乳酸菌用培养基研究进展
↑ 点击上方“微生物发酵”关注我们
这篇文章的目的是总结整理应用于奶制品生产中的乳酸菌培养基、培养基组成。传统常用的标准培养基如MRS培养基,存在成本效益较低,准备复杂,乳酸菌生物量较低等问题。因此科学家不断探索新的、廉价的培养基组成,研制新的培养基。
01
任何培养基的组成都包含在前文所提到的几种组成内,所不同的是,不同菌株根据不同的目的,所需培养基成分的种类和比例不同。乳酸菌是一类较为挑剔的细菌,在简单的培养基中难以较好的生长。
▶碳源:葡萄糖是乳酸菌培养最常用的碳源、甘油也可以用来培养部分乳酸菌。
▶氮源:蛋白胨、牛肉膏、酵母提取物等复杂碳源是乳酸菌培养主要氮源、提供氨基酸、肽、核酸衍生物、矿物质和微量元素。牛奶、脱脂奶粉、乳清蛋白和重组乳清也是常用的氮源,为乳酸菌生长提供氨基酸和多肽。通常多种氮源复合使用。
▶金属离子:硫酸镁和硫酸锰是常用的两种无机盐,猛和镁是乳酸菌生长和代谢所需的重要离子。锰离子在乳酸菌清除体内氧自由基,创造厌氧环境方面发挥重要作用。镁离子能够刺激生长,提高乳酸菌的耐受性。此外镁离子还是乳酸链球菌等必需的金属离子。
▶缓冲体系:由于乳酸菌发酵过程中会产生大量的酸,缓冲体系用于维持较为恒定的ph,CH3COONa、Na3C6H5O7、C3H7Na2O6P、disodium phosphate (Na2HPO4)、ammonium citrate (NH4C6H5O7)、 trisodium phosphate (Na3PO4)、 potassium biphosphate (KH2PO4)、magnesium phosphate tribasic Mg3(PO4)2、calcium carbonate (CaCO3)、and dipotassium phosphate (K2HPO4)是常用的调节pH的缓冲物质。
▶表面活性剂:卵磷脂和吐温可用于乳酸菌的培养,表面活性剂能够增强营养物质吸收,提高菌体抗逆性。
需要注意的是以上条件并非是所有乳酸菌都适应或者都需要的。需要根据具体的菌株进行具体的设计。
02
MRS培养基(上表)最初设计是为了分离培养Lb. spp(乳酸杆菌),但发现该培养基没有办法培养链球菌,因此设计出M17培养基(下表)。表格中总结了初始的MRS培养基和M17培养基和商业化优化后的培养基,优化培养基的目的是满足不同的商业化目的,感兴趣的可以详细了解。
▶M17培养基
▶其他培养基
并不是所有的乳酸菌都能在MRS和M17培养基实现最优的生长,此两种培养基也不存在选择性,是常用的标准培养基。因此研究人员开发了多种具有一定选择能力的培养基,以适应不同的乳酸菌,见下表:
▶廉价原料选用
MRS和M17培养基设计目的主要是用于实验室的菌株筛选、培养等研究性工作,将其应用于生产时,成本较高,因此研究人员开发了廉价原料以替代其中的碳氮源,具体见下表,比如玉米浆,乳清,糖蜜等。这些添加物和MRS相比可以实现在生产乳酸,菌体生长等方面的水平提高。
▶CDM培养基(Chemically defined media)合成培养基
前期文章介绍过,培养基包含合成培养基、半合成培养基、天然培养基。合成培养基就是其中的化学成分是明确的,不含有复杂的不确定性成分。三种类型培养基各有优势。随着对乳酸菌营养需求研究深入,根据生产目的设计合成培养基成为可能,目前合成培养基在菌体生产方面研究较多。
参考文献:Cultivation media for lactic acid bacteria used in dairy products
推荐阅读
Recommended reading
-
碳氮比的概念和优化方法
碳氮比(C/ N) :严格意义上应是指在微生物培养基中所含的碳源中的碳原子摩尔数与氮源中的氮原子摩尔数之比。(周德庆微生物学教程),在这里,我认为对于既能做碳源又能做氮源的物质应该及计算碳源又计算氮源。很多情况我们简单用培养基的碳源和氮源的比值来替代,但这是不准确的。另外由于一些培养基成分中的碳源不易利用,碳氮比也有用还原性碳源和粗蛋白之间的比值来替代,比如下式碳氮比的计算,就是用葡萄糖中的碳元素的摩尔浓度比上总蛋白中氮元素的摩尔质量浓度。
넶2990 2021-09-09 -
【发酵基础】P1,P2,P3,千级、万级和十万级,关于微生物实验室的安全和洁净
넶1858 2020-05-08 -
-
【发酵基础】常用灭菌、消毒、除菌和防腐方法及其特征
染菌与控制是发酵圈永远绕不开的话题。降低染菌率是每一个发酵人应该认真学习和考虑的问题。而合理的应用灭菌、消毒和防腐方法是我们必备的技能。这也是我们在详细介绍发酵过程染菌防控之前需要介绍的内容之一。
넶672 2020-04-29 -
-