真空冷冻干燥机对长双歧杆菌冻干过程研究

真空冷冻干燥机的冷冻干燥是乳酸菌和益生菌干燥的主要方式,冷冻和干燥2个过程都会影响菌体细胞的存活率,探讨冷冻和干燥过程对长双歧杆菌的损伤作用有利于指导高存活性益生菌粉的生产。
真空冷冻干燥机采用透射电镜观察菌体在冷冻干燥过程中的微结构,通过溢出胞外的β-半乳糖苷酶活性评价冷冻和干燥后细胞膜通透性的变化,通过测定冷冻和干燥后胞内Na和K浓度的变化研究离子效应的影响。高效浓缩型冻干酸奶发酵剂制备的关键技术进行了深入研究,包括:选育发酵性能优良、抗冷冻干燥性强、后酸化力弱的乳酸菌菌种(株),继续寻求并筛选了廉价增殖培养基和高效冻干保护剂,优化了乳酸菌增殖培养、细胞浓缩分离、真空冷冻干燥、发酵剂贮藏等工艺条件;在此基础上,进行了5L全自动模拟发酵罐水平扩大试验,制备出冻干发酵剂样品,并在相关企业进行了批量发酵试验,为实现浓缩型酸奶发酵剂的商品化生产提供依据。从国内外优质发酵乳制品或商业发酵剂中初步分离筛选出7株保加利亚乳杆菌,通过研究菌株在乳中的发酵特性、后酸化特性、抗冷冻干燥特性及混合菌种的优化搭配,筛选出发酵性能优良、后酸化弱、抗冻干特性强的保加利亚乳杆菌2株,确定二者与嗜热链球菌比例为1∶1。
研究结果表明,长双歧杆菌在真空冷冻干燥机的冷冻干燥过程中的形态、细胞膜通透性和胞内离子浓度变化程度随冻结时间的延长而加剧;冷冻干燥过程使菌体出现细胞质浓缩、质壁分离、菌体皱缩以及破损现象;真空冷冻干燥机使细胞膜通透性增大,使胞内Na、K浓度显著下降,并伴随比例失调。