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DICP OpenIR  > 中国科学院大连化学物理研究所  > 学位论文
学科主题: 生物化工
题名: 高密度高活性逆境高抗性益生菌微囊化过程研究
作者: 宋慧一
答辩日期: 2014-05-14
导师: 马小军
专业: 生物化工
授予单位: 中国科学院研究生院
学位: 博士
摘要: 微胶囊化是提高益生菌产品在发酵、生产、货架期及胃肠道内投递过程中菌体活率的有效手段。然而,工业生产中广泛采用的喷雾干燥等微囊制备方法由于极端温度造成菌体活性保持困难;锐孔挤压法无法实现规模化生产;复凝聚法工艺复杂且成本较高。因此,在保证菌体活性的前提下,乳化法由于具有工艺简单、易于放大、微囊制备条件温和、凝胶微球球形度及强度好等优点,成为了益生菌微胶囊工业化的另一可行方法。首先,通过工艺优化建立了乳化-外部凝胶化工艺。对乳化-外部凝胶化与乳化-内部凝胶化工艺的比较及对凝胶形成机制的分析,证明乳化-内部凝胶化工艺可以提供对称均匀的凝胶结构,进一步体现为制备的微胶囊膜结构更均匀、更完整,具有更高的膜强度,从而实现微囊化益生菌的发酵培养,达到更高的微囊化益生菌密度(酵母菌为模型,达到109 CFU/mL微囊)。并针对工业生产规模问题,集中优化了油水比、表面活性剂等参数,使得该工艺的规模化生产成为可能。其次,在以上胁迫条件下,包埋后培养微囊内活菌数均显著高于直接包埋微胶囊和游离菌体,-20 ℃保存6个月后的活菌数为4.21×107 CFU/g,再经模拟胃肠液处理,活菌数仍可达到1.95×106 CFU/g,符合益生菌产品国际标准,进一步证明了包埋后培养微胶囊在胁迫环境下具有同直接包埋相比更高的逆境抗性优势。采用成本更低的甘油为冻干保护剂可以将冻干过程菌体活率提高到70%以上。最后,首次尝试从微生物群体感应角度对包埋后培养微囊内菌体逆境高抗性机制进行初步分析。试验结果表明,群体感应相关基因luxS相比对照组提高了1.74倍,该基因下游产物信号分子AI-2在包埋后培养微囊中表达较直接包埋微囊和游离细胞提高了104和102倍。而luxS基因缺陷型菌株微囊制剂不表现抗胁迫效应。以上结果初步证明益生菌在微囊微环境中自身生长增殖过程中产生的群体感应现象极有可能是微囊内菌体逆境高抗性的原因之一。
语种: 中文
内容类型: 学位论文
URI标识: http://cas-ir.dicp.ac.cn/handle/321008/119918
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宋慧一. 高密度高活性逆境高抗性益生菌微囊化过程研究[D]. 中国科学院研究生院. 2014.
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