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1、 目 录摘 要- 1 -Abstract- 2 -第一章 前言- 3 -1.1 益生菌- 3 -1.1.1 益生菌的概念和常见益生菌的分类- 3 -1.1.2 益生菌的作用- 3 -1.1.3 人体内的乳酸杆菌- 4 -1.2 喷雾干燥法制取活性益生菌干粉- 4 -1.2.1 活性益生菌干粉- 4 -1.2.2 喷雾干燥技术- 4 -第二章 材料与方法- 6 -2.1 材料- 6 -2.2 实验方法- 7 -2.2.1 实验所用溶液- 7 -2.2.2 温度曲线的测定- 7 -2.2.4 菌种的转接- 7 -2.2.5 菌种的活化- 7 -2.2.6 扩大菌含量进行培养- 8 -2.2.7 收
2、集菌液- 8 -2.2.8 热处理- 8 -2.2.9 革兰氏染色法- 8 -2.2.9 喷雾干燥- 9 -2.3 测定方法- 9 -2.3.1 稀释涂布平板法- 9 -2.3.2 存活率计算- 10 -第三章 结果与讨论- 11 -3.2 温度曲线的测定- 12 -3.3 LGG与LCBL23在RSM培养基中的生长状况- 13 -3.4 LGG与LCBL23在RSM培养基中不同生长条件下的菌活- 14 -3.5 LGG与LCBL23在RSM培养基中不同生长条件下的热处理存活率- 15 -3.6 喷雾干燥- 16 -第四章 结论- 17 -参考文献- 18 -致谢- 19 - 摘 要本课题采用
3、鼠李糖乳杆菌GG（Lactobacillus rhamnosus GG，LGG）和干酪乳杆菌BL23（Lactobacillus casei BL23，LCBL23）作为模型菌株，研究不同的生长环境对益生菌耐受性的影响，并通过热处理对益生菌耐受性进行测量，以期设计一个良好的生长环境可以有效地提高喷雾干燥中益生菌的耐受性用以提高益生菌的存活率。我们选用了在喷雾干燥过程中拥有良好保护性的载体复溶脱脂奶（RSM）和葡萄糖溶液作为生长培养基，对比了LGG菌株和LCBL23菌株在RSM培养基中不同生长条件下的生长状况和60 oC水浴中热处理不同时间后的菌活，以了解RSM培养基在不同的生长条件下对益生菌耐
4、受性的影响。在不同生长条件下的RSM培养基中的LGG和LCBL23的菌活的初始水平基本保持在108 cfu/mL，60 oC热处理3 min后出现了活性的快速降低。在热处理的后期，RSM菌液的温度快速升高，在42 oC有氧条件下培养的LGG菌株表现出了相较于其他培养条件更好的耐受性，使用其他培养条件的菌体相较于42 oC有氧条件下培养的死亡率更高，可能是较严峻的生长条件增强了菌株的耐受性，而LCBL23同样在42 oC有氧条件下拥有了较其他生长条件更好的耐受性，笔者认为出现这样的情况同样是因为相对严峻的生长条件增强了LCBL23菌株的耐受性。本论文采用热处理和喷雾干燥的方法探究益生菌耐受性对喷
5、雾干燥后菌体活性的影响。对比不同生长条件下益生菌耐受性对热处理后菌体活性的影响，得到用于喷雾干燥的益生菌的最佳生长条件，以期提高益生菌的耐受性，从而提高喷雾干燥益生菌粉末的产量。关键词：益生菌；喷雾干燥；热处理；细胞活性；生长条件 AbstractIn this study, different growth conditions were employed to culture model microorganisms of Lactobacillus rhamnosus GG (LGG) and Lactobacillus casei BL23 (LCBL23), to study the
6、 effect of growth environment on the stress tolerance of probiotic cells, and to measure the probiotic tolerance during heat treatment. The objective was to design a good growth condition that can effectively improve the tolerance of probiotics in spray drying, which results in the maximum survival
7、of probiotics. Reconstituted skim milk (RSM) supplemented with glucose, which showed excellent protection during spray drying process, was used as growth medium. The growth profiles of LGG and LCBL23 cultured under different conditions were compared. The viability of the two strains after heat treat
8、ment at 60 oC in a water bath was used to understand the effect of different growth conditions. The initial viability of LGG and LCBL23 in RSM/Glu medium under all growth conditions was maintained at 108 cfu/mL, and the viability declined rapidly after 3 min at 60 oC. At the later stage of heat trea
9、tment, the temperature of the cell culture rapidly increased, and the LGG strain cultured under aerobic conditions at 42 oC showed better tolerability than the cells under other culture conditions. When LGG culture obtained at other culture conditions was used, the mortality than the culture at 42 o
10、C aerobic condition, which may indicate that the adverse growth conditions at 42 oC aerobic condition could enhance strain tolerance. Similarly, LCBL23 also showed higher tolerance when cultured under 42 oC aerobic condition. In this thesis, heat treatment and spray drying methods were used to explo
11、re the effect of probiotic tolerance on the viability of bacteria. Comparing the effects of probiotic tolerance under different growth conditions on the viability of bacterial cells after heat treatment, the best growth conditions for probiotics for spray drying were determined as 42 oC aerobic cond
12、ition, which can effectively increase the tolerance of probiotics and thus increase the survival of probiotics after spray drying.Keywords: probiotics, spray drying; heat treatment; cell viability; growth condition 第一章 前言1.1 益生菌1.1.1 益生菌的概念和常见益生菌的分类益生菌(probiotics)，又称为益生素、活性菌、促生素、微生态制剂，是一类可以平衡并维持人体内菌
13、群，同时可以对人体的健康产生一定有益作用的活菌产品或者含有菌体代谢产物及菌体组分一些的死菌产品1。益生菌（probiotics）这一单词最早源自于希腊文，它的意思是：对生命有益的一类微生物。目前常见的乳酸菌来自于九个属：乳酸乳球菌属、链球菌属、明串珠菌属、迷走球菌属、片球菌属、乳酸菌属、双歧杆菌属、肉食杆菌属和孢子乳酸菌属。前五个属为球状细菌，后四个属为杆状细菌2。1.1.2 益生菌的作用1903年，诺贝尔奖获得者著名的俄国生物学家梅契尼柯夫（Elie Metchnikoff）开始研究衰老与长寿的关系并提出了“乳酸菌长寿说”。他发现在他进行研究的很多国家和地区中，保加利亚地区居住的百岁老人的数
14、量十分可观。梅契尼柯夫对这一发现非常感兴趣，于是他开始研究其中的原因，发现当地人几乎每天都饮用酸奶，因此梅契尼柯夫认为保加利亚地区百岁老人的健康和长寿的原因是当地广泛食用的保加利亚酸奶中的微生物，所以他将酸奶中的微生物命名为保加利亚乳杆菌（Lactobacillus Bulgaricus）。梅契尼柯夫认为酸奶中含有大量的益生菌，可以进入人的体内，改变肠道菌群并抑制对健康不利的细菌的生长，从而减少肠道内有害菌产生的毒素，造就了保加利亚地区居民的长寿。如今，很多人都在使用以益生菌为主要原料的食品或药品进行自我保健，这是一种利用乳酸菌、双歧乳酸杆菌等益生菌作为主进行疾病的预防或保健的新型自我保健方法
15、。益生菌可以通过很多类型的发酵乳制品或者其他种类食品进入人体调整肠道的微生态平衡，也可以作为药品治疗一些肠道疾病。1.1.3 人体内的乳酸杆菌乳酸杆菌是人体肠道正常菌群重要的一类菌种，它们定植于人体肠道中，具有较强的耐酸性。目前发现在人体肠道环境中常见的乳菌杆菌有如下种类：嗜酸乳杆菌群、干酪乳杆菌、副干酪乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、唾液乳杆菌、植物乳杆菌、类植物乳杆菌、布氏乳杆菌和罗伊氏乳杆菌等3。但存在于人体肠道内的所有乳酸杆菌因为科学技术水平的原因尚不能全部鉴定分离，迄今为止我们发现的乳酸菌有18个属152种4。1.2 喷雾干燥法制取活性益生菌干粉1.2.1 活性益生菌干粉活性益生菌干粉有利于储
16、存产品和易于运输，同时可以在一定程度上满足日益增长的市场需求，具有活性的益生菌干粉具有巨大的商业价值。相较于益生菌的液体产品而言，益生菌干粉具有菌种的活性保存时间更长、物流成本相对低廉、质量更容易控制同时方便被进一步加工等诸多优点。1.2.2 喷雾干燥技术喷雾干燥现代食品工业中应用十分的悠久和广泛的一种干燥方法，具有制粉快速和产量大的有点，是目前工业上应用最为广泛的干燥手段5。具有活性的益生菌粉末在食品行业中有着十分重要的地位和可观的商业价值。目前活性益生菌粉末的加工技术有喷雾干燥技术、冷冻干燥技术和包埋技术。与冷冻干燥技术相比，喷雾干燥技术的设备便于操作、制粉成本低廉、制粉迅速且产量高。喷雾干燥的过程是
