液芯膠囊制備特性研究及在牛奶連續(xù)接種中的應用.pdf

1、發(fā)酵乳制品的生產已經進入大規(guī)模工業(yè)化集中化階段,產業(yè)化生產與發(fā)酵劑生產技術的提高密切相關。無論是天然型發(fā)酵劑、傳統(tǒng)繼代型發(fā)酵劑還是高度濃縮型的直投式發(fā)酵劑,它們都只能用于間歇性的生產,無法進行連續(xù)發(fā)酵,限制了生產效率的進一步提高。固定化技術特別是生物微膠囊技術的迅速發(fā)展為酸奶連續(xù)接種提供了一條嶄新的途徑。本文對液芯微囊化乳酸菌進行研究,綜合考察液芯膠囊的性質,篩選出性能良好的膠囊,進行乳酸菌的高密度培養(yǎng),
　　 最后進行酸奶的連

2、續(xù)接種生產。主要研究結果如下:
　　 1、對影響液芯膠囊機械強度的4個因素進行了研究,包括殼聚糖濃度、硬化用氯化鈣濃度、成膜氯化鈣濃度、海藻酸鈉濃度。通過單因素試驗和正交試驗得出制備高強度液芯膠囊的最佳濃度條件是:殼聚糖濃度0.30％,硬化用氯化鈣濃度6.00％,成膜用氯化鈣濃度6.00％,海藻酸鈉濃度0.90％。以葡萄糖、PEG2000、溶菌酶、牛血清白蛋白(BSA)為底物,分別考察它們從溶液向膠囊Ⅰ、膠囊Ⅱ、膠囊Ⅲ的擴散情況

3、。結果表明四種物質均能擴散進入液芯膠囊,其中葡萄糖擴散最快,PEG2000次之,溶菌酶、牛血清白蛋白(BSA)最慢；四種物質在膠囊Ⅲ中擴散較快,膠囊Ⅰ次之,膠囊Ⅱ最慢。對液芯膠囊的生物相容性進行研究,考察制作膠囊所用到的四種成分:氯化鈣、海藻酸鈉、玉米淀粉、黃原膠對嗜熱鏈球菌生長的影響,結果表明高濃度氯化鈣對嗜熱鏈球菌的生長有明顯的抑制作用,海藻酸鈉、玉米淀粉和黃原膠有一定的促進作用。綜合考慮選用膠囊Ⅲ做為連續(xù)接種的載體。
　　

4、 2、采用Plackett-Burman(PB)設計和Box-behnken設計對影響嗜熱鏈球菌生長的7個相關因素進行了研究和探討。結果表明影響嗜熱鏈球菌生長的關鍵因子為乳清粉,酵母膏和硫酸鎂；囊內細胞密度與關鍵因子的方程為:Y=354.00+30.75X1+7.62X2—1.63X6-47.37X12-61.63X22-53.13X62-7.00X1X2+0.50X1X6-4。75X2X6,其中X1=(乳清粉-80)/10,X2=(酵

5、母膏-4.5)/0.5,X6=(硫酸鎂-0.15)/0.05；最后得出液芯膠囊固定化嗜熱鏈球菌發(fā)酵培養(yǎng)基組分為:乳清粉83.20 g/L,酵母膏4.54g/L,番茄汁90mL/L,K2HPO41g/L,硫酸鎂0.16g/L,硫酸錳0.15g/L,碳酸鈣3g/L,此時囊內細胞密度達到3.58×109 cfu/g。
　　 3、將嗜熱鏈球菌包埋于液芯膠囊中,在一個連續(xù)攪拌的反應器中利用優(yōu)化出的培養(yǎng)基進行高密度培養(yǎng),培養(yǎng)過程中考察糖濃度

6、的變化。培養(yǎng)后將包菌膠囊轉入柱子中進行連續(xù)接種,以膠囊量、發(fā)酵溫度、牛奶初始pH為自變量,以稀釋率為響應值,用響應曲面法對接種條件進行優(yōu)化。結果表明,三個自變量對稀釋率都有顯著影響,膠囊量為1.25L,溫度為43.49℃,pH為5.89時,穩(wěn)定狀態(tài)下2.5L膠囊的稀釋率可達12.71/h,酸奶產量可達到10.59L/h。利用優(yōu)化出的接種條件進行穩(wěn)定性研究,結果表明,前18天膠囊較為穩(wěn)定,18天后膠囊出現破裂。將滅菌牛奶分別通入盛有液芯膠