高保軍

（黑龍江省完達山乳業(yè)股份有限公司，哈爾濱 150078）

一株雙歧桿菌發(fā)酵條件的研究

高保軍

（黑龍江省完達山乳業(yè)股份有限公司，哈爾濱 150078）

探討了一株雙歧桿菌WDS106的最佳發(fā)酵條件。采用平板菌落計數(shù)方法，確定最適發(fā)酵溫度、接種量、pH值、攪拌速度和發(fā)酵時間。結(jié)果表明，該菌株按照質(zhì)量分數(shù)為2%接種量，在37℃（pH值為6.5）、轉(zhuǎn)速為200 r/min條件下培養(yǎng)10 h后，發(fā)酵液活菌數(shù)達到最高值，為1.3×1010mL-1。經(jīng)過優(yōu)化發(fā)酵工藝參數(shù)，使活菌數(shù)提高了近一個數(shù)量級，為該菌株的開發(fā)和應(yīng)用提供了參考。

雙歧桿菌；發(fā)酵條件；活菌數(shù)

0 引 言

隨著人們對健康意識越來越強，功能食品已成為防病治病的輔助手段。其中，雙歧桿菌作為人類消化道中原生菌，以及其微生態(tài)制品所具有的特有性質(zhì)，使其備受學術(shù)界和商界的關(guān)注[1]。雙歧桿菌自1899年由Tisser從母乳喂養(yǎng)嬰兒的糞便中分離得到。由于其具備抗癌活性、抑制腐生菌生長、防止便秘、降低膽固醇、預(yù)防和治療乳糖消化不良、合成維生素和促進鈣的吸收等益生功能[2,3]，現(xiàn)已成為食品、藥品等領(lǐng)域中的一類重要益生菌。但由于其對生存環(huán)境的苛刻要求，其使高密度培養(yǎng)成為其工業(yè)化生產(chǎn)的瓶頸。故本試驗以雙歧桿菌為研究對象，通過優(yōu)化發(fā)酵條件，為其工業(yè)化應(yīng)用提供基礎(chǔ)。

1 實 驗

1.1 材料與儀器設(shè)備

1.1.1 菌種

Bifidobacterium bifidum WDS106，實驗室篩選。

1.1.2 培養(yǎng)基

雙歧桿菌的培養(yǎng)采用TPY培養(yǎng)基。

1.1.3 原料

酵母提取物，胰蛋白胨，牛肉膏。

1.1.4 主要儀器設(shè)備

手動移液器，BCN-1360生物潔凈工作臺，SIGMA離心機，YH01L185型高壓滅菌器，SPX-250B生化培養(yǎng)箱，KLF2000型發(fā)酵罐。

1.2 方法

采用瑞士比歐KLF2000型發(fā)酵罐進行發(fā)酵研究，裝罐量為2 L，分別研究發(fā)酵溫度、發(fā)酵pH值、攪拌速度以及發(fā)酵時間對發(fā)酵液中活菌數(shù)量的影響。

1.2.1 發(fā)酵液中活菌數(shù)量的確定

取10 mL發(fā)酵液，經(jīng)PBS緩沖液梯度稀釋后，取1 mL適宜稀釋梯度稀釋液置于平皿中，采用TPY培養(yǎng)基傾注，然后在37℃條件下厭氧培養(yǎng)培養(yǎng)48 h后計數(shù)菌落數(shù)。試驗重復(fù)3次。

1.2.2 發(fā)酵溫度對發(fā)酵液活菌數(shù)的影響

雙歧桿菌按質(zhì)量分數(shù)2%接種量接入TPY培養(yǎng)基中，pH值為6.0，轉(zhuǎn)速200 r/min，分別置于30，37，43℃三個溫度下發(fā)酵24 h，發(fā)酵結(jié)束后放罐。

1.2.3 發(fā)酵pH值對發(fā)酵液活菌數(shù)的影響

按照1.2.2所確定的最適發(fā)酵溫度，將雙歧桿菌接種于pH值為5.5，6.0，6.5的TPY培養(yǎng)基中在轉(zhuǎn)速為200 r/min條件下發(fā)酵24 h，發(fā)酵結(jié)束后放罐。

1.2.4 攪拌速度對發(fā)酵液活菌數(shù)的影響

按照1.2.2和1.2.3所確定的最適發(fā)酵溫度和pH值，將雙歧桿菌分別在200，400，600 r/min攪拌速度下發(fā)酵24 h，發(fā)酵結(jié)束后放罐。

1.2.5 發(fā)酵時間對發(fā)酵液活菌數(shù)的影響

按照1.2.2、1.2.3和1.2.4所確定的最佳發(fā)酵參數(shù)，發(fā)酵雙歧桿菌，每2 h取發(fā)酵液，分別測定其OD值和活菌數(shù)，進而繪制雙歧桿菌WDS106的生長曲線，確定該菌的最適發(fā)酵時間。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)酵溫度對發(fā)酵液活菌數(shù)的影響

雙歧桿菌WDS106按2%接種量，在pH值為6.0，轉(zhuǎn)速200 r/min條件下，溫度為30，37，43℃三個溫度下厭氧發(fā)酵24 h后的活菌數(shù)如圖1所示。

由圖1可以看出，發(fā)酵溫度對雙歧桿菌WDS106發(fā)酵液中活菌數(shù)的影響明顯，而且3種溫度條件下，發(fā)酵液的菌落數(shù)差異顯著（P＜0.05），37℃條件發(fā)酵液中活菌數(shù)濃度最高，達到1.6×109mL-1，表明該雙歧桿菌的誘變菌株的最適培養(yǎng)和發(fā)酵溫度仍為37℃。

2.2 pH值對發(fā)酵液活菌數(shù)的影響

雙歧桿菌WDS106按2%接種量，在37℃、轉(zhuǎn)速200 r/min條件下，pH值為5.5，6.0，6.5三種條件下發(fā)酵24 h后的活菌數(shù)如圖2所示。

由圖2可以看出，發(fā)酵pH值對雙歧桿菌WDS106發(fā)酵液中活菌數(shù)的影響明顯，而且3種pH值條件下，發(fā)酵液的菌落數(shù)差異顯著 （P＜0.05），pH6.5條件下發(fā)酵液菌體濃度最高，達到4.7×109mL-1，表明該雙歧桿菌的誘變菌株的最適發(fā)酵pH值為6.5。

2.3 攪拌速度對發(fā)酵液活菌數(shù)的影響

雙歧桿菌WDS106按2%接種量，在37℃、pH值為6.5條件下，轉(zhuǎn)速為200，400，600 r/min攪拌速度下發(fā)酵

24 h后的活菌數(shù)如圖3所示。

由圖3可以看出，發(fā)酵罐轉(zhuǎn)速對雙歧桿菌WDS106發(fā)酵液中活菌數(shù)的影響明顯，而且三種轉(zhuǎn)速條件下，發(fā)酵液的菌落數(shù)差異顯著（P＜0.05），轉(zhuǎn)速為200 r/min條件下發(fā)酵液的菌體數(shù)最高，達到7.1×109mL-1，表明該雙歧桿菌誘變菌株的最適攪拌速度為200 r/min。

2.4發(fā)酵時間對發(fā)酵液活菌數(shù)的影響

雙歧桿菌WDS106按2%接種量，在37℃（pH值為6.5）、200 r/min條件下，不同發(fā)酵時間后發(fā)酵液的活菌數(shù)以及OD值如圖4所示。

由圖4可以看出，在上述優(yōu)化的實驗條件下，發(fā)酵液中的活菌數(shù)在發(fā)酵前期隨時間的延長而增長，在培養(yǎng)10 h后達到最高值，發(fā)酵液菌體數(shù)達到1.3×1010mL-1，而后隨發(fā)酵時間的延長呈下降趨勢；而發(fā)酵液的OD值隨時間的延長而上升，主要原因為OD值不區(qū)分死活菌所致。而由發(fā)酵液菌體濃度隨發(fā)酵時間的變化趨勢可見，該菌在發(fā)酵約10 h后活菌數(shù)呈下降趨勢，這可能由于菌體進入衰亡期所致。

3 結(jié) 論

經(jīng)對雙歧桿菌WDS106的培養(yǎng)溫度，發(fā)酵pH值、轉(zhuǎn)速以及培養(yǎng)時間進行研究，優(yōu)化出其最佳的發(fā)酵條件，在TPY培養(yǎng)基中，以質(zhì)量分數(shù)為2%接種量，在37℃（pH值為6.5）、200 r/min條件下培養(yǎng)10 h后，發(fā)酵液的活菌數(shù)達到最高值，為1.3×1010mL-1，使活菌數(shù)提高了近一個數(shù)量級。

本研究通過對該雙歧桿菌發(fā)酵特性的研究，不僅有效的提高了發(fā)酵液活菌濃度，還縮短了發(fā)酵時間，進而降低能耗，為該菌株的工業(yè)化生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。

[1]AZAI O A.Use of Surface Response Methodoloto Describe Biomass Production of Bifidobacterium infantis incomplex media[J].Biotechnology Techniques.1999,13：93-95.

[2]WILKINS A L,LU Y,MOLAN P C.Extractable Organic Substances from New Zealand Unifloral Manuka（Leptosperim scoparium）Honeys[J].J.Apic.Res.,1993,32：3-9.

[3]Deguchi Y,Morishit T,Mutai M.Comparative Studies on Synthesis of Water-Suluble Vitamins among Human Species of Bifidobacteria[J].A-gri.Biol.Chen.,1985,49（1）：13-19.

[4]HOOVER D G.Bifidobacteria：Activity and Potential Benefits[J].Food Techol,1993（6）：120.

Study on fermentation conditions of Bifidobacterium bifidum

GAO Bao-jun
（Heilongjiang Wondersun Dairy Co.Ltd.,Harbin 150078,China）

The optimum fermentation conditions of Bifidobacterium bifidum WDS106 mutant strain for production of phenyllactic acid was investigated.Plate counting was used to determine the optimum fermentation temperature,inocula,pH,rotation rate and fermentation time.The highest number of viable cells was 1.3×1010CFU/mL with 1%of inocula,pH6.5,a rotation rate of 200 r/min and fermentation temperature of 37℃for 10 h.One order of magnitudes for viable cells was increased with the optimum fermentation parameters,and this provides a reference for the development and application of this strain.

Bifidobacterium bifidum;fermentation conditions；Viable count

Q935

A

1001-2230（2011）08-0023-02

2011-06-10

高保軍（1970-），男，工程師，從事乳制品加工方面的研究。

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