乳酸菌发酵鱼下脚料培养基优化

乳酸菌发酵鱼下脚料培养基优化 摘 要,,S着我国水产加工业的进一步发展,势必会产生大量的水产下脚料,通过益生菌发酵生产微生物菌肥,是实现下脚料高质化应用的重要方向。该研究通过试验优化鱼下脚料培养基的组分,经单因素及正交实验确定乳酸菌发酵鱼下脚料的培养基为,鱼下脚料300g/L、红糖100g/L、K2HPO4 2g/L和CaCO315g/L 关键词,乳酸菌,鱼下脚料,发酵培养基,优化 中图分类号 TS254.9 文献标识码 A 文章编号 1007-7731,2017,04-0017-03 我国的水产加工品占水产总量仅为30.7%[1],远低于发达国家的70%[2]。随着水产加工业的进一步发展,势必会产生了越来越多的水产下脚料,这些水产下脚料富含蛋白质、不饱和脂肪酸等营养物质[3],如果不进行恰当的处理,不仅会造成资源的浪费,而且会引发严重的环境污染。近年来,以益生菌发酵技术处理水产下脚料以达到综合利用的目标,如国外已有利用乳酸菌发酵加工对虾废弃物方面的研究[4-5]。利用乳酸菌发酵回收虾加工废弃物中的蛋白质[6],不仅提高了蛋白质的提取率,而且有效去除了产品中的苦涩味和腥臭味,同时发酵后处理简单,易于实现工业化生产。曾 1 少葵等用乳酸菌对罗非鱼酶解液进行发酵[7],表明乳酸发酵能有效减弱酶解液的腥味,同时发酵后增加的酯类、辛酸及十六醛等物质能明显改善酶解液的风味。本研究在优选乳酸菌的基础上,以鱼下脚料为主要原料,进行糖、无机盐、磷源的培养基组分优化,以期提升乳酸菌发酵水平,菌数,,实现高效生物转化 1 材料和方法 1.1 实验材料 1.1.1 鱼下脚料制备 从水产市场购得廉价小杂鱼,加适量水,固液比1?2,,组织捣碎机捣碎制成 1.1.2 菌种 优选乳酸菌MS,本实验室保藏 1.1.3 培养基 ,1,MRS培养基,%,,牛肉膏1,蛋白胨1,酵母膏0.5,葡萄糖2,吐温80 0.1,磷酸氢二钾0.2,醋酸钠0.5,柠檬酸钠0.5,柠檬酸二铵0.2,硫酸镁0.058,硫酸锰0.025,琼脂1.5,2,pH6.2,6.6,121?、灭菌20min[5]。,2,初始设计鱼下脚料发酵培养基,%,,下脚料20,红糖2,磷酸氢二钾0.2,碳酸钙1 1.2 实验方法 1.2.1 种子液的制备 由活化的乳酸菌斜面接一环至MRS液体培养基,37?,50r/min,24h,制成乳酸菌种子液 1.2.2 培养基单因素成分优化 2 1.2.2.1 下脚料浓度的优化 分别把下脚料培养基配制成150g/L、200g/L、250g/L、300g/L、400g/L浓度的鱼下脚料的培养基,其他条件不变,发酵48h后稀释涂布,计算菌体数量,确定最佳的下脚料浓度 1.2.2.2 红糖浓度的优化 分别在培养基中加入10g/L、20g/L、30g/L、50g/L、80g/L浓度的红糖,其他条件不变,发酵48h后稀释涂布,计算菌体数量,确定最适合乳酸菌生长的红糖浓度 1.2.2.3 磷酸氢二钾浓度的优化 分别在培养基中加入1g/L、2g/L、3g/L、4g/L、5g/L浓度的K2HPO4,其他条件不变,发酵48h后稀释涂布,通过计算后的乳酸菌菌体数量,研究最适合乳酸菌生长的K2HPO4浓度 1.2.2.4 碳酸钙浓度的优化 分别在培养基中加入5g/L、10g/L、15g/L、20g/L、30g/L浓度的CaCO3,其他条件不变,发酵48h后稀释涂布,通过计算后的乳酸菌的菌体数量,研究最适合乳酸菌生长的CaCO3浓度 1.2.3 发酵培养基的正交优化 根据单因素实验结果,分别选取设计4种组分,下脚料、红糖、磷酸氢二钾、碳酸钙的浓度进行4因素3水平共9个实验组的正交实验,其他条件不变,发酵48h后稀释涂布,通过计算后的乳酸菌菌体数量,来确定乳酸菌生长最佳的发酵培养基组合 2 结果与分析 3 2.1 培养基单因素成分优化 2.1.1 下脚料的浓度对乳酸菌数量的影响 以水产下脚料为主体原料,改变培养基中下脚料浓度,结果如图1所示。从图1可以看出,最初随着鱼下脚料浓度的增加,乳酸菌数也随之增加,当鱼下脚料的浓度为250g/L时,乳酸菌的数量最多,达到0.187亿个/mL,而后随着下脚料浓度增加,活菌数略有降低但变化不大,所以无论从经济适用角度还是实验最优考虑,选用下脚料的浓度为250g/L的培养基发酵乳酸菌效果最佳 2.1.2 红糖的浓度对乳酸菌数量的影响 鱼下脚料的浓度为250g/L的培养基,分别加入不同浓度红糖,发酵后,结果如图2所示。由图2可以看出,红糖作为碳源,随着红糖浓度的增加,乳酸菌数也随之增加,当红糖的浓度为80g/L时,乳酸菌的数量最大为6.7亿个/mL。所以选用红糖的浓度为80g/L的培养基发酵乳酸菌效果最佳 2.1.3 磷酸氢二钾浓度对乳酸菌数量的影响 鱼下脚料的浓度为250g/L、红糖的浓度为80g/L的培养基,分别加入不同浓度磷酸氢二钾,发酵后,结果如图3所示。由图3可以看出,在磷酸氢二钾浓度为2g/L是乳酸菌数达到峰值6.12亿个/mL,而后随着磷酸氢二钾浓度的增加乳酸菌数缓慢增长,但最终也未超过浓度为2g/L时的乳酸菌菌体数,从经济适用角度和已知实验的最优角度考虑,培养基中加入的磷酸 4 氢二钾浓度为2g/L是最优选择 2.1.4 碳酸钙浓度对乳酸菌数量的影响 鱼下脚料的浓度为250g/L、红糖的浓度为80g/L、磷酸氢二钾浓度为2g/L的培养基,分别加入不同浓度的碳酸钙,发酵后,结果如图4所示。从图4可以看出,随着碳酸钙浓度的增加,乳酸菌数也随之增长,在碳酸钙浓度为20g/L时达到峰值,此时乳酸菌活菌数为9.8亿个/mL。由此得出碳酸钙浓度20g/L时发酵乳酸菌效果最佳 2.2 正交实验优化乳酸菌的发酵培养基 选取培养基4种组分,下脚料、红糖、磷酸氢二钾和碳酸钙浓度等因素进行4因素4水平的正交实验,来确定发酵乳酸菌效果最佳的鱼下脚料发酵培养基,正交设计如表1所示 从表2极差值的分析可看出,发酵培养基4种组分对乳酸菌发酵水平,活菌数量,影响大小依次为B>C>A>D,即红糖的浓度>磷酸氢二钾浓度>鱼下脚料的浓度>碳酸钙浓度。正交实验结果的最佳组合为A3B3C2D1,即发酵鱼下脚料的浓度为300g/L、红糖的浓度为100g/L、磷酸氢二钾浓度为2g/L、碳酸钙浓度为15g/L,最终乳酸菌数量达到9.5亿个/mL 参考文献 [1]郑伟.鱼蛋白有机液肥的研发及其应用机理与效果的研究[D].杭州,浙江大学,2010. 5 [2]郑伟.方伟勇.低值鱼高值化研究进展综述[J].中国水产,2005,24,9,,70-71. [3]郑伟.利巧低值鱼制备鱼蛋白液肥及其生物学效应的研究[D].杭州,浙江大学,2009. [4]苑艳辉,钱和,姚卫蓉,等.鱼下脚料综合利用研究近况与发展趋势[J].水产科学,2004,11,23,,40-42. [5]王文彬.渔类废弃物的加工与综合利用[J].畜产品加工,2006,14,10,,94-95. [6]林瑞君,庄泽娟,刘斯雅,等.以嗜酸乳杆菌发酵虾头虾壳回收蛋白质和甲壳素的研究[J].农产品加工,2010,11,14-18. [7]曾少葵,杨萍,陈秀红.微生物发酵对罗非鱼下脚料蛋白酶解液脱腥去苦效果比较[J].南方水产,2009,4,,62-67. 6