学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

液芯胶囊制备特性研究及在牛奶连续接种中的应用

作　者: 张志辰
导　师: 周剑忠；董明盛
学　校: 南京农业大学
专　业: 发酵工程
关键词: 液芯胶囊高密度培养连续接种
分类号: TS252.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 8次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

发酵乳制品的生产已经进入大规模工业化集中化阶段,产业化生产与发酵剂生产技术的提高密切相关。无论是天然型发酵剂、传统继代型发酵剂还是高度浓缩型的直投式发酵剂,它们都只能用于间歇性的生产,无法进行连续发酵,限制了生产效率的进一步提高。固定化技术特别是生物微胶囊技术的迅速发展为酸奶连续接种提供了一条崭新的途径。本文对液芯微囊化乳酸菌进行研究,综合考察液芯胶囊的性质,筛选出性能良好的胶囊,进行乳酸菌的高密度培养,最后进行酸奶的连续接种生产。主要研究结果如下：1、对影响液芯胶囊机械强度的4个因素进行了研究,包括壳聚糖浓度、硬化用氯化钙浓度、成膜氯化钙浓度、海藻酸钠浓度。通过单因素试验和正交试验得出制备高强度液芯胶囊的最佳浓度条件是：壳聚糖浓度0.30%,硬化用氯化钙浓度6.00%,成膜用氯化钙浓度6.00%,海藻酸钠浓度0.90%。以葡萄糖、PEG2000、溶菌酶、牛血清白蛋白(BSA)为底物,分别考察它们从溶液向胶囊Ⅰ、胶囊Ⅱ、胶囊Ⅲ的扩散情况。结果表明四种物质均能扩散进入液芯胶囊,其中葡萄糖扩散最快,PEG2000次之,溶菌酶、牛血清白蛋白(BSA)最慢；四种物质在胶囊Ⅲ中扩散较快,胶囊1次之,胶囊Ⅱ最慢。对液芯胶囊的生物相容性进行研究,考察制作胶囊所用到的四种成分：氯化钙、海藻酸钠、玉米淀粉、黄原胶对嗜热链球菌生长的影响,结果表明高浓度氯化钙对嗜热链球菌的生长有明显的抑制作用,海藻酸钠、玉米淀粉和黄原胶有一定的促进作用。综合考虑选用胶囊Ⅲ做为连续接种的载体。2、采用Plackett-Burman(PB)设计和Box-behnken设计对影响嗜热链球菌生长的7个相关因素进行了研究和探讨。结果表明影响嗜热链球菌生长的关键因子为乳清粉、酵母膏和硫酸镁；囊内细胞密度与关键因子的方程为：Y=354.00+30.75X1+7.62X2-1.63X6-47.37X12-61.63X22-53.13X62-7.00X1X2+0.50X1X6-4. 75X2X6,其中X1=(乳清粉-80)/10,X2=(酵母膏-4.5)/0.5,X6=(硫酸镁-0.15)/0.05；最后得出液芯胶囊固定化嗜热链球菌发酵培养基组分为：乳清粉83.20 g/L,酵母膏4.54g/L,番茄汁90mL/L, K2HPO41g/L,硫酸镁0.16g/L,硫酸锰0.15g/L,碳酸钙3g/L,此时囊内细胞密度达到3.58×109cfu/g。3、将嗜热链球菌包埋于液芯胶囊中,在一个连续搅拌的反应器中利用优化出的培养基进行高密度培养,培养过程中考察糖浓度的变化。培养后将包菌胶囊转入柱子中进行连续接种,以胶囊量、发酵温度、牛奶初始pH为自变量,以稀释率为响应值,用响应曲面法对接种条件进行优化。结果表明,三个自变量对稀释率都有显著影响,胶囊量为1.25L,温度为43.49℃,pH为5.89时,稳定状态下2.5L胶囊的稀释率可达12.71/h,酸奶产量可达到10.59L/h。利用优化出的接种条件进行稳定性研究,结果表明,前18天胶囊较为稳定,18天后胶囊出现破裂。将灭菌牛奶分别通入盛有液芯胶囊的柱子中进行连续接种,接种后进行酸奶的发酵,发酵后测定凝乳时间、pH值、滴定酸度及乳酸菌总数的变化。结果表明,经连续接种的酸奶,理化指标与感官指标均达到了国家标准,且与直投式接种生产的酸奶无显著差别。连续接种是生产酸奶的较好方法。

全文目录

摘要 9-11ABSTRACT 11-13第一章文献综述 13-33 1 生物微胶囊概述 13-16 1.1 固定化技术 13 1.2 微胶囊技术 13-16 1.2.1 生物微胶囊技术 13-15 1.2.2 常用生物微胶囊体系 15-16 2 液芯胶囊的壁材 16-21 2.1 海藻酸钠 17-19 2.2 壳聚糖 19-21 3 液芯胶囊的特性 21-25 3.1 机械强度 21-22 3.2 传质性能 22-25 3.2.1 增强微胶囊扩散性的方法 22-23 3.2.2 致孔剂用于提高膜通透性的研究 23-25 3.3 生物相容性 25 4 生物微胶囊的制备过程 25-28 4.1 囊心分散 25-26 4.1.1 物理化学分散 25-26 4.1.2 机械分散 26 4.2 囊心微胶囊化 26 4.3 微胶囊固化与交联 26-28 5 包菌液芯胶囊的研究 28-30 5.1 微生物微囊化培养的优点 28-29 5.2 固定化乳酸菌的研究状况 29 5.3 微囊化细胞培养面临的问题 29-30 6 酸奶连续接种 30-31 6.1 酸奶发酵剂 30-31 6.1.1 天然型酸奶发酵剂 30 6.1.2 传统继代型发酵剂 30-31 6.2 高效浓缩型酸奶发酵剂 31 7 本文的研究思路和目标 31-33第二章液芯胶囊特性研究 33-49 1 材料与方法 33-36 1.1 材料 33-34 1.1.1 菌种 33 1.1.2 主要培养基 33 1.1.3 主要试剂 33-34 1.1.4 主要仪器 34 1.2 方法 34-36 1.2.1 液芯胶囊的制备 34-35 1.2.2 菌种的活化 35 1.2.3 菌体的获得 35 1.2.4 菌落总数的测定 35 1.2.5 机械强度的测定方法 35 1.2.6 扩散性能的测定方法 35-36 1.2.7 生物相容性的测定方法 36 2 结果与分析 36-46 2.1 液芯胶囊机械强度优化研究 36-40 2.1.1 液芯胶囊强度的单因素考察 36-39 2.1.2 壳聚糖-海藻酸钠液芯胶囊强度的正交试验考察 39-40 2.1.3 验证实验 40 2.1.4 结论 40 2.2 液芯胶囊扩散性能的研究 40-46 2.2.1 标准曲线的制作 41-42 2.2.2 液芯胶囊扩散性能的测定 42-45 2.2.3 液芯胶囊生物相容性研究 45-46 3 结论 46-49第三章液芯包囊化乳酸菌培养基优化 49-61 1 材料与方法 49-52 1.1 材料 49-50 1.1.1 菌种 49 1.1.2 主要培养基 49-50 1.1.3 主要试剂 50 1.1.4 主要仪器 50 1.2 方法 50-52 1.2.1 包菌液芯胶囊的制备 50 1.2.2 菌落总数的测定 50-51 1.2.3 验设计 51-52 2 结果与讨论 52-59 2.1 发酵培养基关键影响因子的确定 52-53 2.2 最陡爬坡试验 53-54 2.3 Box-Behnken设计 54-57 2.4 响应面交互作用与优化 57-59 2.4.1 乳清粉与酵母膏的交互作用对囊内菌体浓度的影响 57-58 2.4.2 酵母膏与硫酸镁的交互作用对囊内菌体浓度的影响 58-59 3 结论 59-61第四章连续接种条件优化与稳定性研究 61-77 1 材料与方法 61-66 1.1 材料 61-63 1.1.1 菌种 61 1.1.2 主要培养基 61-62 1.1.3 主要试剂 62 1.1.4 主要仪器 62-63 1.2 方法 63-66 1.2.1 包菌液芯胶囊的制备 63 1.2.2 发酵罐高密度培养 63 1.2.3 胶囊菌数测定 63 1.2.4 糖浓度的测定 63 1.2.5 连续接种酸奶制作流程 63-64 1.2.6 响应面法优化连续接种条件 64-66 1.2.7 连续接种稳定性研究 66 1.2.8 滴定酸度的测定 66 1.2.9 pH值的测定 66 1.2.10 酸奶发酵过程乳酸菌总数测定 66 2 结果与分析 66-75 2.1 发酵过程糖浓度变化情况 66-67 2.2 发酵过程胶囊内部细胞密度变化情况 67-68 2.3 连续接种条件优化 68-72 2.3.1 稀释率多元二次模型方程的建立及检验 68-71 2.3.2 稀释率响应面交互作用与优化 71-72 2.4 连续接种稳定性情况 72-73 2.5 连续接种发酵酸奶特性 73-75 2.5.1 连续接种酸奶理化性质 73-74 2.5.2 连续接种酸奶感观评定 74-75 3 结论 75-77全文结论及创新点 77-79参考文献 79-89致谢 89

液芯胶囊制备特性研究及在牛奶连续接种中的应用

内容摘要

全文目录

相似论文