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  近日，自杭州大微在“第四屆食品安全與人類健康研討會”上亮相了新一代智能厭氧微生物培養(yǎng)系統(tǒng)以來，一直受到了許多科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)的關(guān)注和咨詢，該系統(tǒng)的特點(diǎn)和優(yōu)勢也得到了廣泛認(rèn)可。

  目前，益生菌可謂是近年來保健品、食品、生物制劑、醫(yī)療等領(lǐng)域的團(tuán)寵，其研究已成為跨越食品科學(xué)、微生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、營養(yǎng)學(xué)、免疫學(xué)和腸道健康科學(xué)等多個領(lǐng)域的熱點(diǎn)，具備替代抗生素等藥物的巨大潛能。那么，新一代智能厭氧培養(yǎng)系統(tǒng)在益生菌行業(yè)中又有怎樣的應(yīng)用呢？

  對此，杭州大微通過對微生物特性的專業(yè)了解，并結(jié)合益生菌開發(fā)過程中的特點(diǎn)和問題，進(jìn)行深入思考后，為新一代智能厭氧培養(yǎng)系統(tǒng)在益生菌行業(yè)中應(yīng)用研究方向提供了新思路。

一、益生菌制品中活菌計(jì)數(shù)

  益生菌制品的特殊營養(yǎng)作用和保健功能都取決于其成品中所含有足夠數(shù)量級的活性益生菌數(shù)，因此計(jì)數(shù)各種益生菌制品的活菌總數(shù)是判斷其品質(zhì)好壞和功能活性高低的重要手段。

      DW-100A-K智能厭氧培養(yǎng)系統(tǒng)工作原理是系統(tǒng)內(nèi)置精密無油真空泵，毫巴級壓力傳感器和軟件控制系統(tǒng)，可自動控制氣體的抽排與置換，使所連接的培養(yǎng)罐體內(nèi)數(shù)分鐘即達(dá)到厭氧、微需氧或特定氧濃度設(shè)定的氣體培養(yǎng)環(huán)境。然后，再將設(shè)定好氣體環(huán)境的培養(yǎng)罐和主機(jī)分離，置于任意溫度的恒溫培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng)。

  智能厭氧培養(yǎng)系統(tǒng)在益生菌制品的活菌計(jì)數(shù)實(shí)驗(yàn)過程中，提供了穩(wěn)定、專業(yè)的厭氧培養(yǎng)條件，提高了計(jì)數(shù)結(jié)果的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，為企業(yè)益生菌制品的品控提供了技術(shù)支撐，同時也應(yīng)用于市場監(jiān)管部門的監(jiān)督檢驗(yàn)活動中。

二、耐氧優(yōu)良益生菌株的馴化選育

  篩選出具有優(yōu)良耐氧性的雙歧桿菌，能極大地促進(jìn)其在益生菌制品中的應(yīng)用。耐氧型雙歧桿菌的獲取一般需通過分離、鑒定和馴化三步完成。首先是各類樣品進(jìn)行處理，在厭氧條件下培養(yǎng)、分離；然后通過鑒定手段以確定獲取菌株是否為雙歧桿菌；再通過雙歧桿菌菌株在厭氧環(huán)境和微需氧環(huán)境下交替培養(yǎng)，多次傳代后以獲得耐氧型雙歧桿菌。在此過程中，厭氧環(huán)境的形成和逐級氧氣濃度梯度馴化對耐氧型菌株的獲取有非常重要的影響。通過DW-100A-K智能厭氧培養(yǎng)系統(tǒng)，可準(zhǔn)確、地實(shí)現(xiàn)氧氣濃度從0~15%的控制，并實(shí)現(xiàn)厭氧與微需氧環(huán)境的轉(zhuǎn)化，從而增加耐氧型菌株陽性率。

 

耐氧優(yōu)良益生菌株的耐氧馴化實(shí)驗(yàn)示意圖

 

三、益生菌制劑的生產(chǎn)工藝優(yōu)化和工藝質(zhì)控

  益生菌產(chǎn)品生產(chǎn)過程主要由種子培養(yǎng)、投料接種、大罐發(fā)酵、菌液處理與凍干、益生菌產(chǎn)品的穩(wěn)定性評價等五大基本步驟組成。在此過程中，接種量、氧氣濃度、培養(yǎng)溫度是保證其產(chǎn)品品質(zhì)的重要影響因素，因此采用智能厭氧培養(yǎng)系統(tǒng)，可準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)各種微生物的生長環(huán)境，更好地確定加工流程與加工條件，確定產(chǎn)品加工過程中的質(zhì)控點(diǎn)與要求，以保證產(chǎn)品品質(zhì)；同時，該系統(tǒng)可同步實(shí)現(xiàn)在相同環(huán)境條件下的不同溫度加速試驗(yàn)，從而更準(zhǔn)確地對產(chǎn)品進(jìn)行穩(wěn)定性評價。

四、微生物培養(yǎng)組學(xué)（culturomics）研究領(lǐng)域

  在近年來，隨著宏基因組技術(shù)的發(fā)展，人們對腸道菌群的菌群結(jié)構(gòu)和功能認(rèn)識不斷加深；但是對原核生物的純培養(yǎng)逐漸被忽視，但純培養(yǎng)對于闡明這些微生物的功能和分離潛在益生菌是必需的；通過培養(yǎng)組學(xué)（culturomics）技術(shù)培養(yǎng)人體腸道菌群中從前無法培養(yǎng)的細(xì)菌，受到科學(xué)界廣泛關(guān)注。利用DW-100A-K智能厭氧培養(yǎng)系統(tǒng)的多種培養(yǎng)環(huán)境平行研究（同時生成：多種氣體、多種濃度、多種溫度可選；靈活：多種罐體，獨(dú)立培養(yǎng)，避免交叉污染）能力，結(jié)合多種培養(yǎng)基組合，將有助于提升培養(yǎng)組學(xué)技術(shù)平臺的多重培養(yǎng)分離能力。

 

多種培養(yǎng)環(huán)境平行研究實(shí)驗(yàn)示意圖

五、中藥類保健食品成分的腸內(nèi)生物轉(zhuǎn)化研究領(lǐng)域

  在人和動物腸內(nèi)菌叢中，99%是厭氧性細(xì)菌，利用微生物智能厭氧系統(tǒng)可模擬人腸內(nèi)厭氧條件和菌叢組成，大量培養(yǎng)人腸內(nèi)厭氧性細(xì)菌，并通過酶與保健品食品中的中藥類成分在37℃的厭氧條件下共溫培養(yǎng)，可實(shí)現(xiàn)生物轉(zhuǎn)化過程。與此同時，通過建立相應(yīng)的轉(zhuǎn)化模型和標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程，并結(jié)合轉(zhuǎn)化產(chǎn)物與原形化合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，還可推斷轉(zhuǎn)化機(jī)制，有利于尋找、合成有活性的天然產(chǎn)物及其衍生物，對其進(jìn)行深入的研究。

六、腸道微生物體外模型研究領(lǐng)域

  采用DW-100A-K智能厭氧培養(yǎng)系統(tǒng)，可根據(jù)胃、小腸、升結(jié)腸、橫結(jié)腸等腸道部位的溫度、氧氣濃度、pH等條件特點(diǎn)，在不同的獨(dú)立培養(yǎng)罐中分別構(gòu)建腸道微生物體外研究模型；更好地模擬腸道和研究外界因素（如益生菌、益生元）對腸道微生物菌群的影響。同時由于該系統(tǒng)提供準(zhǔn)確的平行研究平臺，較大程度保證了條件的一致性，通過連續(xù)發(fā)酵培養(yǎng)，將各模型進(jìn)行整合，可幫助尋找出適宜的培養(yǎng)篩選條件，以實(shí)現(xiàn)對不同腸道段中微生物的靶向培養(yǎng)分離。

 

DW-100A-K智能厭氧培養(yǎng)系統(tǒng)

 

欲閱讀文章全部內(nèi)容，可閱讀《食品安全導(dǎo)刊》第247期24~26頁

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