近日，自杭州大微在“第四屆食品安全與人類健康研討會(huì)”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(shì)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(gè)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(duì)此，杭州大微通過對(duì)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(jí)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(jí)壓力傳感器和軟件控制系統(tǒng)，可自動(dòng)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(shí)也應(yīng)用于市場監(jiān)管部門的監(jiān)督檢驗(yàn)活動(dòng)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(jí)氧氣濃度梯度馴化對(duì)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(píng)價(jià)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(shí)，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(duì)產(chǎn)品進(jìn)行穩(wěn)定性評(píng)價(jià)。

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(duì)腸道菌群的菌群結(jié)構(gòu)和功能認(rèn)識(shí)不斷加深；但是對(duì)原核生物的純培養(yǎng)逐漸被忽視，但純培養(yǎng)對(duì)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(shí)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(tái)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(dòng)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(shí)，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(duì)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(duì)腸道微生物菌群的影響。同時(shí)由于該系統(tǒng)提供準(zhǔn)確的平行研究平臺(tái)，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(duì)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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