乳酸菌培养基及其应用与乳酸菌的培养方法与流程

文档序号:23542056发布日期:2021-01-05 20:51阅读:2436来源:国知局
本发明涉及乳酸菌发酵领域,具体地,涉及一种乳酸菌培养基及其使用方法。
背景技术
:乳酸菌是一群能从可发酵性碳水化合物中产生大量乳酸菌的革兰氏阳性细菌的统称。乳酸菌能够改善肠道功能、提高机体免疫力、改善机体营养状况。乳酸菌可抑制埃希氏大肠杆菌和沙门氏寒菌等致病菌附着到肠细胞上,与病原菌发生竞争性颉颃作用,从而限制致病菌在肠道中的数量。益生菌改善了动物胃肠道微生物区系,促进胃肠中有益菌群繁殖,抑制有害生物繁殖。发酵培养基配方是影响微生物发酵的重要因素之一,在培养基配方不适宜或者不佳的时候,会对乳酸菌的菌体生长造成负面影响,菌体的密度低,代谢不平衡,不利于产物积累;相反,如果培养基配方适宜,也会促进菌体的生长,提高菌体的活性和生命力,从而实现高密度发酵的目的,降低生产成本,提高经济效益。技术实现要素:本发明的目的是为了实现在更短的时间内实现乳酸菌的高密度培养的目的,提供了一种乳酸菌培养基以及利用该培养基培养乳酸菌的方法,该乳酸菌培养基能够显著提高菌体的生长速度和菌体活力,能够使菌体更为强壮;利用所述培养基对乳酸菌进行发酵,在发酵结束时的菌体密度更高,发酵时间明显缩短。为了实现上述目的,本发明一方面提供一种乳酸菌培养基,其中,所述培养基含有大米粉、酵母粉、糖蜜、乙酸钠、硫酸镁、柠檬酸铵、磷酸氢二钾、硫酸锰和吐温80。本发明第二方面提供了如上所述的乳酸菌培养基在乳酸菌发酵中的应用。本发明第三方面提供了一种乳酸菌的培养方法,该方法包括:将乳酸菌的菌种接种到如上所述的乳酸菌培养基中进行培养。本发明所述的乳酸菌培养基能够显著提高菌体的生长速度和菌体活力,能够使菌体更为强壮;利用所述培养基对乳酸菌进行发酵,在发酵结束时的菌体密度更高,发酵时间明显缩短。也即,通过上述技术方案,通过对发酵培养基优化,有利于菌体生长,提高菌体密度,降低生产成本,从而提高经济效益。本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。具体实施方式以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明,并不用于限制本发明。在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值,这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说,各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间,以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围,这些数值范围应被视为在本文中具体公开。在本发明中,在未作相反说明的情况下,术语“od600”是指将取样得到的发酵液稀释一定倍数后,使用紫外分光光度计测定600nm处的吸光度,得到的od600nm数值与稀释倍数相乘得到的发酵液的od值。使用发酵液的od值来反应菌体的密度。第一方面,本发明提供了一种乳酸菌培养基,其中,所述培养基含有大米粉、酵母粉、糖蜜、乙酸钠、硫酸镁、柠檬酸铵、磷酸氢二钾、硫酸锰和吐温80。在本发明中,所述大米粉可以自制也可以市售获得。所述大米粉可以通过本领域常规手段处理得到,优选为用粉碎机粉碎大米粒,然后过筛处理。进一步优选地,获得的大米粉的粒径小于0.8mm,例如可以为0.001mm、0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm和0.8mm以及任意两个值之间组成的任意范围。本发明的发明人发现,使用大米粉替代本领域常规使用的其他淀粉原料,比如玉米粉、红薯粉等,制备得到的培养基能够使得乳酸菌菌体更为健壮、生长繁殖速度加快,还能够提高发酵液的菌体密度。在本发明中,所述培养基的各个组分的含量可以在较宽的范围内选择。优选地,所述培养基可以含有大米粉1-10重量%,酵母粉0.2-3重量%,糖蜜0.8-4重量%,乙酸钠0.2-3重量%,硫酸镁0.01-0.1重量%,柠檬酸铵0.1-1重量%,磷酸氢二钾0.1-1重量%,硫酸锰0.001-0.01重量%,吐温800.05-0.5重量%,余量为水。进一步优选地,所述培养基可以含有大米粉2-6重量%,酵母粉0.5-2重量%,糖蜜1-2.5重量%,乙酸钠0.5-2重量%,硫酸镁0.02-0.08重量%,柠檬酸铵0.2-0.8重量%,磷酸氢二钾0.2-0.8重量%,硫酸锰0.002-0.008重量%,吐温800.1-0.4重量%,余量为水。在本发明中,所述培养基的ph可在本领域常规使用的适宜乳酸菌生长繁殖的ph范围内进行选择,优选地,可以将培养基的ph调节为5.8-6.6,进一步可优选为6.0-6.4。其中,需要说明的是,所述培养基的ph均为未灭菌前的培养基的ph。其中,可以使用本领域常规使用的酸或碱调整培养基的ph,比如,可以为盐酸、硫酸、氢氧化钠、氢氧化钾等。本发明另一方面提供了如上所述的乳酸菌培养基在乳酸菌发酵中的应用。本发明再一方面提供了一种乳酸菌的培养方法,该方法包括:将乳酸菌的菌种接种到如上所述的乳酸菌培养基中进行培养。在本发明中,所述乳酸菌可以是本领域常规使用的各种乳酸菌种,比如,可以为植物乳杆菌、干酪乳杆菌、短乳杆菌等的一种,优选为植物乳杆菌。所述植物乳杆菌可以为来自于中粮营养健康学院菌种保藏中心的植物乳杆菌(编号为bc00171)。在本发明中,所述乳酸菌的菌种可以为乳酸菌的种子液形式,其可以采用本领域常规的方法进行制备,例如,将乳酸菌冻存管中的乳酸菌解冻后接种到种子培养基中进行活化培养,得到本发明的种子液,所述活化可以进行一级或多级,本领域技术人员可以根据实际情况进行具体的选择。本发明的发明人发现,当乳酸菌的种子液的od600为3.0-8.0的范围内时接种,比如可以为3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0以及任意两个值之间组成的任意范围,优选为4.5-6.0时,菌体活力最佳,能够获得更高的菌体密度。在本发明中,所述乳酸菌种子液在本发明的乳酸菌培养基中的接种量可以在较宽的范围内选择。优选地,所述种子液的接种量可以为0.1-5体积%,优选为0.5-4体积%。适宜的接种量有助于缩短菌体的延滞期,使菌体能够在更短的时间内进入对数生长期,从而缩短发酵周期或者在相同的发酵周期内获得更高的菌体密度。在本发明中,使用本发明所述的乳酸菌培养基进行乳酸菌发酵的具体方法和参数的控制都可以按照本领域常规的方式进行。例如,所述发酵可以为厌氧发酵,所述厌氧条件可以通过本领域常规的技术手段获得。在本发明中,所述乳酸菌发酵的温度可以是本领域常规使用的温度,比如,可以为30-37℃,优选为33-36℃。在本发明中,发酵终点的判断可以采用本领域常规的判断方法,比如根据发酵液中的菌体密度、od值等或者根据经验确定常规的发酵周期。以下将通过实施例对本发明进行详细描述。在下述实施例和制备例中,未作特别的介绍时,所述试剂和原料均可市售获得。所述乳酸菌使用来自于中粮营养健康学院菌种保藏中心的植物乳杆菌(编号为bc00171),制备若干完全相同的冻存管备用。市售mrs肉汤培养基:购自北京陆桥技术有限责任公司,牌号cm187。发酵液的od值使用紫外分光光度计(722n,可见分光光度计)进行测定,具体的,将取样得到的发酵液稀释26倍后,使用紫外分光光度计测定od600nm,得到的od600nm数值与稀释倍数相乘得到发酵液的od值;菌体密度可通过有效活菌数(cfu/ml)表示,可通过稀释涂布平板法测定。实施例1-5实施例1至实施例5用于说明本发明的乳酸菌的培养方法(1)将保存在超低温冰箱中的乳酸菌提前0.5h自然解冻,按照2体积%的接种量转接至装有mrs肉汤培养基的摇瓶中厌氧条件下进行活化,培养温度36℃,在od值达到5.2时,ph为3.9,种子活化过程结束得到种子液。(2)将步骤(1)获得的种子液按照2体积%的接种量接种到装有乳酸菌培养基的摇瓶中,厌氧条件下发酵培养。培养温度为36℃。其中,乳酸菌培养基(100g)的配方见表1所示,余量用水补足。培养15h后,发酵结束,测定第8h、10h和发酵结束时的菌体密度,具体结果见表2。表1配方实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5大米粉/g426110酵母粉/g120.530.2糖蜜/g1.82.5140.8乙酸钠/g1.220.530.2硫酸镁/g0.050.020.080.010.1柠檬酸铵/g0.50.80.210.1磷酸氢二钾/g0.50.20.80.11硫酸锰/g0.0050.0080.0020.0010.01吐温80/g0.20.40.10.50.05ph6.2±0.26.2±0.26.2±0.26.2±0.26.2±0.2实施例6本实施例用于说明本发明的乳酸菌的培养方法实施例6-1:按照实施例1所述的方法进行,不同的是种子液的od600值为4.5。实施例6-2:按照实施例1所述的方法进行,不同的是种子液的od600值为6.0。实施例6-3:按照实施例1所述的方法进行,不同的是种子液的od600值为8.0。实施例6-4:按照实施例1所述的方法进行,不同的是种子液的od600值为3.0。测定第8h、10h和发酵结束时的菌体密度,具体结果见表2。对比例1本对比例用于说明参比的乳酸菌的培养方法对比例1-1:按照实施例1的方法进行,不同的是所述大米粉替换为等量的玉米粉;对比例1-2:按照实施例1的方法进行,不同的是所述大米粉替换为等量的红薯粉;对比例1-3:按照实施例1的方法进行,不同的是所述培养基为mrs肉汤培养基。对比例1-4:按照实施例1的方法进行,不同的是所述大米粉替换为等量的葡萄糖;测定第8h、10h和发酵结束时的菌体密度,具体结果见表2。表2编号8h菌体密度,cfu/ml10h菌体密度,cfu/ml发酵结束菌体密度,cfu/ml实施例12.3×10102.8×10113.8×1012实施例27.8×1098.4×10109.0×1011实施例38.6×1093.0×10108.6×1011实施例41.1×1099.8×1091.5×1011实施例55.4×1088.2×1096.8×1010实施例6-14.0×1092.8×10105.9×1011实施例6-26.7×1093.7×10107.4×1011实施例6-39.3×1082.5×1092.6×1010实施例6-42.3×1091.3×10108.1×1010对比例1-11.5×1082.6×1083.9×109对比例1-22.2×1083.8×1082.8×109对比例1-31.9×1082.2×1083.5×109对比例1-41.6×1083.1×1082.9×109根据表2,通过比较实施例和对比例的数据可以看出,采用本发明所述的乳酸菌培养基能够在同样地发酵周期内,提高菌体密度,也就是说本发明所述的乳酸菌能够有效提高菌体的生长速度和菌体活力,而且通过镜检也发现了使用本发明所述的乳酸菌培养基的菌体更为粗壮。通过比较实施例1和实施例6可看出,乳酸菌的种子液在od600在4.5-6.0范围内能够取得更佳的菌体密度,这说明种子液的状态对于乳酸菌的发酵也起到至关重要的作用,适宜的种子液状态(处于对数生长期)能够使菌体活力更高,在接种后能够更快地进行繁殖。以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型。包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复,本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容,均属于本发明的保护范围。当前第1页12
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