一种发酵乳用高效发酵剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种发酵乳用发酵剂的制备方法，包括培养基配制、种子活化与改进型半连续培养、保护剂添加、冷冻真空干燥及无菌真空包装过程。通过开发改进型半连续培养技术及发酵剂制备与保藏方法，达到提高发酵剂的菌浓与细胞活性，减少发酵所用时间，简化生产操作，降低生产成本之目的。所制备的干粉发酵剂内含活菌量达3.7×1011/g，接种量为1g/L的发酵乳凝乳时间为1.95h。

【技术实现步骤摘要】
一种发酵乳用高效发酵剂的制备方法
本专利技术涉及乳酸菌的高密度培养、发酵剂的冷冻真空干燥与包装及保藏，即高效发酵剂制备方法。
技术介绍
高密度培养技术(HighCellDensityCultivation/highcelldensityfermentation)，即高密度发酵技术，是一种显著提高生物量进而提高生产效率的重要生物技术。由于菌株之间的差异很大，目前对不同菌株的高密度标准不同。一般指微生物在液体培养中细胞群体密度超过常规培养10倍以上时称之为高密度培养。不同的菌株可通过不同的培养方法和条件或装置，使菌体密度或代谢产物在培养液中的浓度较之传统培养方式有显著提高，从而减少培养体积，缩短生产周期，达到提高特定产物产量和产率之目的。最终实现减少设备投资，降低生产成本，提高产品的市场竞争力。改进型半连续培养（modifiedsemi-continuousculture）指在微生物培养过程中，当菌体生长处于对数生长期时按一定比例转到（或加入）新的未接种的培养基中继续培养，如此反复，称之谓改进型半连续培养。改进型半连续培养保持乳酸菌始终处于活跃的细胞繁殖时期，同时补充新的培养基营养成份和稀释代谢产生的有害物质以达到菌体高密度积累之目的。该专利技术技术具有方法简便，过程中无需调节溶氧及pH值之特点。保护剂具有对微生物的防冷冻和防脱水之功效，特别是降低在冷冻过程中冰晶对细胞的损伤。目前，对乳酸菌的冷冻刺激反应及其适应性的深层机理研究不是很多。一般认为，冷冻过程对乳酸菌的生理影响主要表现三个方面：一是细胞膜的流动性下降，进而影响细胞的代谢活性；二是影响乳酸菌DNA和RNA二级结构的稳定性及酶的活性，进而影响DNA的复制、转录和翻译效率；三是冰晶的形成造成对细胞的物理损伤等。乳酸菌的保护剂目前根据其渗透性可分非渗透性保护剂（如多羟基化合物、多糖等），半渗透性保护剂（如单糖、二糖、氨基酸等），渗透性保护剂（如甘油、二甲基亚砜等）及生物活性因子（如维生素、核苷酸及氨基酸等）。冷冻真空干燥的原理是将待保藏的微生物细胞悬浮液冻结后，在真空下使冰升华，使之达到干燥和便于保藏和使用之目的。无菌真空包装的原理是隔绝空气中的氧和水份，使细胞处于休眠状态，有利于发酵剂的长期保藏。目前，关于发酵剂生产的研究已有少量报道，涉及其生产工艺与专用设备。本专利技术技术不同于已报道生产方法的主要特征是：根据微生物生理及生化特点，开发出改进型半连续培养技术及发酵剂制备与保藏方法。用这种方法生产的发酵剂与其他方法生产的发酵剂相比具有活菌存活率高、生物活性高、保存期长、接种量少等特点。
技术实现思路
本专利技术专利技术提供一种发酵乳用高效发酵剂的制备方法，通过开发改进型半连续培养技术及发酵剂制备与保藏方法，达到提高发酵剂的菌浓与细胞活性，减少发酵所用时间，简化生产操作，降低生产成本之目的。进而实现本公司发酵剂的自主生产使用，从根本上扭转对进口发酵剂的依赖，实现更大的社会与经济效益。一种发酵乳用高效发酵剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤:培养基配制、种子活化与改进型半连续培养、保护剂添加、冷冻真空干燥及无菌真空包装。一种发酵乳用高效发酵剂的制备方法，包括以下步骤:培养基配制好后，按0.01-10%（W/V）的接种量接乳酸菌菌种干粉于培养基中，35-45oC下静置培养2-18h至充分凝乳进行活化；活化种子按1-100%（V：V）接入新的含1-15%全脂奶或脱脂奶的培养基中，35-45oC，调控pH5-8扩大培养1-10h至凝乳，重复扩大培养1-5次；按0.0001-1%（W/V）加入保护剂并混合均匀，冷冻真空干燥及无菌真空包装，即得。一种发酵乳用高效发酵剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：用符合国家卫生饮用标准的水制备1-15%的全脂奶粉或脱脂奶粉培养基；按0.01-10%（W/V）的接种量接乳酸菌菌种干粉于培养基中，35-45oC下静置培养2-18h至充分凝乳进行活化；活化种子按1-100%（V：V）接入新的含1-15%全脂奶或脱脂奶的培养基中，35-45oC，调控pH5-8扩大培养1-10h至凝乳，重复扩大培养1-5次；按0.0001-1%（W/V）加入保护剂并混合均匀；-20oC左右预冻4-24h，转至-40oC左右真空冷冻干燥12-48h至干粉；干燥后的发酵剂进行无菌真空包装，真空度≤0.20Mpa，即得，于-20oC左右长期保藏。的一种发酵乳用高效发酵剂的制备方法，其特征在于：所述的培养基是合成培养基，特别是符合国家食品卫生质量安全标准的全脂奶粉或脱脂奶粉。所述的一种发酵乳用高效发酵剂的制备方法，其特征在于：所述的保护剂指的是单糖、双糖、甘油、多糖及其它多羟基化合物、二甲基亚砜、维生素、核苷酸及氨基酸中的一种。所述的一种发酵乳用高效发酵剂的制备方法，其特征在于：所述种子活化与改进型半连续培养收集的菌体处于对数期，转接到新的培养基中能够直接进入对数期，其培养条件是世代时间最短所需的条件，如此半连续培养得到的最终活菌浓度能够达109~1012个/ml。所述的一种发酵乳用高效发酵剂的制备方法，其特征在于：所述的保护剂对贮藏期内的细胞存活率和发酵时的微生物活性及品质稳定性起保护作用。所述的一种发酵乳用高效发酵剂的制备方法，其特征在于：所述的预冻可以帮助乳酸菌在冷刺激之后产生冷激蛋白，饱和脂肪酸转化成不饱和脂肪酸，进而对乳酸菌在后期的冷冻干燥和冷藏中起重要的保护作用；所述的冷冻真空干燥在低温下去除发酵剂中的水份，便于发酵剂的保藏和运输。所述的一种发酵乳用高效发酵剂的制备方法，其特征在于：所述的无菌真空包装可隔绝空气中的氧和微生物，有利于发酵剂的长期保藏。本专利技术所说的一种发酵乳用高效发酵剂的制备方法，包括以下步骤：（1）培养基配制：用符合国家卫生饮用标准的水配制2.5%和10%脱脂奶粉或全脂奶粉培养基各1L，115oC灭菌15min；（2）种子活化与改进型半连续培养：按0.01-10%（W/V）的接种量接乳酸菌菌种（干粉）于培养基中，35-45oC下静置培养至充分凝乳进行活化（2-18h）；活化种子按1-100%（V：V）接入新的含2.5-10%全脂奶或脱脂奶的培养基中，35-45oC，调控pH5-8扩大培养至凝乳（2-10h），重复扩大1-5次；（3）保护剂添加：按0.0001-1%（W/V）加入保护剂并混合均匀，配制的保护剂成分及比例为0.0001-0.1%谷胱甘肽，0.01-1%海藻糖，0.1-10%寡糖，0.1-10%甘油；（4）冷冻真空干燥：-20oC预冻4-24h，转至-40oC左右真空冷冻干燥至干粉（24-72h）；（5）无菌真空包装：干燥后的发酵剂进行无菌真空包装（真空度≤0.20MPa）；于-20oC长期保藏。所制备的干粉发酵剂内含活菌量为1010-12/g，接种量为1g/L的发酵乳凝乳时间≤3h。本专利技术的原理为：本专利技术所说的一种发酵乳用高效发酵剂的制备方法，过程主要包括:培养基配制、种子活化与改进型半连续培养、保护剂添加、冷冻真空干燥及无菌真空包装。其特征在于，改进型半连续培养过程中的细胞始终处于生长的对数期，以几何指数的方式进行细胞增长，其保护剂的添加可保护细胞免遭质壁分离及细胞膜免遭机械损伤，进而达到提高细胞存活之目的。本专利技术的有益本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发酵乳用高效发酵剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤: 培养基配制好后，按0.01‑10%（W/V）的接种量接乳酸菌菌种干粉于培养基中，35‑45 oC下静置培养2‑18 h至充分凝乳进行活化；活化种子按1‑100 % （V：V）接入新的含1‑15%全脂奶或脱脂奶的培养基中，35‑45 oC，调控pH5‑8扩大培养1‑10 h至凝乳，重复扩大培养1‑5次；按0.0001‑1%（W/V）加入保护剂并混合均匀，冷冻真空干燥及无菌真空包装，即得。

【技术特征摘要】
1.一种发酵乳用高效发酵剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤:培养基配制好后，按0.01-10%（W/V）的接种量接乳酸菌菌种干粉于培养基中，所述培养基是用符合国家卫生饮用标准的水制备1-15%的全脂奶粉或脱脂奶粉培养基；35-45℃下静置培养2-18h至充分凝乳进行活化；活化种子按1-100%（V：V）接入新的含1-15%全脂奶或脱脂奶的培养基中，35-45℃，调控pH5-8扩大培养1-10h至凝乳，重复扩大培养1-5次；按0.0001-1%（W/V）加入保护剂并混合均匀，冷冻真...

【专利技术属性】
技术研发人员：童望宇，卢云霞，罗学才，
申请(专利权)人：安徽大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34