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《北京工商大学》 2016年
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干酪乳杆菌N1115产酸特性及其在发酵乳中的应用

曹永强  
【摘要】:干酪乳杆菌是乳品加工常用的有益菌,它与嗜酸乳杆菌和双歧杆菌一起被称为“健康三益菌”。本研究对一株分离自传统自然发酵乳制品的干酪乳杆菌N1115的产酸特性进行研究,在此基础上利用该菌株研制发酵乳,并采用动物实验进一步研究了干酪乳杆菌N1115发酵乳对小鼠便秘的疗效作用:为了研究干酪乳杆菌N1115发酵产酸特性,通过Gompertz模型,对不同发酵温度、基础培养基pH和乳糖浓度时菌株的产酸动力学进行拟合分析,并对菌株的后酸化特性进行研究。结果表明,干酪乳杆菌N1115在其适宜生长温度和pH(37℃,pH5.5)条件下,当培养基乳糖浓度为5g/L时,菌株的产酸速率最高;在20℃时其生长速率降低,但产酸总量不变,表明该菌株在较大幅度低于其适宜生长温度时也具有较强的产酸能力。进一步对干酪乳杆菌N1115进行热处理和对发酵乳进行超声处理以弱化其产酸能力,结果显示,采用65℃、25s热处理菌株能够一定程度上降低发酵乳冷藏期间的产酸;140W、8min的超声处理也能有效地弱化该菌株冷藏期间的后产酸,但是发酵乳的质构欠佳。本研究还表明,干酪乳杆菌发酵除产乳酸外,主要还产乙酸和苯甲酸,影响其产酸的关键酶为乳糖酶和H+-ATPase酶。为了研究干酪乳杆菌N1115作为附属发酵剂在发酵乳加工中的应用,以脱脂乳为原料制备发酵乳,采用响应面分析方法,以干酪乳杆菌N1115接种量、菊粉添加量、发酵温度为自变量,以发酵时间、弹性因子(Elasticity Index,EI)、宏观粘度因子(Macroscopic Viscosity Index,MVI)、发酵总滴定酸度为响应值构建回归方程,结果显示,提高菊粉添加量至4%和发酵温度至45℃可以缩短发酵时间;当菊粉的添加量为2%时,提高干酪乳杆菌N1115的接种量可以促进发酵乳产酸;但是,菊粉的添加量不宜过大,过多的菊粉添加量(4%)和过高的发酵温度(45℃)会导致发酵乳的粘度和硬度降低。进一步对干酪乳杆菌N1115发酵乳功能特性的研究结果表明,利用不同剂量的干酪乳杆菌N1115发酵乳对基于盐酸咯哌丁胺建模制造小鼠便秘模型后的小鼠进行灌胃,饲喂15d后,小鼠生长状况正常,实验组小鼠的肠道推进速率显著高于对照组,且排便量均高于对照组,其中高剂量组甚至接近空白组。进一步对小鼠粪便中的短链脂肪酸进行分析,结果发现实验组中的有机酸含量及种类均显著高于对照组,对小鼠肠道进行生理分析发现,实验组中的肠间质细胞数量显著高于对照组。因此,干酪乳杆菌N1115发酵乳对小鼠便秘具有一定的改善作用。
【关键词】:干酪乳杆菌N1115 产酸 产酸关键酶 发酵乳 功能特性
【学位授予单位】:北京工商大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TS252.54
【目录】:
  • 摘要4-5
  • Abstract5-10
  • 第1章 绪论10-16
  • 1.1 干酪乳杆菌的概述10-11
  • 1.1.1 干酪乳杆菌的定义10
  • 1.1.2 干酪乳杆菌的分类及来源10
  • 1.1.3 干酪乳杆菌的益生特性10-11
  • 1.2 干酪乳杆菌的产酸及关键酶11-12
  • 1.2.1 产酸动力学研究及产酸11
  • 1.2.2 影响产酸关键酶11-12
  • 1.3 弱化干酪乳杆菌后酸化的策略12
  • 1.4 益生菌在发酵乳加工中的应用研究12-13
  • 1.4.1 我国益生菌发酵乳的研究背景12
  • 1.4.2 菊粉在发酵乳中的应用12-13
  • 1.4.3 光学法微流变仪在乳品检测中的应用13
  • 1.5 干酪乳杆菌N1115发酵乳的功能特性研究13-14
  • 1.5.1 小鼠便秘造模方法13
  • 1.5.2 ICC对肠道蠕动的作用13-14
  • 1.5.3 益生菌发酵乳治疗便秘的机理14
  • 1.6 本课题的研究目的与研究内容14-16
  • 1.6.1 本课题的研究目的意义14-15
  • 1.6.2 本课题的研究内容15-16
  • 第2章 干酪乳杆菌N1115的产酸特性研究16-32
  • 2.1 材料与仪器16-17
  • 2.1.1 实验材料与试剂16
  • 2.1.2 实验仪器与设备16-17
  • 2.2 实验方法17-18
  • 2.2.1 培养基配方17
  • 2.2.2 温度对发酵过程培养基OD值和pH的影响17
  • 2.2.3 初始pH对发酵过程培养基OD值和pH的影响17
  • 2.2.4 乳糖浓度对发酵过程培养基OD值和pH的影响17
  • 2.2.5 温度对干酪乳杆菌N1115产酸及产酸关键酶活性的影响17
  • 2.2.6 超声处理对干酪乳杆菌N11115产酸及产酸关键酶活性的影响17
  • 2.2.7 干酪乳杆菌N11115产酸及产酸关键酶活性的测定17-18
  • 2.2.8 Gompertz模型拟合产酸曲线及发酵曲线18
  • 2.2.9 数据处理18
  • 2.3 结果与分析18-31
  • 2.3.1 不同温度对菌株生长及产酸特性的影响18-20
  • 2.3.2 不同初始pH对菌株生长及产酸速率的影响20-22
  • 2.3.3 不同碳源浓度对菌株生长及产酸速率的影响22-24
  • 2.3.4 热处理对干酪乳杆菌N1115后产酸的影响24-28
  • 2.3.5 超声处理对干酪乳杆菌N1115后产酸的影响28-31
  • 2.4 本章小结31-32
  • 第3章 干酪乳杆菌N1115在发酵乳加工中的应用32-41
  • 3.1 材料与设备32
  • 3.1.1 实验材料与试剂32
  • 3.1.2 实验仪器与设备32
  • 3.2 实验方法32-34
  • 3.2.1 工艺流程32
  • 3.2.2 发酵乳的制备32-33
  • 3.2.3 响应面设计及数据分析33
  • 3.2.4 发酵乳不同指标的测定33-34
  • 3.2.5 数据分析34
  • 3.3 结果与分析34-40
  • 3.3.1 实验模型的建立与显著性分析34-36
  • 3.3.2 响应面法优化发酵时间36-37
  • 3.3.3 响应面法优化总滴定酸度37-38
  • 3.3.4 响应面法优化流变学特性38-40
  • 3.4 本章小结40-41
  • 第4章 干酪乳杆菌N1115发酵乳的功能特性41-53
  • 4.1 材料与仪器41-42
  • 4.1.1 材料与试剂41-42
  • 4.1.2 实验仪器42
  • 4.2 实验方法42-44
  • 4.2.1 溶液的配制42
  • 4.2.2 含不同干酪乳杆菌活菌数发酵乳的制备42
  • 4.2.3 动物实验分组及造模42-43
  • 4.2.4 小鼠指标测定43
  • 4.2.5 肠道推进实验43-44
  • 4.2.6 组织切片染色44
  • 4.2.7 免疫组化44
  • 4.2.8 数据分析44
  • 4.3 结果与讨论44-51
  • 4.3.1 实验过程中小鼠体重变化及平均进食量和进水量44-46
  • 4.3.2 实验过程中小鼠肠道推进率46
  • 4.3.3 末次灌胃后小鼠粪便量结果46-47
  • 4.3.4 小鼠粪便pH值的变化47-48
  • 4.3.5 小鼠粪便短链脂肪酸种类及浓度48-49
  • 4.3.6 组织切片49-50
  • 4.3.7 免疫组化50-51
  • 4.4 本章小结51-53
  • 第5章 结论与展望53-55
  • 5.1 结论53
  • 5.2 展望53-55
  • 参考文献55-58
  • 在学期间发表的学术论文与研究成果58-59
  • 致谢59

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