鼠李糖乳杆菌LR-ZB1107-01的培养基优化及益生特性评价

doi:10.12141/j.issn.1000-565X.200437

华南理工大学学报(自然科学版) ›› 2022, Vol. 50 ›› Issue (8): 21-29.doi: 10.12141/j.issn.1000-565X.200437

所属专题： 2022年食品科学与技术

鼠李糖乳杆菌LR-ZB1107-01的培养基优化及益生特性评价

许喜林赵思博郑柳青刘冬梅

华南理工大学食品科学与工程学院，广东广州 510640

收稿日期:2020-07-28 出版日期:2022-08-25 发布日期:2022-02-06
通信作者: 许喜林（1964-），男，博士，副教授，主要从事食品安全与控制研究。 E-mail:xuxilin@ scut.edu.cn
作者简介:许喜林（1964-），男，博士，副教授，主要从事食品安全与控制研究。
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(31771908);广州市科技计划项目(2019030010015);广州市科技计划（民生科技攻关计划）项目(201903010015)

Culture Medium Optimization and Probiotic Characteristics Evaluation of Lactobacillus rhamnosus LR-ZB1107-01

XU Xilin ZHAO Sibo ZHENG Liuqing LIU Dongmei

School of Food Science and Engineering，South China University of Technology，Guangzhou 510640，Guangdong，China

Received:2020-07-28 Online:2022-08-25 Published:2022-02-06
Contact: 许喜林（1964-），男，博士，副教授，主要从事食品安全与控制研究。 E-mail:xuxilin@ scut.edu.cn
About author:许喜林（1964-），男，博士，副教授，主要从事食品安全与控制研究。
Supported by:
the National Natural Science Foundation of China(31771908)

摘要/Abstract

摘要：

对课题组前期分离得到的对模拟胃肠道耐受良好的鼠李糖乳杆菌LR-ZB1107-01（Lactobacillus rhamnosus ZB1107-01）的培养基进行优化，初步研究了其益生特性，以提高单位体积发酵液中的菌体数量，为此菌株的开发和应用提供基础。首先，测定LR-ZB1107-01菌株在MRS培养基中的生长曲线，明确其在液体培养基中的生长规律；其次，以LR-ZB1107-01菌株发酵液中的活菌数为检测指标，对不同种类的氮源、碳源及生长因子进行单因素考察，以确定最适培养基组分，并进行响应面试验来优化培养基配比，以筛选最优发酵培养基；最后，对LR-ZB1107-01的硝基还原酶活性、氨基脱羧酶活性等体外安全性进行评价。结果表明，在2%葡萄糖含量的MRS培养基基础上，改变3种显著影响活菌数的营养成分及含量，即添加0.02% D-异抗坏血酸、0.12%硫酸镁、3%蛋白胨，再结合优化后的培养条件，活菌数可达8.56×10⁸ CFU/mL，较在MRS培养基中提高了约10.7倍。体外安全性评价结果表明，LR-ZB1107-01对硝基还原酶和氨基酸脱羧酶均呈阴性，说明该菌株具有一定的安全性。文中研究成果对LR-ZB1107-01菌株微生态制剂的工业化生产和后续产品开发具有一定的指导作用。

关键词: 鼠李糖乳杆菌, 培养基优化, 响应面设计, 益生特性

Abstract:

In order to increase the number of organisms per unit volume of fermentation broth and provide a basis for the development and application of Lactobacillus rhamnosus ZB1107-01 (LR-ZB1107-01) obtained in the early stage of the study, which is well tolerated by simulated gastrointestinal tract, this paper initially performs medium optimization and probiotic properties investigation of the strain. First, the growth curve of strain LR-ZB1107-01 in MRS medium was measured to clarify its growth pattern in liquid medium. Next, the number of viable bacteria in the fermentation broth of strain LR-ZB1107-01 was used as the detection index, and different kinds of nitrogen sources, carbon sources and growth factors were examined unilaterally to determine the optimal medium components, and response surface tests were conducted to optimize the medium ratios and select the best medium. Finally, the in vitro safety of the nitro reductase activity and amino decarboxylase activity was evaluated. The results show that the viable bacteria count concentration can reach 8.56×10⁸ CFU/mL, if three nutrients and contents that significantly affected the viable bacteria count are changed as follows: the addition of D-isoascorbic acid at 0.02%, magnesium sulfate at 0.12% and peptone at 3%, based on the glucose content of MRS medium at 2% and combined with the optimized culture conditions. The viable bacteria count is about 10.7 times higher than that in MRS medium. The in vitro safety evaluation results indicate that LR-ZB1107-01 is negative for both nitroreductase and amino acid decarboxylase, suggesting that the strain has a certain safety profile. This achievement has a certain guiding effect on the industrial production of probiotic strains and the subsequent development of products.

Key words: Lactobacillus rhamnosus, culture medium optimization, response surface design, probiotic characteristics

中图分类号:

TS201.3

许喜林, 赵思博, 郑柳青, 等. 鼠李糖乳杆菌LR-ZB1107-01的培养基优化及益生特性评价[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2022, 50(8): 21-29.

XU Xilin, ZHAO Sibo, ZHENG Liuqing, et al. Culture Medium Optimization and Probiotic Characteristics Evaluation of Lactobacillus rhamnosus LR-ZB1107-01[J]. Journal of South China University of Technology(Natural Science Edition), 2022, 50(8): 21-29.

图/表 11

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表1

表2

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参考文献 17

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试验号	A/%	B/%	C/%	D/%	E/%	F/%	G/%	H/%	I/%	活菌数/（10⁸CFU·mL^-1）
1	0	4	4	0.015	0.12	0.04	0.07	0.02	0.03	5.27 ± 0.09
2	0	4	4	0.025	0.08	0.02	0.05	0.04	0.03	8.50 ± 0.04
3	0	4	3	0.025	0.12	0.02	0.07	0.04	0.05	6.90 ± 0.11
4	3	3	3	0.015	0.12	0.02	0.07	0.04	0.03	8.40 ± 0.14
5	0	3	3	0.025	0.08	0.04	0.07	0.02	0.05	7.13 ± 0.13
6	0	3	3	0.015	0.08	0.02	0.05	0.02	0.03	10.7 ± 0.05
7	3	4	3	0.015	0.08	0.04	0.05	0.04	0.05	7.30 ± 0.07
8	3	4	4	0.015	0.08	0.04	0.07	0.02	0.05	8.20 ± 0.08
9	3	3	4	0.025	0.12	0.02	0.05	0.02	0.05	6.97 ± 0.14
10	3	3	4	0.025	0.08	0.04	0.07	0.04	0.03	6.40 ± 0.05
11	0	3	4	0.015	0.12	0.04	0.05	0.04	0.05	6.20 ± 0.15
12	3	4	3	0.025	0.12	0.04	0.05	0.02	0.03	6.90 ± 0.04

变量	校正结果	均方	贡献度/%
A	0.004 1	0.000 5	0.068
B	-0.023 8	0.001 7	2.295
C	-0.056 9	0.009 7	13.138
D	-0.022 5	0.001 5	2.055
E	-0.072 7	0.015 9	21.449
F	-0.100 5	0.030 3	40.963
G	-0.039 7	0.004 7	6.400
H	-0.007 6	0.000 2	0.233
I	-0.024 2	0.001 8	2.366

试验号	A/%	B/%	C/%	活菌数/（10⁸CFU·mL^-1）
1	0.03	0.08	3.00	2.86 ± 0.17
2	0.02	0.10	3.00	5.10 ± 0.12
3	0.03	0.12	3.00	5.16 ± 0.18
4	0.04	0.10	3.00	2.78 ± 0.08
5	0.04	0.08	3.50	2.89 ± 0.24
6	0.02	0.08	3.50	3.60 ± 0.24
7	0.03	0.10	3.50	3.60 ± 0.21
8	0.04	0.10	4.00	2.88 ± 0.19
9	0.03	0.10	3.50	3.60 ± 0.24
10	0.03	0.10	3.50	3.60 ± 0.25
11	0.03	0.12	4.00	5.17 ± 0.14
12	0.02	0.10	4.00	2.99 ± 0.16
13	0.02	0.12	3.50	5.67 ± 0.07
14	0.03	0.10	3.50	3.60 ± 0.28
15	0.04	0.12	3.50	5.53 ± 0.22
16	0.03	0.10	3.50	3.60 ± 0.29
17	0.03	0.08	4.00	3.60 ± 0.29

来源	总和	自由度	均方	F值	P值
模型	1 688.20	9	187.58	7.81	0.006 5
A	187.23	1	187.23	7.79	0.026 9
B	996.11	1	996.11	41.46	0.000 4
C	16.72	1	16.72	0.69	0.431 7
AB	18.35	1	18.35	0.76	0.411 1
AC	153.18	1	153.18	6.38	0.039 5
BC	24.60	1	24.60	1.02	0.345 3
A²	2.78	1	2.78	0.11	0.743 9
B²	269.74	1	269.74	11.23	0.012 2
C²	29.78	1	29.78	1.24	0.302 3
残差	168.19	7	24.03
失拟项	168.19	3	56.06	5.74	0.062
净误差	0.000	4	0.00
总误差	1 856.39	16

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鼠李糖乳杆菌LR-ZB1107-01的培养基优化及益生特性评价

Culture Medium Optimization and Probiotic Characteristics Evaluation of Lactobacillus rhamnosus LR-ZB1107-01

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