食品科学技术学报201601 - page 51

从图 7 可以看出 , 在植物乳杆菌 YW11 的生长
期(6 ~ 18 h), 随着发酵时间的延长,EPS 的产量增
长速度较快, 在 18 h 时, EPS 的产量达到最高为
46郾 51 mg / L。 然而,18 h 后 ,EPS 的产量呈现小幅度
下降,随着发酵时间的继续延长,EPS 的产量趋于稳
定, 在 36 h,EPS 产量为 44郾 48 mg / L。 因此发酵时间
选为 18 h。 Zhang 等[12] 和 Wang 等 [13] 的研究发现随
着发酵时间的延长 , 植物乳杆菌 C88 和 70810 的
EPS 产量均呈现出下降趋势 ,并推断这可能是由于
培养时间过久,培养基中营养成分缺乏以及发酵后
期细菌产生了可降解多糖的酶所致。
2郾 1郾 8摇 pH 值对 EPS 产量的影响
培养基初始 pH 值是微生物在确定的发酵环境
中代谢活动的综合指标 ,pH 值通过改变酶活性从而
间接控制微生物的代谢 。 不同 pH 值下 EPS 产量的
变化如图 8。
从图 8 可以看出,在不同的 pH 值下, 植物乳杆
菌 YW11 EPS 的产量各不相同。 在 pH 值为 4 时,
EPS 产量较低, 这可能是由于低 pH 值抑制了菌体
的生长, 从而影响 EPS 的分泌 ;在 pH 值 6郾 0 时 ,EPS
的产量达到最大为 42郾 99 mg / L。 研究表明, 在 pH
值 5郾 8 ~ 6郾 2 时 , 乳酸菌 EPS 合成量最大, 若 pH
摇 摇
图 8摇 pH 值对植物乳杆菌 YW11 EPS 产量的影响
Fig. 8摇 Effect of pH on yields of EPS from
Lactobacillus plantarum YW11
值的降低, 则会导致多糖的合成由于失去类异戊二
烯脂中间体而受到阻碍 [14] 。 Shu 等 [15] 研究发现, 微
生物产 EPS 的最适 pH 值在中性偏酸; 此后 , 随着
pH 值继续升高,EPS 产量降低较为显著。 因此 , 选
取 pH 值 6郾 0 进行下一步实验。
2郾 2摇 正交试验筛选发酵条件显著性
在单因素实验基础上 , 对影响植物乳杆菌产胞
外多糖的 6 个因素 ( 大豆蛋白胨质量浓度、pH 值、 接
种量、 乳糖质量浓度 、发酵时间 、 发酵温度) 进行二
水平正交设计, 结果如表 1。
表 1摇 二水平正交试验安排 、EPS 产量与极差分析
Tab. 1摇 Experimental design, results, and intuitive analysis of two鄄level orthogonal design
因素
籽( 乳糖) /
(g·L -1 )
籽(大豆蛋白胨) /
(g·L -1 )
接种量 /
% pH 值
温度 /
益
时间 /
h 空白
籽(EPS) /
(mg·L -1 )
实验 1 5 5 1 4 32 18 1 43郾 65
实验 2 5 5 1 6 47 36 2 68郾 76
实验 3 5 15 3 4 32 36 2 60郾 21
实验 4 5 15 3 6 47 18 1 75郾 59
实验 5 15 5 3 4 47 18 2 44郾 89
实验 6 15 5 3 6 32 36 1 49郾 61
实验 7 15 15 1 4 47 36 1 79郾 68
实验 8 15 15 1 6 32 18 2 95郾 56
均值 1 62郾 05 51郾 73 71郾 91 57郾 11 62郾 26 64郾 92 62郾 13
均值 2 67郾 43 77郾 76 57郾 58 72郾 38 67郾 23 64郾 57 67郾 36
极差 5郾 38 26郾 03 14郾 34 15郾 27 4郾 97 0郾 36 5郾 22
摇 摇 空白列为误差项,空白列中的 1 和 2 表示 1 水平和 2 水平
摇 摇 分析表明,各因素对 EPS 产量影响的重要性由
大到小依次为大豆蛋白胨质量浓度、pH 值、接种量、
碳源质量浓度、发酵温度、发酵时间。 选取影响最显
著的 3 个因素 ( 大豆蛋白胨质量浓度、pH 值 、 接种
量) 作为考察的重点,通过响应面法进一步分析。
2郾 3摇 植物乳杆菌 YW11 产 EPS 主要影响因素的响
应面分析结果
根据 BBD 原理, 设计 3 因素 3 水平的响应面分
析实验 。 通过 Design -Expert 响应面设计软件分析 ,
共有 17 个实验点( 见表 2),以大豆蛋白胨质量浓
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