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技能訓練1用固定化細胞連續發酵生產酸牛奶-新型發酵技術

現已經利用固定化技術對乳制品進行深加工，已經知道牛奶中含有定數量的乳糖，有些人由于體內缺乏乳糖酶，因面飲牛奶后常發生腹痛、腹瀉等癥狀，而由于乳糖難溶于水，常在煉乳、冰淇淋中呈砂樣結晶而析出，影響風味，因此需要除去牛奶中的乳糖?？捎霉潭ɑ谇谷樘瞧秆b成酶柱，讓牛奶以定的流速通過該酶柱，可以生產脫乳糖的牛奶。乳清含有大量的乳糖，是干酪生產的副產物。因為乳糖難消化，歷來作廢水排放?？捎枚嗫撞ＡЧ潭ɑ谇谷樘敲?，分解乳清中的乳糖，從而使乳清可以作為飼料和生產酵母的培養基。

乳酸酵母會產生乳糖水解酶，將此酶包埋于三醋酸纖維素的中空纖維中處理牛奶，能加快其發酵速度。美康寧公司將黑曲霉產生的酸性乳糖分解酶以共價結合固定于多孔玻璃珠上，在50℃下處理乳清，這種酶的半衰期可達60d，用此法處理干酪生產的廢水，可得到蛋白質濃縮物。

另外，可以采用固定化乳糖酶，在生產中使乳糖水解生成葡萄糖和半乳糖，不僅使其甜度增加為蔗糖的0.8倍，而且其溶解度增加了3~4倍，容易被小腸吸收。意大利埃利公司用三醋酸纖維素包埋法生產的固定化乳薪酶，其半衰期達1年以上。美康寧公司則用多孔硅為載體生產固定化乳糖酶。

、生產原理

采用固定化菌種技術，利用連續發酵反應器生產酸牛奶。在適條件下，連續發酵生產酸牛奶可簡化菌種制備過程，反復利用乳酸菌種，充分利用發醉酸化設備，便于自動化控制。

二、生產用主要材料與試劑

1.菌種

保加利亞乳桿菌、乳脂鏈球菌，由微生物研究所提供。

2.培養基

菌種培養為麥汁培養基，發酵培養基為鮮牛奶。

麥汁培養基的配制方法如下。

①取大麥或小友若干，用水洗凈，浸水6~12h，至15℃陰暗處發芽，上.面益紗布塊，每日早、中、晚淋水次，麥根伸長至麥粒的兩倍時即停止其發芽，攤開曬干或烘干，儲存備用。

②將干麥芽磨碎，份麥芽加四份水，在65℃水浴中糖化3~4h，糖化程度可用破滴定之。加水約20mL，調勻至生泡沫時為止，然后倒在糖化液中攪拌煮沸后再過濾。

③將糖化液用4~6層紗布過濾，濾液如混濁不清可用雞蛋白澄清。方法是將個雞蛋白加水約20mL，調勻至生泡沫時為止，然后倒在糖化液中攪拌煮沸后再過濾。

④將濾液稀釋到5~6Be，pH約6.4，加入2%瓊脂即成。121℃滅菌30min。

三、方法與步驟

1.細胞制備

接種2環斜面活化蓄種于10ml.麥汁中，42℃培養25h，移種于100ml.的麥汁中（加0.5%~1.5%的CaCO，以利于乳酸菌生長），42℃培養20h，制得細胞數目適宜的種子培養液。

2.固定化潔細胞顆粒的制備

載體為海藻酸鈉，強化劑為氯化鈣。以2%的海藻酸鈉進行包埋。

3.連續發酵

于42℃將增殖的固定化細胞顆粒裝入1000ml.滅菌的連續玻璃生物反應器內，開啟選料閥，42℃滅菌，鮮牛奶自動流入反應器內，3h后，反應器內pH達到5.5時排料閥自動開啟，酸奶自動連續流出。而傳統的間敬發酵需經種子培養（約78h），以及接種酸化9～12h。

4.分析方法

①乳酸測定：配合滴定法。②還原糖測定：L.an-Eynon法。