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技能訓(xùn)練1用固定化細胞連續(xù)發(fā)酵生產(chǎn)酸牛奶-新型發(fā)酵技術(shù)

現(xiàn)已經(jīng)利用固定化技術(shù)對乳制品進行深加工，已經(jīng)知道牛奶中含有定數(shù)量的乳糖，有些人由于體內(nèi)缺乏乳糖酶，因面飲牛奶后常發(fā)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(jié)晶而析出，影響風(fēng)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(chǎn)脫乳糖的牛奶。乳清含有大量的乳糖，是干酪生產(chǎn)的副產(chǎn)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(chǎn)酵母的培養(yǎng)基。

乳酸酵母會產(chǎn)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(fā)酵速度。美康寧公司將黑曲霉產(chǎn)生的酸性乳糖分解酶以共價結(jié)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(chǎn)的廢水，可得到蛋白質(zhì)濃縮物。

另外，可以采用固定化乳糖酶，在生產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)固定化乳糖酶。

、生產(chǎn)原理

采用固定化菌種技術(shù)，利用連續(xù)發(fā)酵反應(yīng)器生產(chǎn)酸牛奶。在適條件下，連續(xù)發(fā)酵生產(chǎn)酸牛奶可簡化菌種制備過程，反復(fù)利用乳酸菌種，充分利用發(fā)醉酸化設(shè)備，便于自動化控制。

二、生產(chǎn)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(yǎng)基

菌種培養(yǎng)為麥汁培養(yǎng)基，發(fā)酵培養(yǎng)基為鮮牛奶。

麥汁培養(yǎng)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(fā)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(fā)芽，攤開曬干或烘干，儲存?zhèn)溆谩?/p>

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(diào)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(diào)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(huán)斜面活化蓄種于10ml.麥汁中，42℃培養(yǎng)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(yǎng)20h，制得細胞數(shù)目適宜的種子培養(yǎng)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(xù)發(fā)酵

于42℃將增殖的固定化細胞顆粒裝入1000ml.滅菌的連續(xù)玻璃生物反應(yīng)器內(nèi)，開啟選料閥，42℃滅菌，鮮牛奶自動流入反應(yīng)器內(nèi)，3h后，反應(yīng)器內(nèi)pH達到5.5時排料閥自動開啟，酸奶自動連續(xù)流出。而傳統(tǒng)的間敬發(fā)酵需經(jīng)種子培養(yǎng)（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。