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。

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。

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。

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。

高产抗菌脂肽芽孢杆菌的分离鉴定筛选及发酵工艺优化

为了筛选出高产抗菌脂肽的芽孢杆菌并确定其最佳发酵工艺条件,研究从传统发酵豆酱中分离和鉴定产抗菌脂肽芽孢杆菌菌株,通过正交试验研究了发酵接种量、发酵填液量、发酵时间、发酵温度等发酵条件对芽孢杆菌脂肽产量的影响。结果表明,从9份东北传统发酵豆酱中分离筛选得到27株芽孢杆菌,经16S rDNA鉴定,其中6株芽孢杆菌具有合成脂肽的基因sfp、fenB和ituA。通过单位菌体脂肽产量和抑菌效果测定发现,贝莱斯芽孢杆菌SN-20和解淀粉芽孢杆菌SN-46表现优异,单位菌体脂肽产量达106和72 mg,且对革兰氏阳性和阴性指示菌均有较强的抑菌效果。正交试验发现贝莱斯芽孢杆菌SN-20最佳发酵工艺为:接种量3%,发酵填液量20%,发酵时间36 h,发酵温度32℃;枯草芽孢杆菌SN-46最佳发酵工艺为:接种量2%,发酵填液量40%,发酵时间24 h,发酵温度32℃。在此条件下发酵的两株芽孢杆菌单位菌体脂肽产量优化前为106.11和76.23 mg/g,优化后分别提高了21.85%和23.84%。研究结果有效地增加了芽孢杆菌抗菌脂肽的产量。

响应面优化黄桃酵素发酵工艺及其抗氧化活性分析

该研究以炎陵黄桃为原料,酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)为发酵菌种制备黄桃酵素。以总酚含量为考察指标,通过单因素试验和响应面试验对黄桃酵素的发酵工艺条件进行优化,并对其抗氧化活性及理化指标进行检测。结果表明,最优发酵工艺条件为发酵时间4 d,发酵温度25℃,酵母菌接种量1%。在此优化工艺条件下,黄桃酵素超氧阴离子(O_(2)^(-))、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)、2,2’-联氮-二-3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸二铵盐(ABTS)自由基清除率分别为78%、80%、85%;总酸、有机酸、多糖含量分别为1.36 g/100 g、1230 mg/kg、0.46 g/100 g,均高于行业标准,且多元醇中山梨醇、甘油的含量分别为2.15 g/L、2.66 g/L,因此,通过发酵可以增添独特的风味。

玫瑰茄石榴复合果酒发酵工艺优化及挥发性香气成分分析

以石榴和玫瑰茄为原料制备玫瑰茄石榴复合果酒,通过单因素试验以及响应面试验优化玫瑰茄石榴复合果酒的发酵工艺,并采用顶空固相微萃取(HS-SPME)-气相色谱质谱联用(GC-MS)技术对其挥发性香气成分进行检测。结果表明,玫瑰茄石榴复合果酒最佳发酵工艺为玫瑰茄添加量1.0%、初始糖度22.0%、酵母接种量0.02%和发酵温度24℃;在此条件下制得的玫瑰茄石榴复合果酒,酒体丰满醇厚,呈紫红色,香味馥郁,风味良好,感官评分为90.98分,酒精度为11.6%vol。玫瑰茄石榴复合果酒共检测出91种挥发性香气成分,其中酯类47种(82.73%)、酸类9种(4.41%)、醇类11种(3.54%)、醚类1种(3.08%)、烷类3种(1.64%)、酮类4种(1.42%)、醛类1种(0.10%)、烯类3种(0.23%)。

至真方固体双向发酵工艺的建立及其药效评价

目的以中药固体双向发酵方法,建立至真方的新型发酵工艺。方法①通过文献研究拟定候选发酵菌种。对候选发酵菌种进行平板混合实验,考察各菌种间生长兼容性。采用CCK-8细胞增殖抑制实验,比较不同发酵条件下所得产物对人结直肠癌细胞(HCT-8)的半数抑制浓度(IC50),评判发酵体系的优劣,从而确定发酵菌种、发酵时长等关键发酵参数,建立发酵工艺。②通过HCT-8细胞增殖抑制率,以及巨噬细胞(RAW264.7)NO释放率和吞噬活性测定,比较至真方发酵前后的体外药效差异。结果黑曲霉和酵母菌为最优发酵菌种组合,4 d为最优发酵时长。在此发酵条件下,发酵组对HCT-8细胞的IC50为67.41μg·mL^(-1),生药组对HCT-8细胞的IC50为1032μg·mL^(-1);与生药组比较,发酵组能显著抑制RAW264.7释放炎症因子NO,并显著提升其吞噬活性。结论该研究建立了至真方固体双向发酵新工艺。在该发酵体系下,至真方的体外抗结直肠癌活性、抗炎活性和促免疫活性得到显著提升。

尾菜-玉米芯型发酵全混合日粮发酵工艺优化及营养价值分析

本试验旨在优化复合益生菌发酵尾菜-玉米芯型发酵全混合日粮(FTMR)的生产工艺参数并探究发酵对其营养成分和发酵品质的影响。以玉米芯型全混合日粮(TMR)为试验对象:1)采用单因素试验设计,设产朊假丝酵母菌、酿酒酵母、粪肠球菌、枯草芽孢杆菌、植物乳杆菌5种益生菌的32个不同组合,筛选最优菌种组合;2)采用L_(16)(3^(4))正交试验,设计3种益生菌的4个不同添加比例,筛选出最优菌种比例;3)在确定最优菌种组合和比例的基础上,设计接种量、温度和干物质含量3个因素,每个因素4个水平,采用L_(16)(3^(4))正交试验对玉米芯型FTMR生产工艺参数进行优化;4)利用水和不同尾菜(白菜尾菜和西兰花尾菜)调整发酵底物干物质含量,进行对比验证试验。发酵9 d后对发酵产物的感官指标、pH及营养成分含量进行测定,利用隶属函数法对相关指标进行综合评判。结果表明:1)最优菌种组合与比例为产朊假丝酵母菌∶酿酒酵母∶枯草芽孢杆菌=3∶3∶1,在接种量为0.4%、温度为33℃、干物质含量为55%时隶属值、粗蛋白质(CP)增加率和酸性洗涤纤维(ADF)、中性洗涤纤维(NDF)降解率最高;2)验证对比试验结果显示,与发酵前相比,添加蒸馏水、白菜尾菜和西兰花尾菜的玉米芯型TMR发酵后CP含量分别提高了10.08%、22.02%、17.55%,酸溶蛋白(ASP)含量分别提高了59.69%、29.20%、34.34%,ADF含量分别降低了12.29%、11.36%、11.76%,NDF含量分别降低了6.27%、6.57%、6.13%,营养品质得到改善;3)与添加蒸馏水的对照相比,添加白菜尾菜和西兰花尾菜的玉米芯型TMR发酵后ASP和水溶性碳水化合物(WSC)含量分别提高了13.42%、14.06%和31.17%、40.43%,说明添加尾菜可以有效提升玉米芯型FTMR的营养价值。综上所述,优化复合益生菌组合及发酵工艺参数可以有效提升尾菜-玉米芯型FTMR的营养价值。