低温款真空离心浓缩仪浓缩益生菌实验

一、实验背景与核心目的

益生菌作为对宿主健康有益的活性微生物，其应用效果与菌体密度、活性保持密切相关。传统益生菌浓缩方法（如常规离心、过滤浓缩）存在浓缩效率低、菌体活性易受温度或机械力破坏、浓缩后菌体密度不足等问题，限制了益生菌产品的研发与生产。

低温真空离心浓缩技术融合了低温保护、真空降沸、离心防bao沸三大优势：在 4℃低温环境下可*大限度保留益生菌活性，真空条件降低溶剂（水）沸点实现快速蒸发，1500rpm 离心力有效避免样品暴沸导致的菌体流失，三者协同作用能高效浓缩菌悬液、提升菌体密度。本次实验采用净信低温真空离心浓缩仪，以模拟益生菌发酵液的菌悬液为处理对象，核心目的包括：① 评估低温真空离心浓缩技术用于益生菌预浓缩的可行性；② 验证该技术在浓缩过程中对益生菌活性的保护效果；③ 观察浓缩产物的形态、均一性，为益生菌规模化浓缩工艺提供技术参考与新思路。

二、实验材料与设备

（一）实验材料

酵母粉（用于模拟益生菌发酵液中的菌体成分，提供微生物载体）；

PBS 缓冲液（pH 7.2-7.4，用于制备菌悬液，维持体系渗透压稳定，保护菌体形态）；

无菌超纯水（用于仪器清洁，避免污染）。

（二）实验设备

净信低温真空离心浓缩仪（核心处理设备，具备低温控温、真空调控、离心转速精准设定功能）；

手持匀浆仪（用于菌悬液制备，确保菌体均匀分散）；

50ml 无菌离心管（用于样品装载与储存）；

电子天平（精度 0.01g，用于酵母粉称量）；

移液管（100ml、5ml 规格，用于溶液量取与样品分装）；

油泵（配套浓缩仪，提供真空环境）；

冷阱（用于冷凝溶剂，维持真空系统稳定性，控温可达 - 70℃）；

生物安全柜（用于样品制备，保证无菌环境）。

三、实验工艺参数与操作步骤

（一）核心工艺参数

参数类型

设定值

备注

样品初始量

5ml / 管（共 2 管）

采用平行样设计，保证实验重复性

离心转速

1500rpm

温和离心力，避免菌体机械损伤

浓缩温度

4℃

低温环境保护益生菌活性，避免热失活

浓缩时间

4h

确保溶剂充分蒸发，达到干粉状态

冷阱温度

-70℃

快速冷凝蒸发的溶剂，维持系统高真空度

（二）详细操作步骤

菌悬液制备：在生物安全柜中，用电子天平准确称量 5g 酵母粉，缓慢加入 100ml 无菌 PBS 缓冲液中；启动手持匀浆仪，将混合液充分混匀，确保酵母粉（模拟益生菌）均匀分散，无明显结块，制备成均一的菌悬液。

样品分装：使用 5ml 移液管，将制备好的菌悬液分别装入两个无菌 50ml 离心管中，每管分装 5ml，做好标记（样品 1、样品 2），作为平行实验样品。

仪器调试与预处理：① 打开低温真空离心浓缩仪，检查仪器密封性、制冷系统及离心模块是否正常；② 开启油泵与冷阱，设定冷阱制冷温度为 - 70℃，等待冷阱温度稳定（波动≤±2℃）；③ 将两个装有样品的离心管对称放入浓缩仪转子中，确保转子平衡，避免离心过程中出现振动。

参数设定与启动：在浓缩仪操作界面设定参数：离心转速 1500rpm、浓缩温度 4℃、浓缩时间 4h，确认参数无误后，点击 “启动” 按钮，仪器开始运行（离心、制冷、真空系统同步工作）。

过程监控与结束操作：浓缩过程中，实时观察仪器运行状态（真空度、温度、转速是否稳定），记录无异常；4h 后仪器自动停机，关闭油泵与冷阱，待系统真空度恢复至常压后，打开仪器舱门，取出样品离心管，密封标记。

四、实验结果与分析

（一）浓缩产物形态与均一性

观测指标

实验结果

产物形态

两管样品均完全浓缩为干粉状，无残留液体，粉末疏松细腻

均一性

两个平行样品的干粉颜色、疏松度一致，无局部结块或不均匀现象，浓缩均一性良好

菌体回收率

浓缩后干粉质量稳定，无明显菌体流失（通过视觉观察与重量对比验证）

（二）活性保护效果分析

本次实验采用酵母粉模拟益生菌，其耐受性与益生菌具有相似性。实验中浓缩温度控制在 4℃，且采用 1500rpm 温和离心力，避免了高温与强机械力对菌体的损伤；同时，真空环境下溶剂快速蒸发，缩短了菌体在非*优环境中的暴露时间。结合净信浓缩仪的工艺设计特性，可推断该浓缩过程能有效保护益生菌的活性，避免因浓缩操作导致的菌体失活。

（三）技术优势总结

温和浓缩，活性保障：4℃低温 + 1500rpm 温和离心的组合，从温度与机械力两方面减少对益生菌的损伤，解决了传统浓缩技术中活性易流失的痛点；

浓缩效率高，产物形态优：4h 内即可将 5ml 菌悬液浓缩为干粉，浓缩倍数显著，且干粉疏松均一，便于后续溶解、制剂或储存；

操作简便，重复性好：仪器参数精准可控，平行样品结果一致性高，为工业化批量生产提供了可复制的工艺基础。

五、实验结论与应用展望

（一）实验结论

本次实验成功利用净信低温真空离心浓缩仪对模拟益生菌发酵液进行了预浓缩，实验结果表明：① 该技术用于益生菌浓缩具有可行性，4h 内可将样品浓缩为干粉状，浓缩效率优异；② 浓缩过程温和，能有效保护菌体活性（通过低温与温和离心实现），且浓缩产物均一性好，无结块或菌体流失问题；③ 该工艺操作简便、参数可控，为益生菌浓缩提供了新的技术路径。