对费氏丙酸杆菌(Propionibacterium freudenreichii CS1420)发酵培养基的碳源进行优化,旨在提高菌体密度。结果表明,以乳酸钠作为单一碳源时,当乳酸钠添加量为32 g/L时,菌体生长量最大,OD600nm为1.95;以葡萄糖作为单一碳源时,当葡萄糖添加量为8 g/L时,菌体生长量最大,OD600nm为1.242;以乳酸钠和葡萄糖作为复合碳源时,当碳源添加量为18.8g/L乳酸钠+1.2g/L葡萄糖时,菌体生长量最大,OD600nm为2.06,这说明,复合碳源可以有效的提高菌体密度。


近年来,天然防腐剂的开发应用受到了广泛的重视。其中,天然防腐剂中的微生物源天然防腐剂乳酸链球菌素(Nisin)在1969年被FAO/WHO批准为高效安全天然食品防腐剂;ε-聚赖氨酸(ε-PL)于2003年10月被FDA批准为安全食品保鲜剂,美国、韩国和日本已经允许ε-PL应用于食品防腐中;曲酸在食品防腐保鲜等方面有着广阔的应用;溶菌酶已广泛的应用于肉制品、水产品和乳制品等食品防腐中。另外,纳他霉素、甲烷氧化菌素、罗伊氏菌素等在食品工业中也有一定的应用。


通过研究发现,丙酸杆菌代谢物也具有一定的抑菌活性,梁新乐、诸晓强、贾彩凤等人初步探讨了丙酸杆菌代谢物做为防腐剂在食品工业中的应用。本文以一株费氏丙酸杆菌(Propionibacterium freudenreichii CS1420)为考察对象,前期的研究发现,该丙酸杆菌代谢物对大肠杆菌、酵母菌、金葡菌及霉菌等都有一定的抑制作用,本文主要研究葡萄糖、乳酸钠对丙酸杆菌生长的影响,旨在提高菌体密度为后续的培养基优化,高密度培养等一系列实验奠定理论基础。


1材料与方法


1.1菌种


费氏丙酸杆菌(Propionibacterium freudenreichii CS1420,以下简称为P.freudenreichii CS1420):常熟理工学院发酵工程技术研究中心保存。


1.2主要仪器


DHP-9162303A-5S型电热恒温培养箱、LHR-250型霉菌培养箱;YXQ-LS-100A型立式压力蒸汽灭菌锅;UV-2450型紫外-可见分光光度计;pH计:;FA604A型精密电子天平;Milli-Q Advantage超纯水仪;SW-CJ-1B超净工作台;CR22GII型高速冷冻离心机。


1.3培养基


丙酸杆菌培养基(SLB培养基):胰酶水解酪素10.0 g、酵母提取物5.0 g、乳酸钠10.0 g,蒸馏水1 000 mL,pH 7.0~7.2。


1.4菌种活化


将斜面菌种划线到平板SLB固体培养基上,于30℃厌氧罐中培养2.5 d,然后挑取平板上的单菌落划线到斜面SLB固体培养基上,于30℃厌氧罐中培养2.5 d后取出放置4℃冰箱保存备用。


1.5生长曲线的测定


将活化好的P.freudenreichii CS1420接种到SLB培养基中,30℃厌氧培养32 h,每隔4小时吸取一定量的发酵液,以SLB液体培养基作为空白,在波长600 nm下测定发酵液吸光度,以此绘制菌株生长曲线。


1.6 P.Freudenreichii CS1420种子液的制备


挑取已经活化好的斜面菌种接种到SLB培养基中,30℃厌氧培养24 h,制成种子液备用。


1.7碳源对菌株生长的影响


1.7.1葡萄糖对菌株生长的影响


以无乳酸钠的SLB培养基为基础,分别加入4、8、12、16、20 g/L的葡萄糖,分装到5个100 mL三角瓶中,装液量为100 mL,121℃灭菌20 min。然后按照10%接种量接入活化好的种子液,30℃厌氧培养24 h,在600 nm下,用UV-2450型紫外-可见分光光度计测定吸光度值。


1.7.2乳酸钠对菌株生长的影响


以无乳酸钠的SLB培养基为基础,分别加入20、24、28、32、36 g/L的乳酸钠,分装到5个100 mL三角瓶中,121℃灭菌20 min。然后按照10%接种量接入活化好的种子液,30℃厌氧培养24 h,在600 nm下,用UV-2450型紫外-可见分光光度计测定吸光度值。


1.7.3复合碳源(乳酸钠+葡萄糖)对菌株生长的影响


以无乳酸钠的SLB培养基为基础,分别加入17.6 g/L乳酸钠+2.4 g/L葡萄糖、17.8 g/L乳酸钠+2.2 g/L葡萄糖、18 g/L乳酸钠+2 g/L葡萄糖、18.2 g/L乳酸钠+1.8 g/L葡萄糖、18.4 g/L乳酸钠+1.6 g/L葡萄糖、18.6 g/L乳酸钠+1.4 g/L葡萄糖、18.8 g/L乳酸钠+1.2 g/L葡萄糖、19 g/L乳酸钠+1 g/L葡萄糖、19.2 g/L乳酸钠+0.8 g/L葡萄糖、19.4 g/L乳酸钠+0.6 g/L葡萄糖、19.6 g/L乳酸钠+0.4 g/L葡萄糖、19.8 g/L乳酸钠+0.2 g/L葡萄糖、20 g/L乳酸钠+0 g/L葡萄糖分装到5个100 mL三角瓶中,装液量为100 mL,121℃灭菌20 min。然后按照10%接种量接入活化好的种子液,30℃厌氧培养24 h,在600 nm下,用UV-2450型紫外-可见分光光度计测定吸光度值。


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