生防枯草芽孢杆菌Czk1固体发酵工艺条件优化

枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)Czk1是一株具广谱拮抗、促生和诱导植株产生抗病性的根际益生菌。为了全面资源化利用农业废弃物中的有机养分和促进对植物土传病害的生物防治,本研究以Czk1为研究对象,以鸡粪为底肥,分别利用玉米秸秆、菌糠、椰糠堆肥为原料,采用液固两相发酵工艺,以稀释平板菌落计数法测定活菌总数和芽孢数,经过单因素和正交试验方法,明确Czk1固体发酵物料的配方、工艺参数和培养条件。得出Czk1固体发酵的最优条件:最佳原料为菌糠鸡粪堆肥,Czk1接种重量为10%,黄豆粉添加量为10%,含水量为40%,发酵温度为37℃,翻抛1次/72h,在此条件下,Czk1菌株中的芽孢活菌数量总量可以达到8.63×10^(8)CFU/g,芽孢数为8.37×10^(8)CFU/g。其次,发酵效果较佳的原料为秸秆鸡粪堆肥,Czk1接种量为10%,添加5%黄豆粉,40%含水量,发酵温度为37℃,翻抛1次/72 h,此条件下,Czk1接种菌株中的活菌数量总量可达到6.53×10^(8)CFU/g,芽孢数为5.97×10^(8)CFU/g;另外,在此配方条件下再添加30%菌糠,Czk1菌株的活菌数量总量及芽孢数分别可达到8.70×10^(8)CFU/g和6.90×10^(8)CFU/g。4种发酵生物肥原料的理化性质测定表明,其有机质含量、碳氮比均有较大差异,其中以鸡粪为原料其pH、全磷和全钾含量均最高,碳氮比最低,氮、磷、钾总含量均高于秸秆、椰糠和菌糠;秸秆为原料其电导率、有机质含量最高;椰糠为原料其全氮含量最高,菌糠为原料碳氮比最高。不同鸡粪与菌糠、秸秆及椰糠组合的生物有机肥的种子发芽指数均大于80%。因此,枯草芽孢杆菌Czk1具有良好的开发利用价值,选择合适的发酵生产条件可将农业废弃物制备出高质量的生物有机肥。

模糊数学综合评价结合响应面法优化竹笋汁饮品发酵工艺

该研究以清水竹笋罐头生产过程中产生的清水为原料,以发酵乳杆菌(Lactobacillus fermentium)与红茶菌为菌种复合发酵制备竹笋汁饮品。利用单因素试验、模糊数学综合评价结合响应面法对其发酵工艺进行优化,并对其理化指标、微生物指标及抗氧化性进行检测分析。结果表明,竹笋汁饮品的最佳发酵工艺为:红茶菌添加量6%、发酵温度25℃、发酵时间2.5 d。在此优化条件下,竹笋汁饮品的色泽均匀,呈浅黄色的基底液,其感官评分为85.24分,固形物含量为6.13 g/L,pH为3.38,总糖含量为0.16 g/L,总酸含量为41.33 g/L,总酚含量为7.74 mg/L,总黄酮含量为0.066 mg/m L;益生菌活菌数为3.5×107CFU/g,大肠菌群、沙门氏菌及霉菌未检出,说明其理化指标及微生物指标均符合T/CASME 435—2023《益生菌发酵植物饮料》。竹笋汁饮品对1,1-二苯基-2-苦基肼(DPPH)自由基清除率为64.03%,羟自由基(·OH)清除率为46.62%,说明其具有一定的抗氧化能力。

甘草柑橘皮果醋发酵工艺研究

以柑橘皮为主料,甘草为辅料,采用液态发酵法制备甘草柑橘皮果醋。先以总黄酮含量为指标,在单因素试验的基础上通过响应面法优化酒精液制备工艺;再在最佳酒精液制备条件下,以总酸含量和感官评分为指标,通过响应面法优化果醋制备工艺,并对其理化及微生物指标进行分析。结果表明:酒精液最佳工艺参数为酵母菌接种量0.5%(以原料液体积为基准)、原料液糖度16%、发酵时间9 d,在此条件下果醋总黄酮含量为5.37%。最佳果醋制备参数为醋酸菌接种量2.0%(以酒精液体积为基准)、发酵温度35℃、初始乙醇体积分数8.5%、发酵时间9 d,在此条件下果醋总酸含量为5.61 g/100 mL,感官评分为8.74,微生物指标符合相关标准要求。

响应面法优化黑苹果发酵工艺及其抗氧化活性评价

该研究以苹果为原料,采用发酵粘液乳杆菌(Limosilactobacillus fermentum)与嗜热链球菌(Streptococcus thermophilus)混合发酵制备黑苹果,通过单因素试验和响应面试验优化黑苹果最佳发酵工艺,系统探究了接种量、混菌比例、发酵温度和相对湿度对黑苹果的颜色参数、褐变程度(A420 nm值)、类黑精含量、总酚含量、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基清除能力和铁离子还原/抗氧化能力(FRAP)的影响。结果表明,黑苹果最佳发酵工艺为发酵粘液乳杆菌与嗜热链球菌比例1.5∶1.0,混菌接种量7.5%,相对湿度54%,发酵温度56℃。在此优化条件下,黑苹果的类黑精含量为189.64 g/kg,DPPH自由基清除能力34.24μmol Trolox/g,FRAP值为31.09μmol Trolox/g,分别比未发酵的新鲜苹果提高了8.87倍、4.15倍和6.41倍。综上,黑苹果的类黑精含量及抗氧化活性显著增加。

艾草固态发酵工艺优化及其对PRRSV抑制作用研究

为研究艾草作为饲料添加剂对猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)的抑制作用,首先筛选适合艾草固态发酵的益生菌菌株,优化其发酵工艺后,研究其有效成分的变化及抗病毒作用。以最小抑菌浓度(MIC)与最小杀菌浓度(MBC)为检测指标,筛选出适合艾草固态发酵的益生菌菌株为乳酸片球菌。以乳酸片球菌活菌数为指标,采用单因素试验与响应面分析,优化艾草固态发酵工艺,并对艾草固态发酵产物进行成分测定及细胞毒性分析。结果显示,艾草最佳固态发酵工艺为料水比1∶0.95、接种量7%、发酵时间41 h、温度28.6℃;固态发酵后艾草总黄酮含量提高15.3%,总多酚含量提高22.4%,总多糖含量降低38.1%,粗纤维含量下降1.69百分点,对细胞毒性降低50%。将固态发酵前后的艾草提取物加入到感染PRRSV的Marc145细胞中,72 h后利用免疫过氧化物酶单层细胞试验(IPMA)和实时荧光定量PCR(qPCR)检测PRRSV增殖情况,当艾草质量浓度为0.625~1.25 mg/mL时,固态发酵组对PRRSV的抑制作用高于未发酵组,病毒载量从9.24×10^(6)拷贝/μL下降至7.90×10^(3)拷贝/μL。以上研究结果表明,艾草固态发酵后有效成分得到充分释放,抗病毒作用增强。

短乳杆菌M-10产胞外多糖的发酵工艺优化

该研究以分离自晋西北酸粥、并能产生胞外多糖(EPS)的短乳杆菌(Levilactobacillus brevis)M-10为研究对象,采用MRS培养基,在优化碳源、氮源的基础上,通过单因素试验和响应面试验,对短乳杆菌M-10产EPS的发酵工艺进行优化。结果表明,发酵温度对短乳杆菌M-10产EPS影响极显著(P<0.01),接种量对短乳杆菌M-10产EPS影响显著(P<0.05)。最佳发酵工艺为发酵温度36℃,发酵时间45 h,初始pH值6.2,接种量1.0%(V/V)。在此优化条件下,EPS产量为(2.54±0.13)g/L,比优化前提高了2.42倍。

苹果幼果-红薯复合果粮醋发酵工艺优化及品质分析

文章以苹果幼果与红薯为原料,采用单因素试验与响应面试验确定苹果幼果-红薯复合果粮醋醋酸发酵的最佳工艺;在此基础上,比较分析发酵前(苹果幼果-红薯复合果粮汁)、发酵后(苹果幼果-红薯复合果粮醋)以及市售苹果醋的抗氧化能力;采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用法(HS-SPME-GC-MS)检测发酵前(苹果幼果-红薯复合果粮汁)、发酵后(苹果幼果-红薯复合果粮醋)以及市售苹果醋的挥发性风味物质。结果表明,醋酸发酵的最佳工艺为醋酸菌接种量10%、初始酒精度7%、发酵温度31℃。与苹果幼果-红薯复合果粮汁、市售苹果醋相比,苹果幼果-红薯复合果粮醋具有较强的抗氧化能力,挥发性风味物质更丰富,酸类、酯类物质的种类和含量显著更高。该研究可为苹果幼果-红薯复合果粮醋的开发提供数据支撑。

藜麦—蓝靛果复合汁发酵工艺及其上清液抗氧化与抗疲劳作用研究

[目的]优化藜麦—蓝靛果复合汁发酵工艺,开发营养价值高的抗运动疲劳食品。[方法]以黑藜麦和蓝靛果为原料,酵母菌复配乳酸菌协同发酵,通过单因素及正交试验优化复合发酵汁发酵工艺条件,并基于动物试验深入探究其对小鼠抗运动疲劳的作用。[结果]藜麦—蓝靛果复合汁最佳发酵工艺条件为:初始pH 4.0,发酵时间32 h,发酵温度37℃,白砂糖添加量8%,发酵产物中超氧化物歧化酶的活力为253.49 U/mL。体外抗氧化试验表明,藜麦—蓝靛果复合汁发酵上清液具有较强的抗氧化作用且抗氧化性与其浓度成正比。动物试验结果表明,不同剂量的藜麦—蓝靛果复合汁发酵上清液均延长了小鼠负重力竭游泳时间,显著降低了血清中尿素氮等指标,并使肝糖原和肌糖原储备显著增加(P<0.05)。[结论]最优发酵条件下的藜麦—蓝靛果复合汁发酵上清液抗氧化性强,并且可以提高小鼠机体运动耐力。

“发酵工艺综合实验”的教学模式改革

结合现阶段“发酵工艺综合实验”教学,发现过程中存在学生主观能动性不高、实践中不熟悉工艺流程等问题,对现有教学模式提出建议,采用虚拟仿真、翻转课堂、工厂见习等教学方法,以期调动学生实验主观能动性,全方位培养学生,提升教学效果。

一株耐高温β-胡萝卜素降解菌的筛选及发酵工艺优化

以提升烟叶香韵为目的,对4株产香酵母菌进行发酵培养,通过产香感官评价、酶活分析、烟叶发酵成分分析(GC-MS法),筛选得到1株β-胡萝卜素降解产香酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)SC35。方法:①4株酵母菌发酵产香效果感官评价;②CS35菌株β-胡萝卜素降解效果分析、样品萃取及GC-MS靶向测试分析;③酶活测定、酶促反应体系研究;④菌株SC35发酵工艺优化及响应面优化。SC35在70℃高温环境下能有效加速β-胡萝卜素的降解,降解产物为1,3-环己二酮、氧化异佛尔酮、β-紫罗兰酮等,通过单因素试验和响应面法优化菌株SC35的最佳培养基配方中各组分添加量依次为葡萄糖2.01%,NaNO20.20%,K2HPO40.10%,MgSO40.05%,FeSO4·7H2O 0.001%,KCl 0.05%;最佳发酵条件为发酵温度27.65℃,发酵时间72 h,接种量0.99%,摇床转速140 r/min,装液量100 mL/250 mL,pH值5.5(自然)。采用优化后发酵工艺SC35粗酶液降解效率可达86%以上。

驼酸奶发酵工艺影响因素及优化策略

驼酸奶是一种以驼奶为原料经过发酵而制成的乳制品,营养价值较高。微生物种群、发酵温度和时间、原料处理、发酵环境等因素会影响驼酸奶的风味、质地和营养成分等。选择适宜的菌株,合理控制发酵时间与温度,优化原料处理,保证发酵环境清洁、卫生等,能够显著提升驼酸奶的风味和营养价值。未来,随着技术的不断进步,驼酸奶发酵工艺将得到进一步优化,从而为其大规模生产和市场推广奠定坚实基础。

甜瓜酸奶发酵工艺优化及其品质分析

该研究以纯牛奶和甜瓜汁为原料制备甜瓜酸奶,以酸度、持水力和感官评分为考察指标,在单因素试验的基础上采用响应面法对甜瓜酸奶的发酵工艺进行优化,并对其贮藏特性、抗氧化活性、流变特性、微观结构以及挥发性风味成分进行分析。结果表明,甜瓜酸奶的最佳发酵工艺条件为:甜瓜汁添加量7%,赤藓糖醇添加量7%,发酵时间8 h,接种量0.3%。在此优化条件下,甜瓜酸奶酸度为82.62°T,持水力为81.13%,感官评分为90.70分。在贮藏21 d后,甜瓜酸奶的感官评分、酸度、持水力分别为73.0分、88.4°T、68.2%;甜瓜酸奶具有均一、连续、紧密蛋白质网络结构和更好的流变性能;共检出33种挥发性风味成分,包括7种醇类、9种酯类、7种醛类、4种酮类、2种酸类和4种其他类化合物,相对含量分别为19.64%、28.43%、27.70%、11.69%、9.18%、3.36%。甜瓜汁的添加能改善酸奶的品质,赋予酸奶甜瓜香气。

鱼类肠道益生地衣芽孢杆菌FA6发酵工艺的响应面法优化

研究以地衣芽孢杆菌FA6活菌数为指标,采用单因素实验和响应面法实验优化了地衣芽孢杆菌FA6发酵培养基和发酵条件,获得了地衣芽孢杆菌FA6最佳发酵培养基:70 g/L可溶性淀粉、40 g/L酪蛋白胨、2 g/L K2HPO4、1 g/L KH_(2)PO_(4)、2 g/L Na_(2)HPO_(4)、2 g/L MgSO_(4)和8 g/L NaCl;以及最佳发酵条件:初始pH 7.0、接种量1%、发酵温度28.8℃、发酵时间31h、装液量50 mL/250 mL和转速160 r/min。在此发酵培养基和发酵条件下,地衣芽孢杆菌FA6活菌数为7.97×10^(9)CFU/mL,较优化前提高了8.1倍。最佳发酵工艺的获得,将能够为鱼源芽孢杆菌的高密度生产,产业化应用提供基础。

响应面法优化辣椒红酸汤的配方及接种发酵工艺

以鲜辣椒为主要原料制作辣椒红酸汤,以总酸含量和感官评分为考察指标,优化了辣椒红酸汤的原辅料配方,即植物乳杆菌与肠膜明串珠菌的比例为1∶2,大蒜添加量为7%,食盐添加量为6%,生姜添加量为3%。在此基础上,对辣椒红酸汤发酵温度、发酵时间、菌种添加量进行响应面优化,确定辣椒红酸汤的最佳发酵工艺条件。结果表明,辣椒红酸汤的最佳工艺条件为组合菌种接菌量4%、发酵温度28℃、发酵时间15 d。在此工艺条件下辣椒红酸汤的总酸含量达到8.31 g/kg,所得辣椒红酸汤色泽红艳,酸咸适中,感官评分最高,达8.68。

番茄酵素发酵工艺优化及营养成分变化分析

以番茄为原料,植物乳杆菌为发酵菌种,超氧化物歧化酶(SOD)和总酸为评价指标,采用单因素试验和Box-Behnken试验优化番茄酵素的发酵工艺,并分析监测番茄酵素发酵过程中营养成分和相关酶活性变化。结果表明,在最佳接种量0.3%、发酵温度37℃、初始pH值5.5、发酵时间40 h的条件下,番茄酵素SOD活性达147.63 U/g,总酸含量为48.60 g/kg。发酵过程中,pH值和可溶性固形物含量均随着发酵时间的增加而持续下降,总酸含量持续上升,还原糖、总酚含量及SOD活性、脂肪酶活性均先上升后下降,番茄红素含量先持续下降后上升再下降;同时对各营养成分与酶活性进行相关性分析,结果表明各营养成分之间存在一定相关性。

响应面法优化百香果艾尔精酿啤酒发酵工艺

以大麦芽、小麦为主要原料,百香果汁为辅料制备百香果艾尔精酿啤酒。选择大麦芽与小麦质量比、酒花添加量、百香果汁添加量、酵母添加量和主发酵温度为影响因素,探究各单因素对精酿百香果艾尔精酿啤酒发酵特性及感官评价的影响,进而通过响应面试验优化百香果艾尔精酿啤酒生产工艺。结果表明,最优发酵工艺条件为大麦芽与小麦质量比1∶1,酒花添加量0.5 g/L,百香果汁添加量50 g/L,酵母添加量8%,主发酵温度24℃。在此优化条件下,百香果艾尔精酿啤酒果香明显,风味协调,泡沫细腻,感官评分为93分。

红枣蒸馏酒原酒发酵工艺优化及品质分析

以干红枣为原料发酵制备红枣果酒,进而蒸馏获得红枣蒸馏酒,对红枣原酒发酵工艺进行优化及品质分析,探讨酒精度和甲醇含量在发酵阶段和蒸馏阶段随发酵温度、干酵母接种量及初始糖度的变化规律。结果表明,在单因素试验基础上,通过拟合方程得到最佳红枣原酒发酵工艺为发酵温度24℃、酵母接种量0.71 g/L、初始糖度22°Bx。在此优化条件下,甲醇含量为1.71 g/L,酒精度为12.51%vol。在蒸馏过程中,酒精度从66.2%vol逐渐下降直至为0,而甲醇含量从1.69 g/L增加至最大值5.05 g/L,随后迅速降低。采用拟合方程可描述蒸馏酒液收样体积与酒液中酒精度及甲醇对应的函数关系。红枣蒸馏酒酒体澄清透明,具有明显的枣香,独特的风格,感官评分为92分,甲醇含量为1.90 g/L,酒精度54.7%vol,酒精回收率73.0%。

聚羟基脂肪酸酯生产菌种及发酵工艺研究进展

首先对聚羟基脂肪酸酯(PHAs)发酵菌种的选育情况及发酵特性进行比较全面的介绍,对已报道过的发酵工艺进行系统性综述、比较及分析。最后,归纳目前利用微生物发酵生产PHAs存在的问题,并对PHAs发酵菌种及工艺的未来发展趋势及重点研究方向进行展望。

酸马奶变温发酵工艺优化及其品质分析

该研究以鲜马奶为原料制备酸马奶,以感官评分为响应值,在单因素试验基础上,通过响应面试验对酸马奶变温发酵工艺进行优化,并对酸马奶的品质进行分析。结果表明,酸马奶的最佳变温发酵工艺为接种量4%、瑞士乳杆菌(Lactobacillus helveticus)MX6与马克思克鲁维酵母菌(Kluyveromyces marxianus)ML25接种比例1∶2、初发酵温度37℃、初发酵时间6 h,变温发酵时间30 h,总发酵时间相比主流发酵工艺缩短了12 h。在此最优工艺条件下,酸马奶的感官评分为92.8分、蛋白质含量为(1.75±0.04)g/100 g、脂肪含量为(1.42±0.11)g/100 g、酸度为(121.5±4.7)°T、酒精度为(1.4±0.26)%vol、瑞士乳杆菌MX6的活菌数为4.56×109 CFU/mL、马克思克鲁维酵母菌ML25活菌数为3.27×107 CFU/mL,均符合地方标准。从酸马奶中共检测出29种挥发性风味物质,其中酯类物质含量最高,是酸马奶中重要的风味物质。该研究结果缩短了传统酸马奶发酵时间,为其产业化生产提供了一定的理论基础。

大肠杆菌产L-酪氨酸发酵工艺优化

L-酪氨酸是一种重要的必需氨基酸,属于芳香族氨基酸,在医药、食品、化工中被广泛应用。该研究以基因工程菌大肠杆菌(Escherichia coli)TY03菌株为L-酪氨酸生产菌,通过单因素和响应面实验研究发酵过程中接种量、发酵温度、溶氧量、发酵pH值和发酵时间对L-酪氨酸产量的影响,确定适宜的发酵工艺。最终确定发酵过程中pH控制为6.8,溶氧31.2%,发酵温度35.8℃,在此条件下发酵24 h,L-酪氨酸产量最高达到42.0 g/L。该研究确定了菌株TY03产L-酪氨酸适宜的发酵工艺,同时为微生物发酵法生产L-酪氨酸提供了一定的理论基础。