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益生菌发酵剂对于益生菌发酵乳制品的开发与应用有重要意义,本文利用一株具有降低胆固醇作用的益生菌Lactobailluc casei BD-Ⅱ制备发酵剂,研究该菌的生长发酵特性,通过筛选增菌培养基、保护剂及预培养、热激来提高发酵剂存活率和活性。通过对BD-Ⅱ的生长及发酵特性测定,确定:Lactobailluc casei BD-Ⅱ在复原脱脂乳中10h凝乳,12h pH达到4.5,滴定酸度81.5oT;蛋白分解活力在24h对应游离氨基酸浓度达到29.47ug/ml;最适、最高、最低生长温度分别为38℃、46℃、12℃;药敏实验表明,BD-Ⅱ对四环素、氯霉素和红霉素高度敏感,而对青霉素、氨苄青霉素中度敏感,对链霉素氟哌酸和庆大霉素不敏感。通过气质联用分析该菌发酵乳所含挥发性风味物质酮类物质与各类挥发性脂肪酸总含量分别达到35.91%和52.52%,其中乙酸含量最高,占总挥发性物质质量分数36.26%,2-丁酮和2,3-丁二酮分别占14.18%、10.67%。在0至7d内,BD-Ⅱ发酵乳酸度变化不大,14d时增加至0.96%,有一定程度的后酸化现象;在pH4.0PBS缓冲溶液4℃贮存10天时从6.35×107 cfu/ml下降为5.61×106cfu/ml;将酸奶菌与BD-Ⅱ混合发酵,配合比例1:1:3、接种量3%、39℃培养条件下6h开始凝乳,比BD-Ⅱ单菌发酵缩短了4h。正交实验确定BD-Ⅱ的最佳增殖培养基组成:酶水解10%脱脂乳中加入0.5%葡萄糖,1.5%胰蛋白胨、0.3%酵母浸膏、0.1mol/LpH5.6 Na2HPO4-柠檬酸。此培养基中最大菌数8.8×109cfu/ml,分别比MRS及脱脂复原乳中提高1.35倍和0.75倍。由数学工具origin6.0,得到干酪乳杆菌在优化培养基中分批培养的生长动力学模型:N(t)=3.4088(/1+ e3.3560-0.3254t)。计算值与实验值相对误差基本在5%范围内。正交优化得到最佳冻干保护剂组合为:脱脂奶粉100g·L-1甘油30ml·L-1麦芽糊精100g·L-1海藻糖200g·L-1 L-谷氨酸钠10g·L-1。用于L.casei BD-Ⅱ冷冻干燥,其存活率达到82.2%,4.4×1010 cfu/g。冻干过程中,37℃预培养60min后以-40℃预冻3h,存活率达到了最高84.8%,活菌数4.9×1010 cfu/g,凝乳时间为13h。应用特性实验表明,冻干发酵剂比液体发酵剂产酸稍慢,24h后产酸量基本达到一致。在4℃真空条件下保藏贮存60d后,其相对存活率为59.6%含菌数达到2.9×1010 cfu/g。对BD-Ⅱ不同温度下的抗热性进行测定,通过毛细管法确定其在10%灭菌脱脂乳介质中,70℃、72℃、75℃时的D值分别为36.2s、26.5s和11.3s。研究不同热激条件对诱导提高该菌株抗热性的影响,最佳热激条件为菌龄7h时进行50℃,45min热激,60℃90s处理,存活率为0.146%,较对照提高2.11倍。喷雾干燥条件设定进风温度170℃、出风温度70℃,以20%复原脱脂乳悬浮的培养物为对照,采用脱脂奶粉22 g dL-1、甘油3%、海藻糖10%复配的抗热保护剂进行喷干时,活菌数从6.4×107cfu/g增加到1.3×108cfu/g。热激处理后的喷干发酵剂中活菌数从1.3×108cfu/g增加到1.5×108cfu/g,提高了12.8%。