【文章內(nèi)容簡介】 發(fā)酵酸奶 離心分離 細胞保護劑酸奶酒真空包裝 酸奶飲料工藝流程巴氏殺菌奶 過濾回收 開菲爾粒發(fā)酵 開菲爾 純種培養(yǎng) 菌種分離鑒定 菌種復(fù)合 復(fù)合菌種發(fā)酵液 發(fā)酵液濃縮 選擇與添加菌種保護劑 冷凍干燥 發(fā)酵劑 成品(真空包裝)技術(shù)關(guān)鍵的解決方案1）、培養(yǎng)高活性高密度開菲爾復(fù)合發(fā)酵劑模仿開菲爾粒形成生態(tài)環(huán)境，用分離后的復(fù)合菌組發(fā)酵巴氏殺菌乳，考慮到開菲爾發(fā)酵過程中發(fā)酵液品質(zhì)受發(fā)酵時間、溫度、接種量的影響，所以培養(yǎng)從中分離的菌種選用三水平三因素做正交實驗[L9(34)]。三因素分別為溫度、接種量和時間，正交實驗設(shè)計見表1。正交表中的數(shù)據(jù)由單因素決定的。表1 開菲爾復(fù)合發(fā)酵發(fā)酵工藝條件實驗因素水平表水平 因素 發(fā)酵溫度(℃) 接種量(%) 發(fā)酵時間(h)1 22 1 362 25 3 483 28 5 52通過正交實驗確定復(fù)合菌組發(fā)酵最佳條件。2)、如何保留凍干制劑中細胞的活性真空冷凍干燥是生產(chǎn)微生物制品最理想的方法之一，但微生物細胞在真空冷凍干燥過程中容易受到冷凍傷害和干燥傷害等，降低細胞存活率。在凍干過程中保護劑的選擇、凍干方法、菌種菌齡等因素對凍干制劑活性的保留起至關(guān)重要的作用。保護劑對凍干的影響在冷凍過程中，細胞因冷凍、脫水和高濃度鹽類干擾而引起損壞，如細胞膜的選擇性破壞等，加入保護劑是防止冷凍損害更為有效的方法。冷凍保護劑可分為兩種：一是小分子量的化合物如氨基酸、有機酸、低分子量的糖類和糖醇類等：二是大分子物質(zhì)如蛋白質(zhì)、多糖、聚乙烯吡咯烷酮和其他的合成聚合物等。凍干過程中選擇合適的大分子與小分子保護劑配合使用，會加速干燥和維持保存期間較高的細胞存活率。冷凍干燥過程對凍干制劑細胞活性的影響A、預(yù)凍階段：預(yù)凍體現(xiàn)在預(yù)凍溫度和預(yù)凍速率兩個參數(shù)上a、 預(yù)凍溫度有關(guān)對乳酸菌的研究認為，對活性物質(zhì)影響較大的溫度是40℃或以上，而低于40℃，溫度對樣品的影響就很小，所以在樣品溫度降到40℃前的控制是非常重要的。樣品冷凍時，隨著懸浮溶液中所含化合物、盛放懸液所用容器的形狀及冷凍時所采用的冷凍速率的不同，冷凍的樣品所形成冰晶的結(jié)構(gòu)、形狀、大小及冰晶的排列等特性也不盡相同，這些特性會影響凍干后細胞的存活率，而晶體的結(jié)構(gòu)對樣品的干燥速率同時對最終樣品的結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定性和溶解性都會產(chǎn)生重大的影響。b、預(yù)凍速率當細胞懸液冷凍的速率較低時，細胞內(nèi)游離水大部分滲透到細胞外凍結(jié)，這種凍結(jié)方式稱為“胞外凍結(jié)”，對保存細胞活性有利。當細胞懸液冷凍的速度過高時，細胞內(nèi)的游離水來不及外滲就在細胞內(nèi)凍結(jié)了，這種冷凍方式稱為“胞內(nèi)凍結(jié)”。胞內(nèi)凍結(jié)形成的冰晶會對細胞產(chǎn)生傷害，所以凍干時采用緩慢凍結(jié)。B、干燥階段干燥對細胞存活率的影響主要集中在干燥的第二階段。凍干樣品中殘存5%左右的水分對于維持細胞結(jié)構(gòu)和胞內(nèi)大分子穩(wěn)定性是必要的。干燥時樣品表面失水較快，容易使樣品局部過干，破壞生物大分子的水分子保護層，這不僅會損壞生物細胞的生物活性，而且還會導(dǎo)致脂類或蛋白質(zhì)的氧化反應(yīng)，產(chǎn)生自由基，影響細胞活性。為了使樣品均勻干燥，降低樣品厚度，增大干燥表面積可改善干燥效果。另外采用適度的真空度和較高的板層溫度(但不能使樣品熔化)比用高真空、低溫度時冰晶升華速度快，減輕樣品的過干程度。菌種菌齡對凍干的影響細菌抗凍干能力因?qū)?、種甚至菌株的不同而異。例如鏈球菌屬抗凍干能力較強，而明串珠菌和乳桿菌對凍干的抵抗能力較差。細菌應(yīng)在稍低于最適生長溫度的最適培養(yǎng)基中培養(yǎng)，因為以繁殖速度最快的最適溫度培養(yǎng)時，細胞的死亡速率比生長速率對溫度變化更為敏感。此外菌體收獲時期也很重要，對數(shù)期的細胞很脆弱，而處于對數(shù)末期、平衡期前期的細胞對凍干的耐受力強。3)、功能菌組的復(fù)合及高活性培養(yǎng)由于開菲爾中每一純種發(fā)酵產(chǎn)物生物活性和營養(yǎng)價值不同，利用不同發(fā)酵菌種生物活性和發(fā)酵性能互補性和增效性，將分離出來的純種發(fā)酵后的混合液或純種混合后發(fā)酵的發(fā)酵液制成凍干制劑。用此類發(fā)酵劑可以發(fā)酵生理功能優(yōu)良的奶飲料，但因分離出的發(fā)酵純種脫離開菲爾粒的共生環(huán)境，表現(xiàn)出和開菲爾不一樣的生物活性。本研究通過復(fù)合后的發(fā)酵劑發(fā)酵巴氏殺菌乳，發(fā)酵完畢通過評價發(fā)酵奶的品質(zhì)來確定復(fù)合發(fā)酵劑的活性及開菲爾純種在復(fù)合發(fā)酵劑中的最佳組成、比率和接種量。 (六)、技術(shù)風險分析純種復(fù)合制劑對奶制品的影響以往對開菲爾的理論研究，基本上被“神奇”開菲爾粒中的菌相所吸引，熱衷于開菲爾粒中菌種的分離鑒定與成粒機理及其對腫瘤作用等方面的研究，而忽視了開菲爾粒中菌相之間的相互作用及共生關(guān)系的研究，致使純培養(yǎng)發(fā)酵劑的研究缺乏明確的科學理論指導(dǎo)。由于傳統(tǒng)的開菲爾工作發(fā)酵劑的制備，一旦不使用開菲爾原粒，就無法繼續(xù)增殖、傳代，即使采用增殖后的開菲爾原粒的濾液制備工作發(fā)酵劑，不僅連續(xù)傳代時活力不穩(wěn)定，而且也易發(fā)生雜菌污染或因開菲爾原粒共生菌群失衡，而使發(fā)酵乳制品的風味等品質(zhì)性能下降，因此在研制純培養(yǎng)和復(fù)合培養(yǎng)時，要充分考慮可能遇到的失活、染菌和菌群失衡等風險因素。如何保持發(fā)酵制劑凍干后活性冷凍干燥是生產(chǎn)和保存微生物制劑最理想的方法之一，但微生物細胞在冷凍干燥過程中容易產(chǎn)生冷凍和干燥傷害等，降低細胞存活率，影響細胞的活性。另外保護劑種類、凍干方法、菌種菌齡等因素也影響著細胞的凍干存活率，而國內(nèi)對開菲爾發(fā)酵劑凍干工藝研究相對較少，無成功經(jīng)驗借鑒，所以需通過多次實驗來確定嚴格的凍干工藝。 (七)、分年度的工作內(nèi)容、目標研究開發(fā)的年度計劃及年度目標表研究開發(fā)的年度計劃及年度目標安排表起止時間 研究內(nèi)容 目標20072001220079 Kefir菌種的分離 分離到35株功能菌株2001012 微生物菌種的鑒定 鑒定出分離到的功能菌株20012001220012003 純種發(fā)酵 摸索發(fā)酵最佳條件20042006 復(fù)合菌種的發(fā)酵 濃度1011cfu/mg,活性1g＞100U20072009 凍干發(fā)酵劑的研究 活性保持率＞95%2001020012 發(fā)酵酸奶 開發(fā)出3種新型奶飲品2001月份 2001 結(jié)題 申請專利2項(八)、申請單位、合作申請單位及主要人員的分工申請單位：南昌泰康食品科技有限公司；合作單位：南昌大學生命科學學院食品科學教育部重點實驗室。課題組主要成員及分工表課題組主要成員情況及課題研究分工姓 名年齡職務(wù)職稱畢業(yè)院校學歷(專業(yè))分工馬小明33總經(jīng)理南昌大學本科(食品科學)資源配置曾友明30經(jīng)理南昌大學碩士(食品科學)菌種分離段學輝47教授南昌大學博士(生物化工)實驗指導(dǎo)曾文兵26工程師南昌大學碩士(食品科學)凍干研究羅武全32工程師宜春學院本科(藥物化學)凍干研究楊東財27工程師華南熱帶農(nóng)業(yè)大學本科(生物工程)酸奶發(fā)酵徐江林25工程師南昌大學本科(食品科學)分析檢測游慧英23工程師江西農(nóng)業(yè)大學本科(生物化學)動物實驗(九)、組織及管理的運行機制全面實行項目的合同制，實現(xiàn)項目科研組織和管理的良性循環(huán)；本項目依托南昌大學重點實驗室為技術(shù)指導(dǎo)，由其對該重點實驗室進行日常的管理和后勤保障。項目設(shè)有獨立財務(wù)，撥出專項開發(fā)資金。經(jīng)費僅用于開發(fā)研究與儀器設(shè)備的添置、更新、維護；公司成立了項目開發(fā)小組，以南昌大學為指導(dǎo)機構(gòu)，其主要職能是協(xié)助公司決定項目的研究方向，審定研究課題，指導(dǎo)項目實施過程中的技術(shù)關(guān)鍵等；公司實行課題中長期研發(fā)和生產(chǎn)計劃相結(jié)合，成立專門的監(jiān)督小組，定期對項目的實施進行監(jiān)督和驗收，實現(xiàn)當前和中長期計劃的良性互動；對于本課題，原則上統(tǒng)一收取課題經(jīng)費的10%作為實驗室的管理費；加強合作，項目實施過程中采用國內(nèi)外先進的儀器，借鑒國內(nèi)外成功經(jīng)驗，努力把課題做到國際領(lǐng)先水平；積極接受國家科技部門的監(jiān)督和建議，遵守合同，把課題完成時間盡量縮短。(十)、