高粱麦芽提取物作为乳酸菌的生长介质文化:一个案例乳杆菌跨国公司21

文摘

乳酸菌的培养文化研究和商业发酵食品的生产是至关重要的。然而,传统的增长媒体通常是昂贵的。麦芽提取物四个高粱品种(SESO 1, SESO 3、Epuripur Eyera)进行评估,选择低成本增长的媒体乳杆菌跨国公司21。使糖化高粱麦芽提取物注射4日志cfu /毫升跨国公司21和孵化24小时30°C。汤夫人是参考介质。微生物数量、pH值、滴定酸度(TA),自由氨基氮(风扇),和总糖测定。最大的微生物计数的提取和汤夫人9和10日志cfu /毫升,分别。提取的最大增长率为0.7 -0.9日志cfu /毫升/小时和0.8 cfu /毫升/小时登录汤夫人。最终提取的pH值是3.5 - -3.6,并全面提高TA的Epuripur 1.2%和0.2%在其他品种。最终的pH值和TA汤夫人是1.3%和4.1,分别。总糖下降了2.1%和95.2%的粉丝汤夫人。相比之下,总糖和风扇分别下降了5.6 - -9.1%和24.9 - -32.7%,提取物。 Sorghum malt extracts can be adopted as alternative low-cost growth media for lactic acid bacteria cultures.

1。介绍

乳酸菌(实验室)通常应用作为众多发酵剂发酵食品,谷物,块茎,水果,蔬菜,牛奶,鱼,和肉。他们传授特色风味和口味而导致食品安全和保护(1]。一些实验室菌株等乳酸菌(l)喂食GG,l .杆菌299 v,l .干酪乳杆菌益生菌特性,如减轻冻干的轮状病毒腹泻,旅行者腹泻和预防艰难梭状芽胞杆菌结肠炎、预防过敏性皮肤炎,治疗肠易激综合症,增加铁的吸收,肠道菌群重新定位,改善消化(2- - - - - -5]。

实验室的发展往往是局限于rich-nutrient栖息地,所以他们种植在乳酸杆菌肉汤,夫人等传统媒体M17肉汤,微菌肉汤,Rogosa SL汤,西红柿汁汤,恰当的肉汤,Elliker肉汤,乳酸菌选择汤(6]。这些媒体是昂贵的由于他们的组成和制备方法,从而限制其应用质量控制、实验室分析、研究和学术使用(7]。因此,重要的是为工业应用开发低成本替代媒体生产发酵剂和益生菌。低成本种植本地媒体可用材料,如蘑菇、番茄、玉米、鱼内脏水解液,红薯,乳清,脱脂乳,菠萝皮,小鸡豌豆、卷心菜、小麦、大麦、甜菜糖蜜已报告(8- - - - - -18]。高粱是一种低成本的谷物中发现几乎所有的世界各地。它主要作为食品和饲料消耗。高粱尚未利用作为一个潜在的低成本的微生物培养介质,然而它可以支持经济增长的多样性实验室和传统发酵酵母(19,20.]。麦芽的形式,高粱营养配置文件能够支持实验室的豪华增长(21]。所以,高粱麦芽提取物可用于微生物培养,但没有被评估。

l .杆菌通常被认为是安全的因为他们的历史记录安全使用(9,22]。这些实验室也广泛用于食品发酵,因为他们呈现的感觉和保质期品质食品(22]。l .杆菌跨国公司21日Obushera的隔离,从乌干达sorghum-millet发酵饮料,是一种高酸生产国和耐酸作用的微生物。因此一个合适的起动文化Obushera [23]。挑剔的,其成功种植在一个给定的媒介可以显示相同的几个其他微生物。因此,本研究评估高粱麦芽提取物作为培养媒体l .杆菌跨国公司21。

2。材料和方法

2.1。高粱

四个改善高粱品种(SESO 1, SESO 3、Epuripur Eyera)被用于这项研究。SESO 1和Epuripur white-grained,而SESO 3是brown-grained。Eyera是很受欢迎的当地brown-grained品种。所有四个品种获得国家半干旱资源研究所Serere区,乌干达。

2.2。高粱麦芽提取物

高粱粒麦芽是跟踪程序所描述的泰勒(24]。麦芽的谷物是使用一个奇迹研磨机(美国加州110伏模型)和已筛使用800μ米的屏幕。面粉与水混合,形成11%的总固体的混合物。将淀粉转化成麦芽糖,混合物加热到75°C,其次是增加α淀粉酶(安科生物工程有限公司,中国)的速度1000单位/毫升。泥浆举行75°C的1 h和连续搅拌。将麦芽糖转化为葡萄糖,泥浆温度降至55°C,和淀粉转葡糖苷酶(安科生物工程有限公司,中国)的速度增加了1000单位/毫升。泥浆举行55°C 1 h和连续搅拌。麦芽提取物被冷却到约25°C,倾析,并使用级过滤器过滤文件(绘画纸没有。1)。当时在121°C消毒15分钟,冷却到25°C。

2.3。微生物文化

l .杆菌跨国公司从Obushera 21孤立Mukisa [23使用了)。从股市文化,0.1毫升被交到100毫升无菌汤夫人(CONDA,马德里,西班牙)和30˚C孵化24 h。l .杆菌跨国公司21日是亚文化三次后的细胞恢复在7500 x g离心10分钟。细胞颗粒悬浮在10毫升无菌林格氏溶液。文化纯度检查使用显微镜(020 - 518.500 DM / LS / 98模型,徕卡,德国)。

2.4。传播的L。杆菌的跨国公司21日在高粱麦芽提取物

一百毫升无菌高粱的麦芽提取物注射4日志cfu /毫升l .杆菌跨国公司21和孵化24小时30°C。生长特性的跨国公司21日进行评估确定微生物计数,pH值,滴定酸度(TA)、总糖和游离氨基氮(粉丝)2 h间隔24 h。汤夫人也接种与跨国公司21和用作控制媒体。的最大增长率(μ_马克斯)所描述的计算25]。

2.5。分析

微生物数量测定镀倒选择连续稀释的麦芽提取物或汤含有夫人l .杆菌跨国公司在琼脂夫人和孵化21 30°C 48 h。pH值确定用酸度计(AG)模型,梅特勒-托利多集团,瑞士)。可滴定酸度由滴定10毫升的提取对0.1 N氢氧化钠用酚酞指示剂(26]。风扇是决定采用茚三酮法27]。总糖测定使用Phenol-Sulfuric酸方法(28]。

2.6。统计分析

结果,意味着±标准差(平均数±标准差)的三个独立的实验。数据受到单向方差分析测试显著差异(方差分析)α= 0.05。意思是比较用最少的显著差异(LSD)测试。分析使用Statistix(学生9.0版)软件。

3所示。结果与讨论

3.1。增长的特点l .杆菌跨国公司21

图1和表1总结的生长特性l .杆菌跨国公司21日在汤夫人和麦芽提取物不同高粱品种。实验室在所有品种,达到最大的平均微生物计数8.9±0.0日志cfu /毫升,一个日志周期低于夫人肉汤中观察到。微生物数量的急剧增加在所有媒体发生在第一个4-18 h(发酵,然后趋于稳定。最早最大的微生物计数得到(16 h) Epuripur和最新汤夫人(22 h)。最大增长率(μ_马克斯)的顺序Epuripur >汤夫人SESO 1 = > SESO 3 = Eyera(表1)。净增加微生物数量在24小时汤夫人的顺序日志cfu /毫升(6.2)> Eyera日志cfu /毫升(5.1)= SESO 3日志cfu /毫升(5.1)> SESO 1 =日志cfu /毫升(4.8)> Epuripur日志cfu /毫升(4.9)。

值意味着±标准差。同一列中的值与标不明显不同(p> 0.05)。X₀=初始微生物计数,X_马克斯=最大微生物计数μ_马克斯=增长速率常数。

最大细胞浓度的乳酸杆菌在一个静态的pH值(6.5)生物反应器使用玉米浆介质是10日志cfu /毫升(29日]。这相当于在这项研究中观察到的最大增长汤夫人。汤夫人相当高的微生物数量,特别是18 h后,可以解释的事实汤夫人是专门开发的豪华考究的增长乳酸菌spp。9]。汤是缓冲和高纯度氮源;细菌学的蛋白胨(10 g / L),酵母提取物(4 g / L),和牛肉提取物(8 g / L)是重要的生物合成30.,31日]。最大的微生物增长高粱麦芽提取物在这项研究中观察到同意报告的值Muyanja et al。19]和Mukisa [23]。这些作者报道的能力l .杆菌增长到9日志cfu /毫升24 h后发酵。的最大增长观察麦芽提取物也同意萨曼et al。32),用大米媒体发展l .杆菌NCIMB 8826。L的增长。杆菌的跨国公司21日至浓度低于观察汤夫人可能是由于乳酸积累毒性(29日,33]。因此,最大的微生物生物量增长高粱麦芽提取物可以增加缓冲。

微生物数量的增加每毫克风扇使用较低的高粱麦芽提取物(0.2 - -0.3日志cfu /毫克风扇)比夫人肉汤(1.5日志cfu / mg粉丝)。汤夫人酵母提取物、牛肉膏和细菌学的蛋白胨可以比高粱蛋白质更优越的氮源。因此,较低( )获得最大细胞计数的麦芽提取物可以归因于低质量而不是数量的风扇以来的麦芽提取物中残留的风扇肉汤和麦芽提取物还高的发酵(图2)。托马斯和Ingledew [34报道一个风扇的质量和速度之间的关系的糖被微生物利用。糖的利用率更高酿酒酵母和更高的生物质生产报告与谷氨酸生长介质时补充。然而,当取代甘氨酸作为风机的主要来源,增加糖利用率低和小增长观察。因此,总糖的利用率越高夫人肉汤可以归因于汤夫人的风扇质量越好。Saguir et al。35)观察葡萄糖利用率和生物量的生产l .杆菌陶瓷与氨基酸的链长。他们指出,增加二肽增长媒体增加糖利用率和生物质生产。包含的自由氨基酸增长媒体没有增加糖利用率和生物质生产各自的二肽。因此,微生物生物量的增长在高粱麦芽提取物能显著提高选择性的增长促进粉丝来源。

虽然最终的细胞浓度达到高粱麦芽提取物相似,Epuripur生物质生产将是首选。这是因为l .杆菌跨国公司不仅表现出最高的(21日 )增长率也达到它的最大细胞计数6 - 8 h比其他品种(表1)。统计分析表明品种差异总糖和风扇水平尽管小范围。因此,更好的性能Epuripur可以归因于其内源性酶活性高。Epuripur是专门为酿造和培育具有高淀粉分解的活动(36]。它也可能有很高的蛋白水解活性导致氮剖面比其他品种。在先前的研究中,Epuripur最高自由氨基氮可能带来更高的蛋白水解活性(21]。

3.2。pH值和酸度

pH值的趋势和助教在媒体上所示的数字3和4,分别。有显著下降,pH值的所有媒体开始发酵结束(图3)。pH值从6.2下降到4.1,汤女士,从5.5 - -5.6到3.5 - -3.6的麦芽提取物。最锋利的pH值下降在第一个16 h(发酵。高粱品种中,最快的pH值下降是Epuripur获得pH = 4.0在大约12 h的发酵。其次是Eyera SESO 1 SESO 3,汤夫人。助教的增加伴随的pH值降低(数字3和4)。最高的增加助教在汤夫人是1.3%,其次是Epuripur 1.2%和0.2%其他品种。快速观察酸生产12 - 24小时的发酵。

在这项研究中观察到的pH值的变化与价值观不同acid-fermented报道食物:高粱和小米19,23)、大米(32)、小麦(37),和木薯(38,39]。pH值下降的结果转化糖乳酸l .杆菌跨国公司21。指数增长阶段(图1)恰逢pH值和相应的大幅下跌% TA(图急剧增加4)。尽管最高的细胞生产汤夫人(图中观察到1),这汤有最高的pH值(图3)。这是由于磷酸钾缓冲汤夫人(40]。另一方面,高粱的缓冲系统由蛋白质和灰分是相对较弱的41]。Charalampopoulos et al。8),在类似的研究中,提出补充大麦麦芽中添加剂,提高其缓冲能力,从而降低酸化率和增加发酵时间。这尤其重要,当微生物增长是在批处理系统中,应该使用另外一个连续系统。估计最低pH值的增长l .杆菌3.4 (8,42]。事实上,的增长率l .杆菌跨国公司21日保持下降当pH值接近3.4。极端低pH值条件导致未离解的有机酸进入微生物细胞和细胞质内的分离。这个改变细胞质pH值,妨碍了正常的细胞功能,最终导致死亡43]。品种中,Epuripur TA加上最高的pH值最大的增加发酵结束时(数据3和4)可能暗示它有最好的缓冲系统。在这项研究中使用的所有四个高粱品种Epuripur事实上粉丝最高水平(21)表明它可以缓冲能力最高。

4所示。总糖和风扇

总糖的变化(计算葡萄糖当量)和风扇在媒体上所示的数字2和5,分别。最初的总糖汤夫人大约五倍低于麦芽提取物。大幅降低总糖发酵8 h后发生。总体下降在汤夫人总糖95.3%和5.0 -9.1%,麦芽提取物。汤夫人糖利用率的速度高于麦芽提取物(表2)。麦芽提取物的最初的风扇水平低于3倍夫人误事。粉丝汤夫人和高粱的麦芽提取物下降了2.1%和24.9 -32.7%,分别。最大的减少风扇麦芽提取物发生在第一个10 h的发酵。的速度减少风扇比太太高麦芽提取物肉汤(表2)。

值意味着±标准差。相似的值在同一列上标字母不明显不同( )。

在增长,l .杆菌主要代谢葡萄糖产生乳酸,产生的能量主要是用于细胞分裂和维护(43]。这种转换结果与随后的糖的消耗增加%的助教。在这项研究中,麦芽提取物有血糖水平远高于汤夫人,但前有一个小整体增加%比汤夫人TA (0.2%) (1.3%)。这是可能是由于糖利用率降低麦芽提取物比夫人(表2)。尽管汤夫人最初的总糖含量低,产量最高( )细胞计数的发酵(图1)。因此,麦芽提取物中的总糖是远远超出,不会是一个生长的主要限制因素l .杆菌跨国公司提取不是21。

虽然最后微生物数目在提取了9日志cfu /毫升,一个日志低( )汤夫人(图中获得1),有更少的粉丝汤夫人利用率比麦芽提取物(表2)。汤夫人与麦芽提取物,含有酵母提取物,细菌蛋白胨和牛肉提取物丰富的氮源。因此,很少这些来源丰富的风扇夫人要求导致微生物增长显著增加。夫人最初被设计成支持经济增长的最挑剔的实验室(9]。因此,它可能含有过量的营养物质使用时更少的营养要求一些乳酸杆菌等物种。

本研究表明,高粱麦芽提取物可以作为替代生长介质的传播l .杆菌跨国公司21和可能的其他微生物培养物。高粱麦芽提取物中的碳和氮源存在的数量足以支撑经济增长l .杆菌跨国公司21。高粱麦芽提取物能显著提高性能的缓冲乳酸积累所带来的毒性降到最低。

数据可用性

的数据表和数据用于支持本研究的结果包括在本文中。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

这项工作是由加强农业研究协会在非洲东部和中部(ASARECA)授予ASARECA / AB / 2012/02-2 / D。作者感谢Ceasar先生为他准备的技术援助Nsubuga高粱麦芽提取物。

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