一种高活力高稳定性戊糖片球菌冻干菌粉的制备方法与流程

本发明属微生态制剂生产，具体涉及一种高活力高稳定性戊糖片球菌冻干菌粉的制备方法。

背景技术：

1、戊糖片球菌是人体肠道内一种常见菌株，具有抑制肠道有害菌、调节肠道菌群平衡、抗氧化、改善代谢障碍、抑制炎症等多种重要生理功能，在食品和医疗领域应用广泛，市场需求巨大。但目前戊糖片球菌菌粉活菌数低、货架期活菌数衰减快、生产成本高等问题严重制约了戊糖片球菌菌剂的进一步应用和发展，因此，开发一种高稳定戊糖片球菌菌粉的制备方法，提高戊糖片球菌菌粉活菌数对于戊糖片球菌产品的应用和发展具有重要意义。

2、高密度发酵和真空冷冻干燥是菌粉生产的重要环节。高密度发酵提供菌株生长所需的充足营养元素和适宜的生长环境，菌株得以大量增殖，为下游真空冷冻干燥工序提供菌体半成品原料。

3、真空冷冻干燥是目前市场上戊糖片球菌菌粉生产采用的主流生产工艺，冷冻干燥过程中水分冻结产生的冰晶和胞内溶质浓缩不可避免地造成细胞损伤，导致冻干后戊糖片球菌菌粉活菌数偏低和货架期期间菌粉活菌数快速衰减。因此需要研究一种高效的冻干保护剂减少真空冷冻干燥过程不利因素对细胞的损伤，提高戊糖片球菌冻干粉的活菌数并减缓货架期活菌数的衰减速度。

技术实现思路

1、本发明旨在解决现有技术存在的戊糖片球菌冻干粉活菌数低、货架期活菌数衰减快等问题，提供一种戊糖片球菌真空冷冻干燥保护剂，有效提高戊糖片球菌冻干菌粉的活力及稳定性，减缓货架期活菌数衰减速度；还提供一种高活力高稳定性戊糖片球菌菌粉的制备方法，使用该培养基培养戊糖片球菌可获得大量菌体，为高活力高稳定性戊糖片球菌菌粉的制备提供菌体来源。

2、本发明第一方面的目的，在于提供一种冻干保护剂。

3、本发明第二方面的目的，在于提供本发明第一方面的冻干保护剂在制备冻干菌粉中的应用。

4、本发明第三方面的目的，在于提供一种冻干菌粉的制备方法。

5、本发明第四方面的目的，在于提供一种冻干菌粉。

6、为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：

7、本发明的第一个方面，提供一种冻干保护剂，所述冻干保护剂包括如下重量百分含量的组分组成：9％～20％蛋白、4％～10％糖醇、5％～15％糊精。

8、在本发明一些优选实施方式中，所述冻干保护剂包括如下重量百分含量的组分组成：9％～14％蛋白、4％～9％糖醇、5％～10％糊精。

9、在本发明一些实施方式中，所述蛋白包括脱脂奶、乳清蛋白、酪蛋白中的一种或多种。

10、在本发明一些实施方式中，所述糖醇包括海藻糖、蔗糖、山梨醇中的一种或多种。

11、在本发明一些实施方式中，所述冻干保护剂包括脱脂奶、酪蛋白、山梨醇和糊精。

12、在本发明一些实施方式中，所述冻干保护剂由如下重量百分含量的组分组成：9％～11％脱脂奶、4％～6％酪蛋白、4％～7％山梨醇和6％～10％糊精、余量为水。

13、在本发明一些优选实施方式中，所述冻干保护剂由如下重量百分含量的组分组成：10.5％脱脂奶、5％酪蛋白、5％山梨醇、9％糊精、余量为水。

14、本发明的第二个方面，提供本发明第一方面的冻干保护剂在制备冻干菌粉中的应用。

15、本发明的第三个方面，提供一种冻干菌粉的制备方法，包括以下步骤：

16、将戊糖片球菌接种至戊糖片球菌高密度发酵培养基中，发酵，固液分离，得到菌泥；

17、菌泥与本发明第一方面的冻干保护剂混合，冷冻干燥，即得到冻干菌粉。

18、在本发明一些实施方式中，所述戊糖片球菌高密度发酵培养基包括葡萄糖、酵母浸粉、蛋白胨、大豆蛋白胨、牛肉浸粉、磷酸氢二钾、柠檬酸铵、乙酸钠、硫酸镁、硫酸锰和吐温。

19、在本发明一些实施方式中，所述戊糖片球菌高密度发酵培养基包括10～50g/l葡萄糖、3～25g/l酵母浸粉、5～55g/l蛋白胨、5～25g/l大豆蛋白胨、4～5g/l牛肉浸粉、2～5g/l磷酸氢二钾、2～5g/l柠檬酸铵、4～6g/l乙酸钠、0.2～0.5g/l硫酸镁、0.05～0.1g/l硫酸锰、1～2g/l吐温。

20、在本发明一些优选实施方式中，所述戊糖片球菌高密度发酵培养基包括30～50g/l葡萄糖、20～25g/l酵母浸粉、50～55g/l蛋白胨、20～25g/l大豆蛋白胨、4～5g/l牛肉浸粉、2～5g/l磷酸氢二钾、2～5g/l柠檬酸铵、4～6g/l乙酸钠、0.2～0.5g/l硫酸镁、0.05～0.1g/l硫酸锰、1～2g/l吐温。

21、在本发明一些更优选实施方式中，所述戊糖片球菌高密度发酵培养基包括45g/l葡萄糖、23g/l酵母浸粉、53g/l蛋白胨、24.5g/l大豆蛋白胨、5g/l牛肉浸粉、2g/l磷酸氢二钾、2g/l柠檬酸铵、5g/l乙酸钠、0.2g/l硫酸镁、0.05g/l硫酸锰、1g/l吐温。

22、在本发明一些实施方式中，所述戊糖片球菌接种前使用mrs培养基活化、扩培。

23、在本发明一些实施方式中，所述发酵的条件为35～39℃、转速20～55rpm的条件下发酵12～18h。

24、在本发明一些优选实施方式中，所述发酵的条件为36～38℃、转速40～55rpm的条件下发酵12～18h。

25、在本发明一些实施方式中，所述发酵过程中控制ph至5～6。

26、在本发明一些实施方式中，所述发酵过程中不需要通气。

27、在本发明一些实施方式中，所述戊糖片球菌工作种子液的接种量为发酵体积的5％～10％。

28、在本发明一些实施方式中，所述戊糖片球菌为戊糖片球菌a21243，保藏编号为gdmcc no:63749。

29、在本发明一些实施方式中，所述菌泥与所述冻干保护剂的质量比为1:1～5。

30、在本发明一些实施方式中，所述菌泥与所述冻干保护剂的质量比为1:1～2。

31、在本发明一些实施方式中，所述菌泥在与所述冻干保护剂混合前用无菌生理盐水洗涤，除去残留培养基和发酵代谢物。

32、在本发明一些实施方式中，所述冷冻干燥的条件为-50～-40℃预冻3～5h，降温速度为1～3℃/min，真空度5～40pa，冷冻干燥20～30h。

33、在本发明一些实施方式中，所述冷冻干燥的条件为：-50～-45℃预冻4.5h，降温速度为1℃/min，冷冻干燥24～28h。

34、采用本发明中的高密度发酵培养基、高密度发酵方法、高活力高稳定性冻干保护剂及冻干工艺大大提高了戊糖片球菌菌粉的活力和稳定性，制备得到的戊糖片球菌冻干菌粉活菌数高，货架期稳定性好，存活率高，适用于戊糖片球菌菌粉工业化生产。

35、本发明的第四个方面，提供一种冻干菌粉，由本发明第三方面的制备方法制备得到。

36、在本发明一些实施方式中，所述冻干菌粉中活菌数为1～9×1011cfu/g。

37、本发明的有益效果是：

38、通过使用本发明提供的冻干保护剂，可有效提高戊糖片球菌冻干菌粉的活力及稳定性，减缓货架期活菌数衰减速度，为戊糖片球菌固体饮料、压片糖果、乳制品发酵剂等相关产品的开发提供了基础。

39、采用本发明的戊糖片球菌高密度发酵工艺和高活力高稳定冻干工艺制备得到的戊糖片球菌冻干菌粉活力高，菌粉活菌数高达6.0×1011cfu/g以上。

40、采用本发明的戊糖片球菌高密度发酵工艺和高活力高稳定性冻干工艺制备得到的戊糖片球菌冻干菌粉货架期稳定性好，活菌数衰减慢，在37℃货架期高温加速条件下存放1周后存活率仍保持在86.8％。

41、本发明工艺所用物质均为食品级原料，安全性高，且生产操作步骤简单，易于规模化扩大生产。