植物乳杆菌发酵培养基的优化及其高密度培养技术

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1、2622011,Vol.32,No.07食品科学※生物工程植物乳杆菌发酵培养基的优化及其高密度培养技术熊涛，黄锦卿，宋苏华，关倩倩，谢明勇(南昌大学食品科学与技术国家重点实验室，江西南昌330047)摘要：应用响应面法优化植物乳杆菌培养基配方以及利用中和法与指数流加法优化植物乳杆菌高密度培养的发酵条件。在单因素试验基础上，进一步采用SAS软件进行中心组合设计和响应面法优化发酵培养基。优化后的培养基配方为：葡萄糖质量分数5.43%、蛋白胨质量分数0.98%、K2HPO4质量分数0.59%。利用15L全自动发酵罐，在接种量3%、pH6.5、培养温度35℃的最佳条件下，采用氨水中和发酵培

2、养基和指数流加碳、氮源，最终发酵液中植物乳杆菌菌体浓度达到9.3×109CFU/mL。关键词：植物乳杆菌；响应面；培养基优化；高密度培养；指数流加Lactobacillusplantarum:OptimizationofFermentationMediumandInvestigationofHigh-densityCultureMethodsXIONGTao，HUANGJin-qing，SONGSu-hua，GUANQian-qian，XIEMing-yong(StateKeyLaboratoryofFoodScienceandTechnology,NanchangUniversi

3、ty,Nanchang330047,China)Abstract：Inthisstudy,responsesurfacemethodologywasappliedtooptimizemediumcompositionforLactobacillusplantarum,andhigh-densitycultivationofL.plantarumwasoptimizedbyneutralizationandexponentialfeedingmethod.Onthebasisofsingle-factorexperiments,theoptimalfermentationmedium

4、formulawasdeterminedbycentralcompositedesigncombinedwithresponsesurfacemethodologytobemadeupof5.43%glucose,0.98%peptoneand0.59%K2HPO4.Ammonianeutralizationandexponentialfeedingcarbonandnitrogensourcestogetheroperatedina15Lfermenterundertheoptimalconditions(inoculationamountof3%,pH6.5andcultiva

5、tiontemperatureof35℃)resultedinafinalcellconcentrationofupto9.3×109CFU/mL.Keywords：L.plantarum；responsesurface；mediumoptimization；high-densityculture；exponentialfeedingbatch中图分类号：TS201.3文献标识码：A文章编号：1002-6630(2011)07-0262-07乳酸菌为人体益生菌[1-4]。乳酸菌发酵产品主要有酸的产率和0.2m3/kg的耗水量产出了40g/L的干细胞；奶、奶酪、风味泡菜及近年来研究较

6、多的植物发酵饮Suzuki[12]用陶瓷滤器获得的最大细胞干质量浓度为141g/L，料等，因其都具有一定的保健功能而受到越来越多消费其产率约为0.8g/(L·h)，耗水量约为0.2m3/kg，用陶瓷者的重视和喜爱[5]。直投式发酵菌剂在蔬菜发酵工业中 滤器的主要缺陷是膜的堵塞，本实验利用缓冲盐法、化的应用越来越广泛，在发酵剂的制备过程中，关键环 学中和法和指数流加法对植物乳杆菌进行高密度培养，节是获得高浓度的菌体，因此，必须对乳酸菌进行高 通过在发酵过程中流加补料，菌体浓度在发酵终止时获密度培养[6]。高密度培养是一个相对的概念[7-9]，广义的讲，凡是细胞密度比较高，以至接近其理

7、论值的培养均可称为得了很大提高，对乳酸菌大规模培养以及乳酸菌发酵剂的制备具有指导意义。高密度培养。目前，国内研究者对缓冲盐法和化学中1材料与方法和法应用较多，但最终获得的菌体浓度较小，一般不1.1材料超过109CFU/mL[10]，国外研究者在细胞循环培养法和透析法方面做了许多探索，Hayakawa等[11]以1.3g/(L·h)1.1.1菌种收稿日期：2010-07-26基金项目：教育部留学回国人员创业基金项目；江西省青年科学家(井冈之星)培养项目(2009年135