背景：益生菌制劑(的深加工與長(zhǎng)期保藏通常依賴于冷凍干燥技術(shù)。然而，在凍干前，發(fā)酵液中的活菌濃度較低且含有大量水分，直接凍干效率低下、能耗高，且容易在冰晶形成過(guò)程中對(duì)菌體造成機(jī)械損傷，導(dǎo)致存活率下降。低溫真空離心濃縮技術(shù)能有效解決這一問(wèn)題。其原理是在低溫和真空雙重條件下，通過(guò)離心力防止樣品暴沸，同時(shí)利用真空降低溶劑沸點(diǎn)，使水分在遠(yuǎn)低于常溫的溫度下溫和蒸發(fā)。

此方法能快速、高效地濃縮菌懸液，提高菌體密度，減少后續(xù)凍干體積，從而縮短凍干時(shí)間，并最大限度地減少因熱效應(yīng)和冰晶生長(zhǎng)對(duì)益生菌活性的損害，為獲得高活性益生菌凍干粉奠定基礎(chǔ)。本次實(shí)驗(yàn)旨在評(píng)估使用低溫真空離心濃縮儀對(duì)益生菌發(fā)酵液進(jìn)行預(yù)濃縮的可行性與初步效果。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：

1.樣品前處理

使用5g酵母粉加入100 mLPBS溶液，使用手持勻漿儀混勻

2.物料準(zhǔn)備

準(zhǔn)備兩個(gè)5 mL樣品(50 mL離心管)

3.參數(shù)設(shè)置

打開(kāi)真空離心濃縮儀，設(shè)置參數(shù) 1500rpm,時(shí)間4h,溫度4℃樣品管對(duì)稱放入轉(zhuǎn)子并啟動(dòng)程序。運(yùn)行約1小時(shí)后，觀察各管中液體體積均縮減至約3 mL。立即停止程序，釋放真空。

4.濃縮過(guò)程

打開(kāi)油泵和冷阱，設(shè)置制冷，溫度降到-70℃，點(diǎn)擊啟動(dòng)，開(kāi)始離心。實(shí)驗(yàn)結(jié)束，酵母均直接濃縮成干粉。

實(shí)驗(yàn)效果：

實(shí)驗(yàn)前后對(duì)比圖

儀器優(yōu)勢(shì)：本次實(shí)驗(yàn)成功利用低溫真空離心濃縮儀對(duì)益生菌發(fā)酵液進(jìn)行了溫和的濃縮。

1.工藝有效性

該方法能在較低溫度(4℃)下，將樣品體積快速濃縮，大大提高了單位體積內(nèi)的菌體密度，達(dá)到了預(yù)期濃縮目標(biāo)。

2.活性保護(hù)關(guān)鍵

低溫環(huán)境與真空條件的結(jié)合，避免了傳統(tǒng)加熱濃縮或常溫蒸發(fā)可能引起的熱脅迫和氧化損傷，初步活菌計(jì)數(shù)結(jié)果表明對(duì)益生菌活性的影響較小，證明了該技術(shù)用于熱敏感生物樣品濃縮的優(yōu)越性。

3.為下游工藝賦能

濃縮后的高濃度菌懸液體積小，有利于后續(xù)與凍干保護(hù)劑高效混合，并大幅縮短冷凍干燥周期，潛在降低了整體能耗并有望提高最終凍干粉的活菌存活率。