纳豆作为一种传统的发酵食品,以其丰富的营养价值和多种保健功能,受到越来越多的关注。研究开发直投式纳豆菌发酵剂,对提高我国纳豆的生产水平,简化生产过程,具有重要的意义。本论文分离筛选优良纳豆菌发酵剂菌种、探索纳豆芽孢杆菌的增殖培养条件、优化增殖培养基组成,对菌体浓缩收集条件、干燥方式以及干燥保护剂的选择进行系统的研究,并对发酵剂的发酵性能及贮藏稳定性进行测定。1、采用稀释平板分离法,从日本纳豆中筛选出4株纳豆芽孢杆菌优势菌株。通过比较这4个分离菌株与实验室保存的纳豆芽孢杆菌菌株的耐受性和产酶能力,优选出一株W13作为制备直投式纳豆菌发酵剂的菌种。2、通过单因素实验,考察碳源、氮源对纳豆菌生长的影响；通过双因素六水平完全随机设计,比较不同碳氮比对纳豆菌生长的影响；通过L9(34)正交实验,考察离子组成对纳豆菌生长的影响。确定纳豆菌高密度增菌培养基组成为：蔗糖1%,大豆蛋白胨2%,K2HPO4:KH2PO4=0.3%:0.1%,MgSO40.05%,CaCl20.02%。采用单因素实验方法考察培养温度、初始pH值、接种量和装液量对纳豆菌生长的影响。确定纳豆菌高效增殖条件为：种龄18 h,接种量3%,培养温度37℃,初始pH值9.0,摇瓶转速160 r/min,装液量100mL/500 mL,培养时间为36 h。在此最优培养基和培养条件下进行培养后纳豆芽孢杆菌数为2.13×1010cfu/mL,比未优化前提高了71.8%。3、通过研究不同离心时间和离心转速对纳豆菌离心收得率的影响,确定了纳豆菌浓缩收集的最佳离心条件为：6000 r/min离心10 min,离心收得率为92.1%。以干燥后菌体存活率为指标,比较喷雾干燥和冷冻干燥的工艺,确定采用真空冷冻干燥制备直投式纳豆菌发酵剂。4、研究了样品的菌体浓度、物料厚度、pH值和冷应激处理温度对纳豆菌真空冷冻干燥存活率的影响。确定了物料厚度为0.5 cm,样品pH值为7.0,冷应激处理条件为6℃下处理8 h。通过对不同保护剂的单因素试验,选择了脱脂奶粉、麦芽糊精、蔗糖和抗坏血酸作为复合冻干保护剂的成分,经过正交优化,确定了复合冻干保护剂的组成为：10%脱脂奶粉、10%蔗糖、5%麦芽糊精、0.5%抗坏血酸。经过此复合保护剂的冻干保护,W13的冻干存活率达到85.4%,冻干菌粉的活菌数为1.71×1011cfu/g。冻干发酵剂在常压4℃和-18℃下保藏3个月中,其活菌数以及发酵性能都无明显变化,表现出比较稳定的贮藏性能。