一种植物乳杆菌冻干菌粉的制备方法

技术领域

本发明涉及一种植物乳杆菌冻干菌粉的制备方法，属于生物技术领域。

背景技术

植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)是乳酸菌的一种，革兰氏染色阳性、厌氧或兼性厌氧、无芽孢、耐酸、耐胆盐，最适生长温度为30～37℃，常见于乳制品、肉类、蔬菜以及果汁中的乳酸菌，能通过胃肠并定植于肠道发挥有益作用。植物乳杆菌无论是在食品发酵，还是工业乳酸发酵以及医疗保健等领域中均有着广泛的应用。但是植物乳杆菌活菌较难长期保存，因此，利用冷冻干燥技术生产活菌制剂是多种保藏方法中较为理想的一种。

冷冻干燥于低温下进行去除水分的干燥操作，在此过程中，植物乳杆菌菌体的细胞不可避免的会遭受损伤或破坏，从而导致细胞数目的下降，菌粉降低，限制了植物乳杆菌菌粉在功能性食品中的应用。因此，在冻干过程中加入冻干保护剂，能够有效减少冷冻干燥过程中冰晶对于植物乳杆菌菌体的损伤，保护菌细胞不会受到损伤，提高植物乳杆菌的存活率，对制备出高菌活的植物乳杆菌菌粉以及保持保藏、运输、销售过程中植物乳杆菌的活菌数都有着很重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够解决植物乳杆菌菌粉在冻干过程中存在的冻干存活率低，活菌数少的问题，显著提高植物乳杆菌冻干存活率及菌粉活菌数的复合保护剂及其制备方法。

本发明提供了一种植物乳杆菌冻干菌粉的制备方法，包括如下步骤：

(1)培养植物乳杆菌，收集菌泥；

(2)将步骤(1)收集的菌泥加入冻干保护剂中，菌泥与冻干保护剂按质量比为1：0.5-2.5；所述冻干保护剂由3.0-5.0％wt可溶性大豆多糖、5.0-8.0％wt半乳甘露聚糖、5.0-10.0％wt水苏糖、0.5-1.5％wt谷氨酸钠、70.0-85.0％wt蒸馏水组成；

(3)将步骤(2)混合后的菌悬液冷冻干燥，得到所述植物乳杆菌菌粉。

在一种实施方式中，所述步骤(1)是将植物乳杆菌在MRS培养基培养。

在一种实施方式中，所述步骤(1)是将植物乳杆菌菌液在在4℃，8000-10000rpm离心10-15min，洗涤后再次离心，收集菌泥。

在一种实施方式中，所述步骤(2)采用由0.015-0.025mol/L Na

在一种实施方式中，所述步骤(3)的冷冻干燥是先于-80℃预冻10-14h，再置于真空冷冻干燥设备中-40至-50℃条件下干燥18-22h。

在一种实施方式中，将所述冷冻干燥后的菌粉在20-25％RH相对湿度条件下用铝箔袋进行真空度为0.5-0.7MPa的真空包装。

本发明还要求保护应用所述方法制备的植物乳杆菌冻干粉。

有益效果：

(1)本发明在制备菌粉的过程中加入冻干保护剂，可提高菌体的抗冷冻能力，从而提高菌粉的冻干存活率，本发明制备的植物乳杆菌菌粉冻干存活率达到83.64％-90.68％，菌粉的活菌数为3.02×10

(2)本发明制备的冻干菌粉的水分含量在3.0％以下，水分活度在0.15％以下，菌粉不易抱团结块，有利于菌粉中活菌数的保持，可广泛应用于食品加工领域。

(3)本发明制备的菌粉产品在25℃、相对湿度55％-60％的条件下保存，存放180天后菌粉的活菌存活率在72.55％-82.71％，可以避免植物乳杆菌菌粉原料的冷链运输、低温存储下的菌体活力损失，减少能耗，提升企业的生产效率和降低生产成本。

具体实施方式

菌体存活率的计算方法：将冻干后的菌剂用适宜的复水剂还原到冻干前的体积，混匀后测定其中的菌落总数。

活菌计数具体操作方法：称取适量冻干粉，并向粉中加入与冻干前等体积的生理盐水(0.9％，w/v)进行复水，采用稀释涂布平板法计算活菌数，采用MRS固体培养基进行菌落计数，平行3次试验，取平均值，进行计算菌体存活率。

冻干存活率(％)＝冻干复水后每毫升样液的活菌数(cfu/mL)/冻干前每毫升样液的活菌数(cfu/mL)×100％。

实施例1

一种植物乳杆菌冻干菌粉的制备方法，具体包括以下步骤：

(1)将植物乳杆菌菌液在MRS培养基中发酵培养得到发酵液，经4℃离心，8500rpm离心11min，用无菌水洗涤再次离心，弃去上清后得到收集菌泥；

(2)将收集菌泥加入冻干保护剂中，菌泥与冻干保护剂按质量比为1：2.0；所述冻干保护剂由3.5％wt可溶性大豆多糖、6.5％wt半乳甘露聚糖、9.8％wt水苏糖、0.9％wt谷氨酸钠、79.3％wt蒸馏水组成，混合均匀后，采用由0.018mol/L Na

(3)将菌悬液置于冻干设备中，先于-80℃预冻13h，再置于真空冷冻干燥设备中-42℃条件下干燥21h，将冷冻干燥得到的菌粉在20-25％RH相对湿度条件下用铝箔袋进行真空度为0.65MPa的真空包装，得到所述植物乳杆菌菌粉。

实施例2

一种植物乳杆菌冻干菌粉的制备方法，具体包括以下步骤：

(1)将植物乳杆菌菌液在MRS培养基中发酵培养得到发酵液，经4℃离心，10000rpm离心13min，用无菌水洗涤再次离心，弃去上清后得到收集菌泥；

(2)将收集菌泥加入冻干保护剂中，菌泥与冻干保护剂按质量比为1：1.1；所述冻干保护剂由4.0％wt可溶性大豆多糖、7.8％wt半乳甘露聚糖、5.9％wt水苏糖、1.4％wt谷氨酸钠、80.9％wt蒸馏水组成，混合均匀后，采用由0.015mol/L Na

(3)将菌悬液置于冻干设备中，先于-80℃预冻14h，再置于真空冷冻干燥设备中-46℃条件下干燥22h，将冷冻干燥得到的菌粉在20-25％RH相对湿度条件下用铝箔袋进行真空度为0.7MPa的真空包装，得到所述植物乳杆菌菌粉。

实施例3

一种植物乳杆菌冻干菌粉的制备方法，具体包括以下步骤：

(1)将植物乳杆菌菌液在MRS培养基中发酵培养得到发酵液，经4℃离心，9000rpm离心15min，用无菌水洗涤再次离心，弃去上清后得到收集菌泥；

(2)将收集菌泥加入冻干保护剂中，菌泥与冻干保护剂按质量比为1：1.6；所述冻干保护剂由3.0％wt可溶性大豆多糖、7.0％wt半乳甘露聚糖、5.5％wt水苏糖、1.0％wt谷氨酸钠、83.5％wt蒸馏水组成，混合均匀后，采用由0.021mol/L Na

(3)将菌悬液置于冻干设备中，先于-80℃预冻12h，再置于真空冷冻干燥设备中-48℃条件下干燥20h，将冷冻干燥得到的菌粉在20-25％RH相对湿度条件下用铝箔袋进行真空度为0.66MPa的真空包装，得到所述植物乳杆菌菌粉。

实施例4

一种植物乳杆菌冻干菌粉的制备方法，具体包括以下步骤：

(1)将植物乳杆菌菌液在MRS培养基中发酵培养得到发酵液，经4℃离心，9500rpm离心10min，用无菌水洗涤再次离心，弃去上清后得到收集菌泥；

(2)将收集菌泥加入冻干保护剂中，菌泥与冻干保护剂按质量比为1：2.1；所述冻干保护剂由3.1％wt可溶性大豆多糖、5.9％wt半乳甘露聚糖、8.8％wt水苏糖、0.6％wt谷氨酸钠、81.6％wt蒸馏水组成，混合均匀后，采用由0.020mol/L Na

(3)将菌悬液置于冻干设备中，先于-80℃预冻10h，再置于真空冷冻干燥设备中-40℃条件下干燥19h，将冷冻干燥得到的菌粉在20-25％RH相对湿度条件下用铝箔袋进行真空度为0.65MPa的真空包装，得到所述植物乳杆菌菌粉。

实施例5

一种植物乳杆菌冻干菌粉的制备方法，具体包括以下步骤：

(1)将植物乳杆菌菌液在MRS培养基中发酵培养得到发酵液，经4℃离心，8000rpm离心12min，用无菌水洗涤再次离心，弃去上清后得到收集菌泥；

(2)将收集菌泥加入冻干保护剂中，菌泥与冻干保护剂按质量比为1：1.7；所述冻干保护剂由4.0％wt可溶性大豆多糖、6.0％wt半乳甘露聚糖、9.0％wt水苏糖、1.5％wt谷氨酸钠、79.5％wt蒸馏水组成，混合均匀后，采用由0.018mol/L Na

(3)将菌悬液置于冻干设备中，先于-80℃预冻14h，再置于真空冷冻干燥设备中-50℃条件下干燥20h，将冷冻干燥得到的菌粉在20-25％RH相对湿度条件下用铝箔袋进行真空度为0.63MPa的真空包装，得到所述植物乳杆菌菌粉。

经测定，按上述方法制备的植物乳杆菌菌粉冻干存活率达到83.64％-90.68％，菌粉的活菌数为3.02×10

表1冻干前、冻干后的菌活情况以及冻干存活率

植物乳杆菌菌粉制备过程中，经冻干工艺处理前后，植物乳杆菌的存活率高。说明经过本发明的制备工艺，可制得具有良好的稳定性的植物乳杆菌菌粉原料，植物乳杆菌的生存能力得到了提高。

将实施例1～5制备的植物乳杆菌冻干菌粉产品在25℃、相对湿度55％-60％的条件下保存，并测定菌活；存放180天后菌粉的活菌存活率在72.55％-82.71％。

表2植物乳杆菌菌粉常温保存条件(25℃、55-60％RH)下菌活存活率

存活率(％)＝第n天每克菌粉原料的活菌数(cfu/g)/第0天每克菌粉的活菌数(cfu/g)×100％

综上结果，采用本工艺制备植物乳杆菌冻干菌粉，在在25℃与相对湿度为55％-60％的保存条件，保藏期180天菌粉的活菌存活情况在72.55％-82.71％。该菌粉的存活率明显高于普通制备工艺，所以该项技术的应用可以避免植物乳杆菌菌粉原料的冷链运输、低温存储，减少能耗；同时冻干过程的存活率高，可以提升企业的生产效率和降低生产成本。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。