1、隨著我國發(fā)酵乳制品工業(yè)的迅猛發(fā)展，積極研究并大力開發(fā)高效濃縮型酸奶發(fā)酵劑，對于推動我國乳酸菌發(fā)酵劑產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，促進(jìn)我國發(fā)酵乳制品工業(yè)的發(fā)展，具有重要的意義。本文對高效濃縮型凍干酸奶發(fā)酵劑制備的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入研究，包括：選育發(fā)酵性能優(yōu)良、抗冷凍干燥性強(qiáng)、后酸化力弱的乳酸菌菌種.(株)，繼續(xù)尋求并篩選了廉價(jià)增殖培養(yǎng)基和高效凍干保護(hù)劑，優(yōu)化了乳酸菌增殖培養(yǎng)、細(xì)胞濃縮分離、真空冷凍干燥、發(fā)酵劑貯藏等工藝條件；在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行了5L全自動模擬

2、發(fā)酵罐水平擴(kuò)大試驗(yàn)，制備出凍干發(fā)酵劑樣品，并在相關(guān)企業(yè)進(jìn)行了批量發(fā)酵試驗(yàn)，為實(shí)現(xiàn)高效濃縮型酸奶發(fā)酵劑的商品化生產(chǎn)和在我國的推廣應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。 從國內(nèi)外優(yōu)質(zhì)發(fā)酵乳制品或商業(yè)發(fā)酵劑中初步分離篩選出7株保加利亞乳桿菌(Lactobacillusbulgaricus)，通過研究菌株在乳中的發(fā)酵特性、后酸化特性、抗冷凍干燥特性及混合菌種的優(yōu)化搭配，篩選出發(fā)酵性能優(yōu)良、后酸化弱、抗凍干特性強(qiáng)的保加利亞乳桿菌2株——Lb-DR、L.b-S

3、1，確定二者與嗜熱鏈球菌S.t-SY的最佳比例為1∶1。 選擇原料易得、易于分離細(xì)胞的胡蘿卜汁培養(yǎng)基、番茄汁培養(yǎng)基、麥芽汁培養(yǎng)基作為基礎(chǔ)培養(yǎng)基，通過細(xì)胞生長試驗(yàn)，確定麥芽汁基礎(chǔ)培養(yǎng)基不僅是嗜熱鏈球菌S.t-SY，而且也是保加利亞乳桿菌L.b-DR、L.b-S1的最適基礎(chǔ)培養(yǎng)基；研究了在麥芽汁基礎(chǔ)培養(yǎng)中添加9種營養(yǎng)因子對嗜熱鏈球菌S.t-SY細(xì)胞生長量的影響，結(jié)果表明，大豆蛋白胨、牛肉膏、酵母膏可顯著促進(jìn)S.t-SY的細(xì)胞生長，磷

4、酸氫二鉀不僅可以促進(jìn)菌體增殖，而且還可緩沖基質(zhì)pH值的變化，避免了低pH值對乳酸菌生長的抑制作用；利用L9(33)正交試驗(yàn)優(yōu)化篩選出S.t-SY最佳增殖培養(yǎng)基，并對L.b-DR、L.b-S1進(jìn)行了驗(yàn)證性增菌試驗(yàn)。其配比為：在10°麥芽汁基礎(chǔ)培養(yǎng)基中，添加0.5﹪大豆蛋白胨、1.0﹪牛肉膏、0.5﹪酵母膏、0.2﹪K2HPO4、0.1﹪吐溫80。 在麥芽復(fù)合汁增菌培養(yǎng)基中，嗜熱鏈球菌S.t-SY、保加利亞乳桿菌L.b-DR、L.b

5、-S1，37℃恒溫培養(yǎng)16h，活菌數(shù)分別達(dá)2.42×109、2.85×109、4.81×109cfu/mL，較麥芽汁基礎(chǔ)培養(yǎng)基活菌數(shù)分別提高16.13、9.89、22.58倍，與液體MRS培養(yǎng)基活菌數(shù)彼此相當(dāng)，但成本較之降低1000元(￥)/噸(t)。 通過研究培養(yǎng)溫度、培養(yǎng)方式、起始pH、接種量、補(bǔ)料培養(yǎng)對乳酸菌增殖培養(yǎng)的影響，優(yōu)化了乳酸菌增殖培養(yǎng)的工藝條件。結(jié)果表明，乳酸菌在麥芽汁復(fù)合培養(yǎng)基中增殖培養(yǎng)的最適工藝條件為：起始p

6、H值6.5～7.0、接種量2﹪、培養(yǎng)溫度37℃、靜置培養(yǎng)16h；在最適條件下，保加利亞乳桿菌L.b-S1、L.b-DR，嗜熱鏈球菌S.t-SY進(jìn)行培養(yǎng)，收獲期活菌數(shù)分別達(dá)到4.31×109、2.93×109、2.74×109cfu/mL。 在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行了5L全自動模擬發(fā)酵罐水平增菌試驗(yàn)。結(jié)果表明，L.b-S1、L.b-DR、S.t-SY菌株在起始pH值6.5～7.0的麥芽復(fù)合汁增殖培養(yǎng)基中，接種量均為2﹪,攪拌速度100rp

7、m，37℃恒溫培養(yǎng)16h，活菌數(shù)分別達(dá)4.21×109、2.76×109、2.65×109cfu/mL。 通過研究離心力、離心時(shí)間對乳酸菌離心損失率、離心存活率及離心收得率的影響，確定了菌體細(xì)胞濃縮分離的最適離心條件：保加利亞乳桿菌L.b-S1、L.b-DR為1632g(4000r)10min或5738g(7500r)5min，活菌收得率高達(dá)98.12﹪或97.81﹪、98.35﹪或97.89﹪；嗜熱鏈球菌S.t-SY為3672

8、g(6000r)10min或5738g(7500r)5min，活菌收得率高達(dá)95.19﹪或97.29﹪。 研究了冷凍溫度、冷凍時(shí)間以及干燥過程中發(fā)酵劑含水量對乳酸菌細(xì)胞存活的關(guān)系，結(jié)果表明：-20～-18℃和-40～-35℃冷凍，對細(xì)胞存活率無顯著影響(P＞0.05)；冷凍起始至完全凍結(jié)，細(xì)胞存活率差異極顯著(P＜0.01)，而凍結(jié)后細(xì)胞存活率并不隨冷凍時(shí)間延長而存在顯著差異(P＞0.05)；干燥過程中，發(fā)酵劑含水量對細(xì)胞干燥存

9、活率影響極顯著(P＜0.01)，但存活率降低程度因含水量下降水平不同而出現(xiàn)差異，其中以含水量由40﹪左右至5﹪左右的過程影響最大，細(xì)胞存活率由88.68﹪降至40.11﹪，下降約50﹪左右，差異極顯著(P＜0.01)。 篩選出抗凍干、耐貯藏的復(fù)合凍干保護(hù)劑1種，利用此保護(hù)劑制得的嗜熱鏈球菌S.t-SY、保加利亞乳桿菌L.b-S1、L.b-DR凍干發(fā)酵劑，無論是單菌，還是混菌發(fā)酵劑，活菌含量均在1011cfu/g以上，發(fā)酵性能優(yōu)良

10、，以萬分之一以下的接種量進(jìn)行42℃酸奶發(fā)酵，4～5h即可凝乳，其發(fā)酵的酸奶制品，酸度達(dá)到80～90°T、pH值為4.5～4.6，感官風(fēng)味俱佳，接種量較傳統(tǒng)人工發(fā)酵劑降低100～1000倍，達(dá)到國際先進(jìn)水平；凍干發(fā)酵劑采用真空包裝與常壓封存兩種包裝形式，分別于-18℃、4℃保藏1年，活菌含量下降均不足一個(gè)1g數(shù)量級，均在1010cfu/g以上，且在保藏期間，發(fā)酵性能穩(wěn)定，可與國外直投式發(fā)酵劑相媲美。 選用最適菌株，在最適工藝條件下