[00112287]优良乳酸菌菌种选育及高活力直投式特色发酵剂工业化制备关键技术

本项成果为国家863项目“益生菌定向选育及其高活性制品开发关键技术”的部分研究成果。 针对菌体细胞培养密度低这一问题，提出了创新性的益生菌高密度培养模式，从分子水平研究益生菌的生长代谢规律，明确调控生长/阻遏关键因子；在此基础上，结合培养基组成及生长条件优化，最大限度获得高生物量菌体细胞，确定益生菌密度生长的限制因子与细胞分裂刺激因子。建立益生菌高密度培养方法（膜浓缩）和理论，使益生乳酸菌细胞培养密度达到4.6×1010cfu/ml。针对益生乳酸菌工业化收集过程中造成大量生理损伤（约30%）这一问题，在国内率先设计和开发了益生乳酸菌菌体浓缩收集系统（该技术是外国公司的保密技术），使非致死生理损伤减少约75%。针对益生乳酸菌经工业化冷冻干燥后存活率低（约85%）与活力保留率低（约70%）两个问题，通过深入研究益生菌细胞冷冻干燥的损伤机理，率先提出并应用复合抗冷冻干燥策略，使冻干存活率达到90%以上，活力保留率达到88%。目前该项研究成果已在北京颐和芚生物科技有限公司（原北京弗蒙特生物有限公司）和蒙牛乳业（集团）有限公司应用，为上述企业节约了生产成本。 本研究开创生物微囊新型制剂，制备成本低，活菌数高，分离简单，不损伤菌体，最终菌体密度可达1011～1012CFU/ml。生物微囊可用于酸奶的连续接种，还因其对菌体的特殊保护作用可作为含菌食品开发。同时，本研究研制的微囊批量生产设备系统可完成在线灭菌、胶囊制备、成膜反应，制囊能力达2吨/小时，与培养罐串联后可进行微囊化细胞的高密度培养、微囊浓缩分离和连续接种，且胶囊制备、增殖培养、连续接种三个系统共用1个控制系统、1个灭菌、无菌空气处理系统。在微囊化技术方面，项目组与徐州恒基生物科技有限公司进行合作并初步试产，从开菲尔中筛选的益生菌种制成的微囊用于南京奶业（集团）公司的开菲尔乳连续接种中试，取得了较好的产品效应，产多糖的乳酸乳球菌用于南京奶业（集团）公司的老酸奶生产已经投放市场。