[发明专利]一种菌株热应激修饰方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及微生物定向改造技术。具体的说，涉及一种菌株热应 激修饰方法和装置。

背景技术

乳酸菌株的修饰是采用各种物理、化学或基因修饰等方法对菌株 的某些功能特性进行定向改造，应用于干酪制造中的菌株修饰技术主 要目的是抑制乳酸菌的产酸性，同时尽可能多的保留酶活性，使之能 在干酪成熟期间加速生化降解，从而促进干酪成熟的方法。修饰发酵 剂的方法主要有热休克、冷休克、冷冻或喷雾干燥、溶菌酶处理、溶 剂处理和基因修饰等。

菌株热应激修饰方法是采用热处理对乳酸菌株进行定向改造的 一种物理方法。筛选后的乳酸菌株经热应激修饰后(称作attenuated starter)，菌株的产酸性能受到一定程度的抑制，同时尽可能多的保留 酶活力，与干酪加工所用发酵剂一起加入到干酪原料奶中，热应激修 饰菌株不影响干酪的制作工艺和最终产品的理化指标，但能够加速干 酪蛋白、脂肪的水解，从而缩短干酪成熟时间。与其它修饰方法相比， 此方法采用物理热激方法处理可食用性乳酸菌，具有安全性；同时在 干酪中使用时操作简便，不需要增添额外的设备，可实现批量连续式 处理，是一种实用性很强的促干酪成熟的方法。

目前采用热应激的方法主要通过两种方式进行：一是置换法，将 筛选后的菌株在预先加热的一部分基液中保温一定时间实现热激，再 加入另一部分基液使热激过程结束，即通过热、冷基液的置换完成热 激处理(Frey.J.P.，et al，1986.Heat-and freeze-shocking cause changes in peptidase and protease activity of Lactobacillus helVeticus. Milchwissenschaft，41(11)：681-685)。这种方法在实际操作时，菌液需 用至少10倍于其体积(或重量)的基液进行相交换，所用基液量大、 操作不方便，而且在大批量处理时，往往会出现热处理温度不准确的 情况，使热应激效果具有极大的不稳定性。

二是通过特殊热交换器进行，将筛选后的菌株直接通过特定热交 换设备而完成热激处理(Asensio.C.，et al，1995，Effect of heat treatment on the proteolytic activity of mesophilic bacteria isolated from goat’s milk cheese，21：25-30)。这种方法不必使用大量的基液进行热处理， 操作方便、效果稳定，但由于必须使用特定的设备，分批处理菌液， 其设备和生产成本较高，限制了实际应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种操作简便、效果稳定、可连续批量进行 热应激菌株处理的热应激修饰方法。

本发明还提供一种进行菌株热应激处理的组合装置。

本发明采用组合设备的热应激修饰方法，包括：

1)菌株的活化；

2)菌株高密度培养；

3)菌株热激处理：热处理温度：50～80℃，热处理时间：5秒～100 秒。

在进行热应激修饰前，乳酸菌株一般需要进行活化和高密度培 养，使菌体密度达到10⁸～10¹⁰cfu/ml。具体的说，以筛选后的菌株为原 始菌株，经活化培养后恢复菌株活力；经优化试验确定菌体增殖培养 条件，然后采用化学中和法对菌体进行高密度培养，以获得高密度的 菌株悬液；之后采用加料泵、加热设备、冷却设备和不锈钢盘管进行 热应激处理。

先选择菌株，菌株的活化条件如下：

菌株：原始菌株冻干菌粉

活化培养基：8％～15％的脱脂奶培养基

活化培养温度：25～45℃

活化培养时间：2小时～72小时

菌株经活化，活力恢复后进行高密度培养，培养条件如下：

脱脂奶培养基的配方：8％～15％脱脂奶，酵母提取物0.1％～3.0％， 蛋白胨0.1％～3.0％，CaCO₃ 0.1％～3.0％，乳糖0.1％～3.0％，K₂HPO₄0.05％～5.00％。

培养设备：全自动培养生化反应器

培养温度：25～45℃

培养时间：8小时～72小时

转速：100～600rpm