1、華南農業大學綜合性實驗報告實驗項目名稱：噴霧干燥對酸奶中乳酸菌存活性的影響實驗項目性質：綜合性實驗所屬課程名稱：發酵工程設備班級：2011級生物工程1班姓名：秋葉學號：指導老師：宋賢良實驗日期：2014.5.7摘要：本實驗以酸奶為材料，對其進行噴霧干燥。分別得到分離器、干燥管和干燥室中的干燥物含水率：干燥室酸奶粉含水率 6.43%,管道酸奶粉含水率20.93%,分離器酸奶粉含水率5.03%。并且對這些部位收集的酸奶粉進行形態觀察、活菌培養、革蘭氏染色 鏡檢。關鍵詞：噴霧干燥酸奶含水率形態觀察鏡檢1前言噴霧干燥是采用霧化器將原料液分散為霧滴，并用熱氣體（空氣、氮氣或過熱水蒸氣）干燥霧滴而獲得產品

2、的一種干燥方法。原料液可以是溶液、乳濁液、懸浮液。液體的霧化器將料液分散為霧滴，增大干燥過程的傳熱傳質速率。霧化器是噴霧干 燥的關鍵部件之一，目前常用的有 3種，即壓力式霧化器、離心式霧化器、氣流式霧化霧化的液體與熱氣流的接觸表面積很大，它與較高溫 度的氣流一接觸就迅速進行傳熱傳質，霧滴水分吸收熱量 后又迅速蒸發成水蒸氣，空氣既作載熱體又作載濕體。在 干燥初期，霧滴很小，物料內部濕含量的擴散傳遞而造成 的干燥阻力幾乎等于零，物料的溫度一直處于物料的表面 濕球溫度，為恒速干燥階段。在物料表面沒有充水分時， 物料就開始升溫并在內部形成溫度梯度，為降速干燥階段若當溫度梯度很大，物料內部的蒸汽壓大于物

3、料粒子表面內聚力時，粒子即會爆開，瞬時增大傳質蒸發表面。因此噴霧干燥的粉末大多是非球形。乳酸桿菌為厭氧和微好氧菌，革蘭氏染色陽性，表面生長菌落較小；可以發酵葡萄糖或乳糖產生乳酸，將培養基中的碳酸鈣溶解。有一些菌如保加利亞乳桿菌在15 c時不生長，在45 c甚至50 c時生長，最適溫度為40-43 C, 1生長，45 c時一般不生長，最適溫度30 c左右，利用這些特點可對酸奶（液態或固態）中乳酸菌進行培養、鑒別。2材料與設備2.1 實驗設備2.1.1 小型離心噴霧干燥設備（移動式高速離心噴霧干燥機，型號LPG5,江蘇省常州先鋒干燥設備有限公司）。設備參數：離心盤直徑50mm、干燥室直徑800mm

4、,圓筒高600毫米，筒錐角度602.1.2 小型離心噴霧干燥設備上熱電偶溫度計（進出風）2.1.3 形態觀察儀器2.1.4 折光儀、勻漿器、電子天平、高壓滅菌鍋、361。叵溫培養箱、04c冰箱、超凈工作臺、容量為1、10和25mL的吸管、500mL廣口瓶或三角瓶、直徑為9cm的平皿、8X 180mm的試管、燒杯、藥匙、1mL移液管、洗耳球、酒精燈、試管架2.2 實驗材料酸奶、麥芽糊精、？-環糊精、無菌生理鹽水、改良TJA培養基（改良番茄汁瓊脂培養基）3實驗方法3.1 噴霧干燥設備流程圖1噴霧干燥流程1一料液計量瓶；2壓縮空氣；3空氣過濾器；4加熱器；5噴霧干燥室；6旋風 分離器；7代濾器；8風

5、機；9霧化器；10空氣壓縮機；11 可調穩壓閥；12 溫度顯示儀；13電壓調節器3.2 實驗步驟3.2.1 酸奶勻漿的制備麥芽糊精和？-環糊精按3:1比例稱取40g ,然后混合于蒙牛酸奶（共4盒，約400g ）中，并用勻漿機打勻備用。測定實驗環境溫度、酸奶含水率及可溶性固性物含量等。3.2.2 干燥操作認真檢查設備流程和各部件的結構構造。確定一切正常后啟動排風機，檢查系統部分連接是否良好，有無漏氣的地方，物料收集斗下方是否放有冷卻水。接上加熱電源預熱干燥室，設定在170 Co達到所要求的溫度，即啟動離心轉盤到正常運轉、并慢慢進少量的物料，觀察霧滴的在干燥室中狀態，調節供料量直到能看見霧狀液滴在

6、干燥室中運動，穩定供料。干燥操作完成后，停止進料、停加熱器及停止離心盤轉動，待進口溫度低于80 c后再停止排風機。拆卸管道、分離器，收集粉料。取出離心噴霧頭小心拆開清洗，后抹干安裝好垂直放置，盒中保存。（注意：拆洗離心轉盤，要特別小心，因它是槎性軸很容易壓變形而致損 壞。）測定產品的含水率及觀測形態。3.2.3 乳酸菌活性測定3.2.3.1 培養基的配置培養基的成分見表1。表1檢測用培養基成分表改良TJA培養基（改良番茄汁瓊脂培養基）成分番茄汁50mL酵母抽提液5g肉膏10g乳糖20g葡萄糖2gK2HPO42g吐溫801g乙酸鈉5g瓊脂15g水加至.1000mLpH6.8 0.2 （用10mo

7、l/L的氫氧化鈉調節）將新鮮番茄洗凈，切碎（切勿搗碎），放入三角燒瓶，置4c冰箱812h,取出后用 紗布過濾即制成番茄汁。將所有成分加入蒸儲水中，加熱溶解，校正pH6.8 0.2。分裝燒瓶，高壓滅菌121c 15min。臨用時加熱熔化瓊脂，冷至50 c時使用。3.2.3.2 編號對稀釋要用的試管進行編號，編號及操作見表2 o表2稀釋試管編號表編號空白12345678原液酸奶無窮10-110-210-310-410-510-610-710-8稀釋倍數酸奶粉無窮10-110-210-310-410-5一一一稀釋倍數無菌生理1099999999鹽水ml菌懸液ml011111111平板個數133333

8、333其中倒平板時酸奶做6、7、8三個梯度，酸奶粉做3、4、5三個梯度（根據具體情況定）。酸奶粉與原酸奶各做3個平行。3.2.3.3 配制原酸奶溶液和酸奶奶粉溶液以無菌操作（即在超凈工作臺上操作，電子天平、稱量紙、藥匙、事先放入超凈工作臺上紫外殺菌30min ）稱取1g奶粉溶解于10-1試管無菌生理鹽水中配成1: 10的均 勻稀釋液。將10-1試管置試管振蕩器上振蕩（此處由于實驗條件有限，蓋住硅膠塞，右 手左右晃動震蕩即可），使菌液充分混勻。酸奶則吸取1ml溶解于另一支10-1標號的無菌生理鹽水中配成1:10的均勻稀釋液。3.2.3.4 稀釋用l mL無菌吸管吸取l mL已充分混勻的1:10的

9、奶粉溶液（待測樣品）沿管壁徐徐 注入含有9mL滅菌生理鹽水的標號10-2試管內（注意吸管尖端不要觸及管內稀釋液）。另取1mL滅菌吸管，按上述操作順序，作10倍遞增稀釋液，如此每遞增一次，即換用1支1mL滅菌吸管。稀釋到所需倍數即可。原液酸奶的稀釋同此過程。（放菌液時吸管尖不要碰到液面，即每一支吸管只能接觸一個稀釋度的菌懸液，否則稀釋不精確，結果誤差較大。此稀釋過程如用移液槍做更好。）3.2.3.5 取樣用三支1mL無菌吸管分別吸取10-3、10-4和10-5的酸奶粉稀釋菌懸液各lmL （酸奶 稀釋液吸取106、107、108三個梯度），對號放入編好號的無菌平皿中，每個平皿放1mL。（分幾次滴于

10、平皿，使其均勻的攤在平皿底部）3.2.3.6 倒平板稀釋液移入平皿后，應及時將冷至 45 50 c的改良TJA培養基注入平皿約15mL, 并轉動平皿使混合均勻。以上整個操作自培養物加入培養皿開始至接種結束須在20min內完成。待培養基凝固后，將平板倒置于 37。叵溫培養箱中培養培養723h。3.2.3.7 觀察乳酸菌菌落特征及計數觀察乳酸菌菌落特征，選取菌落數在 30300之間的平板進行計數。本次試驗選取 乳酸菌菌落容易計數的平板進行計數。（乳酸菌菌落形態：圓形，表面光滑，中央凸起或 者扁平的乳白色和乳黃色菌落。）則1mL檢樣中乳酸菌數為：（Ni+N2+N3）*A / 3單位是：個/g或者個/

11、mlNi、心、N3平行平皿中乳酸菌落個數A稀釋倍數（如選取的是10-2的平板中的菌落數，則 A=100）根據證實為乳酸菌菌落計算出該皿內的乳酸菌數， 然后乘其稀釋倍數即得每毫升樣品 中乳酸菌數。例如，檢樣104的稀釋液在改良TJA瓊脂平板上，生成的可疑菌落為 35 個，取5個鑒定，證實為乳酸菌的是4個，則1mL檢樣中乳酸菌數為：35 4 104 2.8 1055323.8鏡檢計算后，隨機挑取5個菌落數進行革蘭氏染色，顯微鏡檢查。4實驗結果與分析4.1 噴霧干燥實驗結果收集器內收集到的酸奶粉呈白色，粉末狀，較均勻。管道內收集到的酸奶粉呈微黃色，顆粒稍比收集器內的大。腔體中收集到的酸奶粉呈黃色，顆

12、粒比管道的大，并有部 分焦結。實驗數據及計算結果記錄如表3。干燥溫度：108度，實驗環境溫度：26度。表3噴霧干燥數據記錄項目數據酸奶凈含量200.0g淀粉14g?-環糊精6g酸奶可溶性固形物含量15%酸奶含水率83.03%酸奶勻漿可溶性固形物含量20%酸奶勻漿含水率76.37%分離器中酸奶粉含水率5.03%管道收集酸奶粉含水率20.93%干燥室中收集酸奶粉含水率6.43%由表可以看到，酸奶原液測出的可溶性固形物含量為 14%,按2:1加入麥芽糊精與?-環糊精調至20%進行噴霧干燥。干燥分別得到分離器、干燥管和干燥室中的干燥物， 測得各自的含水量：分離器中酸奶粉含水率為20.64% ;管道中酸

13、奶粉含水率為26.59%;干燥室中酸奶粉含水率為19.62%,與理論梯度出現偏差，其中一個很重要的原因在于從各部分中取出奶粉時，奶粉受潮吸水，導致測出的結果出現偏差；同時，對比三部分中的奶粉顏色，發現干燥器中奶粉顏色呈黃色，干燥管中顏色呈微黃色，分離器中取出的奶粉顏色呈白色，由此可知，在干燥室與干燥管中，奶粉顆粒都受到不同程度的受熱焦化，導致顏色不美觀，在操作時必須控制熱風溫度；最后，在干燥室中，奶粉會出現粘壁現象，使產量降低，影響干燥效率、干燥的衛生條件。4.2 干燥后的奶粉顆粒鏡檢i1.二| i * * * t IMFFF - r wnPI管道酸奶粉鏡檢圖圖圖圖rHTFiflH- .* =

14、-dw-”廿一*R!* * 1旋風分離器酸奶粉鏡檢圖圖圖圖表4各樣品中酸奶粉直徑部位直徑測量（單位科m ）平均值直徑直徑直徑直徑直徑平均值干燥室鏡檢圖20.6118.5414.4512.9611.7615.66414.63干燥室鏡檢圖21.9118.8816.6714.3612.0816.78干燥室鏡檢圖11.8412.3912.1810.959.8011.432管道鏡檢圖11.4214.2117.2513.1115.4014.27813.82管道鏡檢圖15.3418.2414.1612.0314.4214.838管道鏡檢圖12.1412.6212.4912.1712.3712.358分離器鏡

15、檢圖14.5512.2215.04-13.9415.98分離器鏡檢圖16.3813.2412.2212.05-13.4725分離器鏡檢圖16.0527.4518.06-20.52從上表可知，干燥獲得的酸奶粉粒徑為微米級范圍，奶粉呈中空狀，包裹層的厚度 為十幾微米左右，整個顆粒大小為10微米到40微米的范圍。三個部位的酸奶奶粉顆粒直徑大小出現初步規律，從分離器，到干燥室內，再到管 內，酸奶粉的顆粒直徑平均值越來越小。分離器所收集的酸奶包埋顆粒是最大的，其次 是干燥室，最小的是管道。但是仍存在一個問題就是由于鏡檢樣品數目較少，所檢同一 個部位的顆粒大小并不均勻，而且相差較大，規律不夠明顯。有可能是

16、因為處理樣品壓 片時，會因為力度控制不同，三個鏡檢樣受壓情況不同，導致其形變程度有差別；樣品 的潮濕程度不同，導致外徑吸水膨脹，造成較大誤差。4.3 菌落革蘭氏鏡檢隨機挑取5個平板的5個單菌落，革蘭氏染色鏡檢結果全為紫色，說明是革蘭氏陽性菌。菌體形態為桿菌，由此推斷極有可能是乳酸菌。鏡檢結果見圖 2.圖2菌落革蘭氏染色鏡檢結果圖4.4 菌活性測定結果本次實驗對平板的菌落進行計數，計數范圍為30-300之間的平板。故收集到的實驗數據記錄見表5。表5平板菌落總數的計數計數生理鹽水對照干燥室樣品平板干燥室樣品平板管道樣品平板管道樣品平板分離器樣品平板分離器樣品平板10-31095386535蔓延蔓延10-473蔓延6蔓延76蔓延由此，可以計算出對應的乳酸菌數目1mL干燥室酸奶粉檢樣中乳酸菌數為1mL管道酸奶粉檢樣中乳酸菌數為5 38 3 1065 3531032473 10=3.76 X 1056 104=5.5 X 1041mL分離器酸奶粉檢樣中乳酸菌數為 76 X 104=7.6 X 105其余部分由于菌落蔓延無法計算。由此可知，分離器得到的酸奶粉中的活菌數是最多的，其次是干燥室，活菌數最少 的是管道。說明噴霧干燥