高活性益生菌发酵枸杞粉的真空冷冻干燥工艺优化

以植物乳杆菌发酵枸杞浆为研究对象,通过差示扫描量热仪和冻干显微镜分析益生菌发酵枸杞浆的物性参数,采用正交试验对保护剂进行选择和优化,并绘制冻干曲线,旨在开发出一套制备富含活性益生菌的发酵枸杞粉的工艺方法。结果表明：运用差示扫描量热仪,采用经过退火处理的连续扫描法,在退火温度－5 ℃、升温速率5 ℃/min条件下,测得的益生菌发酵枸杞浆物料的物性参数为：共融点－5.28 ℃,结晶点－19.59 ℃,玻璃态转化温度－31.82 ℃,崩解温度约－36 ℃。根据已确立的参数确定发酵枸杞浆的预冻温度为－40 ℃,预冻时间为4 h,升华干燥阶段的温度为－45 ℃。最佳复配保护剂组合为：20%麦芽糊精、14%乳糖、6%海藻糖。复配后样品的升华干燥温度为－30 ℃,分别绘制真空冷冻干燥过程中的冻干曲线。益生菌发酵枸杞冻干粉后活菌数达9.6（lg（CFU/g））,含水量低于3%,色泽完好,复水性强,产品质量佳。     

枯草芽孢杆菌Prob1822复合抗热保护剂的研究

以枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）Prob1822为研究对象,以热诱激处理（55 ℃热处理10 min）稳定期菌体存活率为评价指标,通过单因素试验和响应面法研究枯草芽孢杆菌Prob1822复合抗热保护剂的组成。结果表明,单一抗热保护剂以海藻糖、蔗糖及脱脂奶粉抗热保护效果较好;利用响应面法优化复合抗热保护剂配方为海藻糖9.0%、蔗糖5.0%和脱脂奶粉6.8%。在此最优条件下,菌体存活率为（95.24±0.84）%。糖类与蛋白质联用作为复合抗热保护剂比单一保护剂抗热保护效果更好,可减轻喷雾干燥对菌体亚细胞结构及生物大分子损伤,实现枯草芽孢杆菌的抗热保护。     

乳酸菌冷冻保护剂配方设计

乳酸菌浓缩发酵剂的制备过程中,冷冻对菌体的损伤比较明显。通过在保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌混菌菌悬液中添加不同的保护剂并测定冷冻前后乳酸菌菌数,筛选出适用的保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌混菌的保护剂。最终确定的保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌混菌保护剂配方为:蔗糖浓度为10%,脱脂乳浓度为10%,谷氨酸钠浓度为5%。菌体经冷冻处理后,冷冻存活率可达到95.0%,比不添加保护剂的菌体存活率大大提高。此配方也简单易得,完全可以满足生产需要。     

深冷冻技术在益生菌生产中的应用

深冷冻主要是利用低温制冷剂(液氮、液态、CO2等)为冷却介质,通过热量的对流和传导使冻品快速冻结达到低温处理的目的。冻品以足够快的冷却速度实现玻璃态,从而降低菌体细胞损伤。在益生菌生产中,深度冷冻效果好、菌体失活少、生产效率高、设备投资维护费用低,优于传统的冷冻干燥。益生菌生产中主要利用颗粒滴冻式设备,比传统冷冻装置有更多优点。深冷冻过程中主要存在胞外冻结和胞内冻结伤害两方面,但结合使用合理的保护剂可以降低细胞伤害,保护剂分为渗透性和非渗透性两大类。     

耐热型复合乳酸菌冻干保护剂的研究

为获得对于混合乳酸杆菌最佳的耐热冻干保护剂配方,考察了不同冻干剂单因子添加物及5种冻干保护剂配方对冷冻干燥后乳酸菌的存活率、耐热性能,失水情况和感官指标,利用中心组合响应曲面法设计,获得以活菌率,耐热性和失水率为控制指标的保护剂组分优化的多元二次方程,并进行显著性分析。结果表明,通过初步筛选获得感官良好、复溶后相容性好的冻干介质,进一步条件优化得到最佳配方。最佳冻干保护剂配方为脱脂乳10%,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)5%,海藻糖5%,维生素C为0.5%(均为质量分数),此时冻干后活菌率的预测值可达到93.05%,37℃保存10 d后活菌率预测值可达到77.26%,具有较好的耐热性能。     

双歧杆菌冻干菌粉制备过程中保护剂的研究

对双歧杆菌真空冷冻干燥过程中使用的各种保护剂进行了研究,在各种保护剂中筛选出4种效果比较好的类型,配合成复合保护剂,在很大程度上提高了双歧杆菌在冻干过程中的活菌存活率,达到71.11%的存活率。最后还进行了常温和低温保存实验。     

复合真空冷冻干燥益生菌发酵保护剂的研制

为提高复合益生菌发酵剂冻干粉存活率。本研究以植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)、纳豆芽孢杆菌(Bacillus natto)、嗜酸乳杆菌(Lactobacillus acidophilus)为试验菌株,在单因素实验基础上采用正交试验优化三种益生菌发酵剂保护剂配方,优化后将三种益生菌冻干菌粉按一定质量比复合应用。结果表明,植物乳杆菌保护剂最佳配方组合为:可溶性淀粉14%,低聚木糖12%,谷氨酸钠3%,菊糖15%;纳豆芽孢杆菌保护剂配方最佳组合为:可溶性淀粉18%,谷氨酸钠7%,菊糖12%,吐温-80 1.8%;嗜酸乳杆菌保护剂配方最佳组合为:可溶性淀粉18%,低聚木糖12%,谷氨酸钠7%,菊糖15%。     

微滴喷射玻璃化的过程损伤分析及保护剂优化

微滴喷射玻璃化保存系统产生的微滴尺寸较小,在较低浓度的低温保护剂条件下即可实现玻璃化。本文采用微滴喷射玻璃化保存系统对HepG2细胞进行玻璃化保存,研究保护剂加载过程、喷射过程、接收过程及玻璃化/复温过程对细胞造成的损伤程度,并通过降低保护剂中Me2SO浓度、添加适量海藻糖来优化保护剂配方。结果表明,微滴喷射玻璃化保存各过程对细胞均有损伤,保护剂加载过程、喷射过程、玻璃化及复温过程对细胞造成的损伤较大,薄片接收过程对细胞造成的损伤小。另外,随着保护剂中Me2SO浓度的降低,低温保存后的细胞活性明显降低;保护剂浓度相同时,玻璃化保存效果较慢速冷冻效果好;适量的海藻糖能够起到增强低温保存效果的作用,过量则起到降低作用;以5%Me2SO+0.3 mol/L海藻糖作为低温保护剂玻璃化保存细胞时,细胞存活率达(92.42±0.95)%,24 h贴壁率达到(95.64±1.03)%,微滴喷射玻璃化效果最好。     

生物基金属保护剂TPA对碳钢包装材料防腐性能影响

目的 采用生物基材料,制备金属保护剂对碳钢包装材料进行防腐保护,解决传统金属表面处理方式污染环境和危害人体健康的弊病,获得性能优良的生物基金属保护剂。方法 以植物萃取成分提炼单宁酸、植酸与水共混复配,制备生物基金属保护剂TPA,并对碳钢表面进行涂覆处理,获得钝化膜。通过红外光谱(FTIR)、光学显微镜(OM)、盐雾测试(HSS)、电化学阻抗分析(EIS)等分析手段,考察不同种类、不同复配比例、不同浓度生物基保护剂对金属防腐性能的影响。结果 不同生物酚羟基酸如单宁酸、植酸、没食子酸、酒石酸均对碳钢具有防腐保护功能,其中植酸、单宁酸防腐性能较好。采用植酸与单宁酸共混反应得到的生物基金属保护剂TPA具有最佳的防腐性能。当TPA中植酸与单宁酸的质量比为2∶1、TPA质量分数为3%时,TPA保护剂处理后的钝化膜电化学阻抗模值可达5.02´10⁷Ω∙cm²,远高于单一生物酚羟基酸保护剂的阻抗模值(<10⁴Ω∙cm²)。结论 生物基金属保护剂TPA中的单宁酸与植酸通过氢键作用,形成分子缔合复合保护剂。TPA保护剂能与铁离子作用,形成致密钝化膜,克服了单宁酸钝化膜的应力开裂、植酸钝化膜孔隙疏松等缺陷,显著提升了TPA钝化膜的防腐性能。生物基金属保护剂TPA可用于碳钢类包装材料的防腐保护。