑對菌體存活率的影響

不同配方下的凍干保護劑下的菌體存活率如表1所示。

由表1可知，凍干保護劑的最優(yōu)配方組合為配方3，即海藻糖10%、脫脂乳粉8%、VC鈉0.1%、甘油1%與麥芽糊精5%。通過對存活率等數(shù)據(jù)的比較得出，將配方3作為發(fā)酵乳桿菌（H0801）的凍干保護劑。

4 討論

保護劑的分子化學(xué)結(jié)構(gòu)對保護作用具有顯著影響，本研究中所選用的甘油和海藻糖由于均有5個以上的羥基，能夠與菌體表面的自由基結(jié)合，避免了菌體暴露于環(huán)境中，同時還能夠與蛋白質(zhì)形成氫鍵，增強了蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性。此外，在溶液中這些羥基通過水合作用能夠結(jié)合更多的羥基，降低了游離水的含量，并提高了溶液的黏性，從而延緩了冰晶核的生長，并使所形成的冰晶更小，降低了對菌體的破壞作用，從而起到保護作用。通過對單一種類保護劑和組合凍干保護劑對發(fā)酵乳桿菌（H0801）凍干存活率的影響研究，為進一步實現(xiàn)發(fā)酵乳桿菌（H0801）凍干粉的擴大生產(chǎn)提供了研究基礎(chǔ)。

作者簡介：范翠翠（1984—），女，遼寧撫順人，碩士，工程師。研究方向：食品科學(xué)。