【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于微生物，特别涉及一种嗜酸乳杆菌高密度发酵培养基及培养方法。
技术介绍
1、嗜酸乳杆菌(lactobacillusacidophilus)作为一种优良的益生菌，因其突出的耐酸和耐胆盐特性，使得它能够在胃液和胆盐等恶劣环境下存活并顺利到达肠道进行定殖，这些特性明显优于传统的乳酸发酵菌种如保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌，因此它受到人们的关注，并在食品、医药等行业广泛应用。
2、嗜酸乳杆菌lac-01是分离自我国传统发酵食品、具有自主知识产权的益生菌，具有多项益生功能，已实现工业化生产应用。然而lac-01产业化过程中存在发酵活菌数低问题，导致菌体分离生物量不足、冻干粉活菌数低，严重影响生产成本和产品应用。究其原因是lac-01菌株特异性营养需求不明确、发酵条件不适宜造成菌体营养素代谢和增殖受限。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于通过对培养基和培养条件的优化，提供一种嗜酸乳杆菌高密度发酵培养基及培养方法，使得嗜酸乳杆菌lac-01的高密度发酵活菌数达到9.71±0.03lg cfu/ml，从而有利于该菌广泛应用于食品、医药等领域。
2、本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
3、本专利技术的第一部分提供了一种嗜酸乳杆菌高密度发酵培养基，按质量浓度计包括如下组分：
4、果糖30～32g/l，柠檬酸铵2～3g/l，吐温-80 1.5～2g/l，牛肉粉42～47g/l，牛肝浸粉8～12g/l，碳酸钙4～
5、本专利技术第二部分提供了一种嗜酸乳杆菌的高密度发酵培养方法，其中，采用上述高密度发酵培养基对嗜酸乳杆菌进行高密度发酵，所述菌株为嗜酸乳杆菌(lactobacillusacidophilus)lac-01，分离自传统发酵食品酸菜，于2021年10月13日，在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏编号为cgmcc no.23585；
6、所述高密度发酵培养方法包括以下步骤：
7、(1)高密度发酵培养基的配置：按照上述质量浓度配置嗜酸乳杆菌高密度发酵培养基，并灭菌备用；
8、(2)将所述嗜酸乳杆菌lac-01置于mrs培养基中进行活化，得到嗜酸乳杆菌种子发酵剂；
9、(3)在初始ph 7.0，温度41℃的条件下，将嗜酸乳杆菌种子发酵剂以3×106cfu/ml的接种量接种至所述嗜酸乳杆菌高密度发酵培养基中，采用恒ph值5.5条件下高密度发酵；
10、(4)在步骤(3)的高密度发酵过程中，向高密度发酵培养基中添加柱状二氧化锰催化剂，以促进嗜酸乳杆菌发酵过程中产生的过氧化氢的分解。
11、进一步的，以20％氨水作为发酵中和剂，维持恒ph值5.5条件下的高密度发酵。
12、进一步的，高密度发酵嗜酸乳杆菌的活菌数最高，达9.71±0.03lg cfu/ml。
13、本专利技术的第三部分提供了一种嗜酸乳杆菌高密度发酵的协同增效营养素组合物，所述组合物由吐温-80和柠檬酸铵组成，两种营养素在嗜酸乳杆菌高密度发酵培养基中的添加量分别为1.5～2g/l、2～3g/l。
14、进一步的，所述嗜酸乳杆菌高密度发酵为所述协同增效营养素组合物上调rpl28(50s核糖体蛋白l28)、ptseiia(磷酸烯醇丙酮酸依赖性磷酸转移酶系统，调控蛋白组件eiia)、bce a(杆菌肽外排atp结合蛋白bcea)基因中的一种或多种基因的表达量。
15、本专利技术相比现有技术的有益效果为：
16、1、本专利技术基于嗜酸乳杆菌lac-01的特异性营养素需求，优化了菌株的高密度发酵培养基和培养条件。获得最优培养基组成为：果糖31.29g/l，柠檬酸铵2.34g/l，吐温-801.81g/l，牛肉粉45g/l，牛肝浸粉10g/l，碳酸钙5g/l，无水硫酸镁0.5g/l，一水硫酸锰0.3g/l，无水乙酸钠4g/l，磷酸氢二钾2g/l，鸟嘌呤0.4g/l，d-缬氨酸0.3g/l。优化后，稳定期的活菌数达到9.23±0.09lg cfu/ml，利用二氧化锰清除过氧化氢后，进一步将活菌数提高了9.5％。在5l发酵罐，用20％氨水恒定ph 5.5发酵，高密度发酵活菌数达到9.71±0.03lgcfu/ml；为该菌广泛应用于食品、医药等领域提供了技术基础。
17、2、本专利技术解析了营养素协同促进lac-01增殖的机制。响应曲面及等高线图结果显示，果糖与柠檬酸铵、吐温-80与柠檬酸铵对菌株增殖具有显著协同交互作用。生长曲线结果证实，吐温-80和柠檬酸铵协同组对数中期菌密度比吐温-80、柠檬酸铵单独添加分别提高了9.2％和391.3％，且优于果糖和柠檬酸铵协同组。利用转录组学技术，分析了吐温-80和柠檬酸铵可能的协同机制。结果显示，较单独添加，吐温-80和柠檬酸铵共同处理6个基因显著上调且起到协同效应，包括核糖体、pts系统、abc转运系统等功能表达上调。其中rpl28(50s核糖体蛋白l28)、ptseiia(磷酸烯醇丙酮酸依赖性磷酸转移酶系统，调控蛋白组件eiia)、bce a(杆菌肽外排atp结合蛋白bcea)表达量分别比单独添加提高3.58、9.02，2.99、6.05，2.23、9.17倍，表明协同组通过促进蛋白质合成，调控pts系统，促进糖代谢，促进lac-01生长增殖；同时调控abc转运系统，促进杆菌肽外排，维持生长环境稳定。
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1.一种协同增效营养素组合物在嗜酸乳杆菌高密度发酵中的应用，其特征在于，所述组合物由吐温-80和柠檬酸铵组成，两种营养素在嗜酸乳杆菌高密度发酵培养基中的添加量分别为1.5～2g/L、2～3g/L。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述嗜酸乳杆菌高密度发酵为所述协同增效营养素组合物上调RPL28、ptsEIIA、bceA基因中的一种或多种基因的表达量。
3.一种嗜酸乳杆菌高密度发酵培养基，其特征在于，所述培养基按质量浓度计包括如下组分：
4.根据权利要求3所述的嗜酸乳杆菌高密度发酵培养基，其特征在于，所述培养基按质量浓度计包括如下组分：
5.一种嗜酸乳杆菌的高密度发酵培养方法，其特征在于，采用如权利要求3或4所述培养基对嗜酸乳杆菌进行高密度发酵，所述菌株为嗜酸乳杆菌(Lactobacillusacidophilus)LAC-01，于2021年10月13日，在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏，保藏编号为CGMCC No.23585；
6.根据权利要求5所述嗜酸乳杆菌的高密度发酵培养方法，其特征在于，以
7.根据权利要求5或6所述嗜酸乳杆菌的高密度发酵培养方法，其特征在于，高密度发酵嗜酸乳杆菌的活菌数最高，达9.71±0.03lg CFU/mL。
...【技术特征摘要】
1.一种协同增效营养素组合物在嗜酸乳杆菌高密度发酵中的应用，其特征在于，所述组合物由吐温-80和柠檬酸铵组成，两种营养素在嗜酸乳杆菌高密度发酵培养基中的添加量分别为1.5～2g/l、2～3g/l。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述嗜酸乳杆菌高密度发酵为所述协同增效营养素组合物上调rpl28、ptseiia、bcea基因中的一种或多种基因的表达量。
3.一种嗜酸乳杆菌高密度发酵培养基，其特征在于，所述培养基按质量浓度计包括如下组分：
4.根据权利要求3所述的嗜酸乳杆菌高密度发酵培养基，其特征在于，所述培养基按质量浓度计包括如下组分：
5.一种...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵亮，袁颖，林丽，董鑫蕊，苗维娜，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：
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