乳酸菌的培養方法以及飲料食品的制作方法

專利名稱：乳酸菌的培養方法以及飲料食品的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種乳酸菌的培養方法以及含有通過該方法得到的乳酸菌培養物的飲料食品。
背景技術：
人們已熟知乳酸菌應用于奶酪、酸奶、乳酸菌飲料等乳制品以及泡菜、腌制成菜等各種發酵食品的制造中。并且，近幾年來，已經明確乳酸菌所具有的腸道調節效果等各種生理機能，因此乳酸菌的菌體其本身或各種乳酸菌培養物被作為健康食品和醫藥品等的材料所利用，其利用范圍較廣。乳酸菌的培養通過多種方式進行，但是為了制造乳酸菌制劑或酸奶、乳酸菌飲料、 奶酪等各種發酵乳制品，最多的是將動物奶等的乳成分作為培養基進行培養的方式。然而， 大多數乳酸菌通常屬于要求嚴格的營養缺陷型，因此僅將乳成分作為培養基時，增殖滯緩的菌較多。并且，即使是增殖性較好的菌，在制造乳酸菌飲料等時，為了得到具有充分的酸度(酸生成量)的培養物，需要長時間培養。然而，長時間進行培養時，會降低活菌數，因此在制造重視活菌數的乳酸菌飲料等時，存在問題。因此，在乳酸菌的培養中，為了縮短培養時間，通常在培養基中添加可以增加菌的增殖性的各種增殖促進物質。作為這種增殖促進物質或者作為已明確對增加增殖性有效的物質，人們知道的包括小球藻提取物、鐵鹽、維生素類、包含氨基酸或肽的蛋白質分解物、酵母提取物等。并且，已提出采用酒粕的水浸出物和/或經過蛋白質分解酶處理的酒粕的水浸出物的方法(專利文獻1)、采用從咖啡屬植物的葉片提取的提取液的方法(專利文獻2)、采用脂質和蛋白質的復合體的方法(專利文獻幻等，并且本發明的申請人等人也發現通過酸來提取而得到的茶類、蔥以及姜的提取物(extract)作為乳酸菌的增值促進劑是有效的， 并已經公開過該發明(專利文獻4)。另一方面，為了提高乳酸菌所具有的各種生理機能，以存活的狀態到達腸內是重要的，因此為了以較高水平維持培養物或包含該培養物的產品中的乳酸菌的存活性，已提出利用在全固形物中包含20 90重量％的脂質(該脂質中40 55重量％為磷脂)的組合物的方法(專利文獻幻、使用乳酸菌的死菌體的方法(專利文獻6)。現有技術文獻專利文獻專利文獻1專利文獻2專利文獻3專利文獻4專利文獻5專利文獻6日本特開平5-15366號公報 日本特開平6-125771號公報 日本特開2006-230259號公報 日本特許第3648115號說明書 日本特開2007-97447號公報 日本特開2008-5811號公報

發明內容
技術問題然而，對于天然物質的乳成分而言，其質量根據季節或產地、加工方法等因素而變化。因此，采用將這種乳成分作為原料的培養基培養乳酸菌時，例如，即使采用已確認出對增加增殖性或提高存活性有效的已知的材料，所得到的培養物有時也不能穩定地維持乳酸菌數，因此將這種培養物用于飲料食品的制造中時，會導致經過保藏后活菌數急劇降低的問題。因此，本發明的目的在于提供一種用于得到可以穩定地維持乳酸菌數的乳酸菌培養物的乳酸菌的培養方法。并且，進一步地，本發明的目的在于獲得一種質量穩定性良好的含有乳酸菌培養物的飲料食品。技術方案本發明的發明人等人為了解決上述問題而進行了專心研究，其結果，得到了在培養基中所使用的乳成分的質量會影響乳酸菌發酵物中的乳酸菌數的穩定性的技術見解，尤其確認出在將游離磷酸濃度小于0. 25質量％的乳成分作為原料的培養基時，不能得到可以穩定地維持乳酸菌數的乳酸菌培養物的事實。并且，發現將這種乳成分作為培養基時，通過添加磷酸鹽，提高所得到的乳酸菌發酵物中的乳酸菌數的穩定性。由此，完成了本發明。并且，發現通過利用該培養物，可以制造出具有良好的質量穩定性的發酵乳制品等飲料食品。S卩，本發明提供一種乳酸菌的培養方法，該方法在包含有游離磷酸濃度小于0. 25 質量％的乳成分以及磷酸鹽的培養基中，接種乳酸菌。并且，本發明提供一種乳酸菌的培養方法，該方法在包含有游離磷酸濃度小于 0.25質量％且單位非脂固形物(SNF)中的蛋白質含量小于35質量％的乳成分以及水溶性的磷酸鹽的培養基中，接種乳酸菌。并且，作為乳成分優選使用脫脂奶粉。而且，本發明提供一種飲料食品，該飲料食品含有通過在包含有游離磷酸濃度小于0. 25質量％的乳成分和水溶性的磷酸鹽的培養基中接種并培養乳酸菌而得到的培養物，或者通過在包含有游離磷酸濃度小于0. 25質量％且單位非脂固形物(SNF)的蛋白質含量小于35質量％的乳成分以及水溶性的磷酸鹽的培養基中接種并培養乳酸菌而得到的培養物。有益效果根據本發明，即使將由于是天然物而根據季節或產地、加工方法等因素會有質量變化的乳成分作為培養基利用，也能夠得到可以穩定地維持乳酸菌數的乳酸菌培養物，并且可以廣泛地應用于各種健康食品或醫藥品中。并且，本發明的方法通過組合使用有助于增殖促進或存活性改善方面已知的物質，可以得到包含大量的穩定的高活性乳酸菌的培養物，因此尤其適用于重視活菌數的乳酸菌飲料等發酵乳食品的制造中。進一步而言，根據本發明的方法，與季節或產地、加工方法無關，可以將天然物的乳制品供給到培養乳酸菌的培養基的原料中。
具體實施例方式在本發明中，作為用于培養乳酸菌的培養基的乳成分，使用游離磷酸(free phosphoric acid)濃度小于0. 25質量％的乳成分。這種乳成分的游離磷酸濃度可以通過采用鉬酸的方法(鉬藍法)等已知的方法測定游離磷酸濃度，由此進行確認。在此，乳成分是指含有乳蛋白的物質，具體而言，可以舉出牛奶、山羊奶等動物奶、脫脂奶粉、全脂奶粉、 鮮奶油等。以下，以脫脂奶粉為例，說明乳成分中的游離磷酸濃度的測定方法。在此，本申請的說明書中，將通過以下示出的方法測定出的值定義為乳成分中的游離磷酸濃度。《游離磷酸濃度的測定方法》(1)試劑(a)抗壞血酸溶液(72g/L)將7. 2g的L (+)-抗壞血酸(和光純藥工業(株)，特級)溶解到水中，使溶液達到 IOOmL,在0 10°C下，避光保存。(b)鉬酸銨溶液將6. Og的六銨七鉬酸鹽四水合物(和光純藥工業(株)，特級)和0. 24g的雙 [(+)-酒石酸鹽]三水合二銻酸(III)鉀(和光純藥工業(株)，特級)溶于水中，使溶液達到300mL，并且在該溶液中加入120mL的硫酸(2+1)，并加純化水使溶液達到500mL。(c)鉬酸銨-抗壞血酸混合溶液(有色溶液)將鉬酸銨溶液與抗壞血酸溶液(72g/L)混合成體積比達到5 1(使用時配制)。(d)磷酸離子標準母液(50 μ g P043_-P/mL)將磷酸二氫鉀(pH標準液用)，在105士2°C加熱約2個小時，在干燥器中冷卻。取 0. 2197g，加純化水使溶液達到1000mL。在0 10°C下，避光保存。(e)磷酸離子標準溶液(lyg P043_-P/mL)將ImL的磷酸離子標準母液(50 μ g P043__P/mL)，利用50mL體積的容量瓶，加純化水進行定容。(2)標準曲線(i)在試驗管中，分別加入 5. OmL,4. 75mL、4. 5mL、4. OmL,3. OmL,0. OmL 的水。(ii)在(i)的各試驗管中，分別加入 0. OmL,0. 25mL、0. 5mL、l. OmL,2. OmL,5. OmL 的磷酸離子標準溶液(lyg P043_-P/mL)，使整個溶液體積達到5. OmL。(iii)加入400 μ L的有色溶液，放置約15分鐘。(iv)在30分鐘以內，利用分光光度計，測定紫外線880nm處的吸光度。(3)測定步驟(i)稱取試樣(2. Og脫脂奶粉)，溶于水(或者溫水)后，利用IOOmL體積的容量瓶定容，放置1個小時以上。(ii)取約6mL的⑴溶液，加入到VIVASPIN6 (超濾離心濃縮管，5，000MWC0)中， 用離心分離機進行超過濾(7，500G.30分鐘、25°C )。(iii)用ImL全容吸移管精確移取(ii)的透過液，加入到IOOmL體積的容量瓶，加
水定容。
(iv)用5mL全容吸移管精確移取(iii)的溶液，加入到試驗管。(ν)加入400 μ L的有色溶液，放置約15分鐘。(vi)在30分鐘以內，利用分光光度計，測定紫外線880nm處的吸光度。(vii)根據在⑵中得到的標準曲線查得游離磷酸量(μ g/Vial)。利用得到的游離磷酸量，根據下述式求出包含在脫脂奶粉中的游離磷酸的比例。脫脂奶粉中的游離磷酸％=游離磷酸量(μ g/Vial) X 10, 000mL/5mLX 100g/2gX lg/1, 000, 000 μ g> 分析
方法參考食品成分試驗方法以及日本工業標準(JIQK0102(工廠排水試驗方法，1998)的磷酸離子分析方法(鉬藍(抗壞血酸還原)吸光光度法)。并且，在本發明中，作為在培養乳酸菌的培養基中所使用的乳成分的優選例子，可以舉出，通過上述方法測定的游離磷酸濃度小于0. 25質量％，且單位非脂固形物(solids not fat, SNF)的蛋白質含量小于35質量％的乳成分。在此，可以通過下述式1，計算出單位非脂固形物(SNF)的蛋白質含量。[數學式1]
脫脂奶粉中的蛋白質含量_ χ J Q0O7o
(脫脂奶粉量(100)-水分含量-脂質含量)其中，蛋白質含量、脂質含量以及水分含量可以根據第五版日本食品標準成分表中所記載的測定方法計算得出。具體來講，根據凱氏法(Kjeldahl method)計算得出蛋白質含量，根據羅茲-哥特里法(Roese-Gottlieb method)計算得出脂質含量，根據直接法、 干燥劑添加法的常壓法或者基于減壓加熱干燥法的減量法計算得出水分含量。另一方面，在本發明中，作為在培養乳酸菌的培養基中與上述的乳成分一起使用的磷酸鹽，可以選用水溶性的磷酸鹽。具體來講，作為優選例子可以舉出，磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、磷酸二氫銨、磷酸氫二銨、磷酸二氫鉀、磷酸氫二鉀、正磷酸鈉、正磷酸鉀等。優選地，將這些磷酸鹽2種以上組合而添加到培養基中，以使培養基的pH值達到中性區域 (pH6 8)。在本發明中，對于磷酸鹽的添加量來說，當以游離磷酸濃度為0.25質量％以上、 優選地0. 25質量％至0. 50質量％的乳成分作為基本原料配制培養基時，利用從該培養基中的游離磷酸濃度理論值減去乳成分中所包含的游離磷酸濃度的值，求出磷酸鹽量，磷酸鹽的添加量設定成與上述求出的磷酸鹽量相同的程度。其中，對于培養基中的乳成分的濃度來說，沒有特別限制，可以設定成通常的濃度，例如5質量％至30質量％，優選地在10質量％至20質量％左右。S卩，在本發明中，磷酸鹽的使用量可以根據下述式2計算而設定。其中，可以將此時的磷酸鹽的使用量設定為磷酸鹽中的磷酸全部作為游離磷酸時的濃度。[數學式2]
(基本原料中的游離磷酸濃度-孔成分中的游離磷酸濃度)χ培養基濃度χ磷酸鹽的分子量※
IOOx磷的分子量
※當使用2種以上的磷酸鹽時，使用平均分子量。例如，使用游離磷酸濃度分別為0. 20質量％或者0. M質量％的乳成分，配制乳成分含量為20質量％的培養基時，磷酸鹽(磷酸氫鉀(50% )和磷酸二氫鉀(50% )的混合物，平均分子量為15 的使用量通過下述式計算而設定。(1)使用游離磷酸濃度為0. 20質量％的乳成分時·下限值(0. 25-0. 20) X20/100X 155/31 = 0. 05%·上限值(0. 50-0. 20) X20/100X 155/31 = 0. 30%即，使用游離磷酸濃度為0. 20質量％的乳成分，配制20質量％的培養基時，磷酸鹽可以添加成0. 05質量％以上，優選地可以添加成0. 05質量％至0. 30質量％范圍。艮口， 在包含20質量％的乳成分的培養基IOOg中，可以添加0. 05g以上的上述磷酸鹽，優選地可以添加0. 05g 0. 30g。(2)使用游離磷酸濃度為0. 24質量％的乳成分時·下限值(0. 25-0. 24) X 20/100 X 155/31 = 0. 01%·上限值(0. 50-0. 24) X20/100X 155/31 = 0. 26%S卩，使用游離磷酸濃度為0. M質量％的乳成分，配制20質量％的培養基時，磷酸鹽可以添加成0. 01質量％以上，優選地可以添加成0. 01質量％至0. 26質量％范圍。艮口， 在包含20質量％的乳成分的培養基IOOg中，可以添加0. Olg以上的上述磷酸鹽，優選地可以添加0. Olg 0. 26g。在本發明中，配制培養乳酸菌的培養基時，如果游離磷酸濃度相比于將游離磷酸濃度為0. 25質量％的乳成分作為基本原料配制培養基時的該培養基中的游離磷酸濃度的理論值更低，則所得到的乳酸菌培養物中，不能穩定地維持乳酸菌數，因此包含這種乳酸菌培養物的飲料食品經過保藏后，會導致菌數降低。另一方面，如果游離磷酸濃度相比于將游離磷酸濃度為0. 50質量％的乳成分作為基本原料配制培養基時的該培養基中的游離磷酸濃度的理論值更高，則雖然提高所得到的乳酸菌發酵物中的乳酸菌數的穩定性，但是包含該乳酸菌發酵物的飲料食品經過保藏后，會發生凝聚、沉淀等質量劣化。并且，在本發明中，用于培養乳酸菌的培養基中，除了上述的游離磷酸濃度小于 0. 25質量％的乳成分和水溶性的磷酸鹽以外，還可以添加其他的通常在乳酸菌培養基中所使用的成分。作為這種成分，例如可以舉出維生素A、維生素B類、微生物C、維生素E類等維生素類；各種多肽、氨基酸類；鈣、鎂等的鹽類等。對于這些成分的使用量，沒有特別限制。在本發明中，使用如上所述配制的培養基培養乳酸菌。作為用于培養的乳酸菌，只要是通常在食品制造中所使用的菌，沒有特別限制。例如可以舉出干酪乳桿菌(Lactobacillus casei)、嗜酸乳桿菌(Lactobacillus acidophilus)、乳脂乳桿菌(Lactobacillus cremoris)、瑞士乳桿菌(Lactobacillus helveticus)、唾液乳酸桿菌(Lactobacillus salivarius)、格氏乳桿菌(Lactobacillus gasseri)、發酵乳桿菌(Lactobacillus fermentum)、乳桿菌(Lactobacillus yoghurti)、德氏乳桿菌保加利亞亞種(Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus)、德氏乳桿菌德氏亞禾中(Lactobacillus delbrueckii subsp. delbrueckii) Λ 約氏季L If 菌(Lactobacillus johnsonii)等乳桿菌屬細菌；嗜熱鏈球菌(Streptococcus thermophilus)等鏈球菌屬細菌；乳酸乳球菌乳酸亞種(Lactococcus lactis subsp. Iactis)、乳酸乳球菌乳脂亞禾中(Lactococcus lactis subsp. cremoris)、植物乳桿菌(Lactococcus plantarum)、棉子糖乳球菌(Lactococcus raffinolactis)等乳球菌屬細菌；獎腸球菌(Enterococcus faecalis)、屎腸球菌(Enterococcus faecium)等腸球菌屬細菌。對于這些乳酸菌的培養條件來說，只要根據一般的乳酸菌培養最適條件進行，則沒有特別限定。例如，在30 40°C左右的溫度下，1 7天左右即可。并且，作為此時的培養條件，從靜態培養法、攪拌培養法、震蕩培養法、需氧培養法等方法中適當選擇適合所使用的乳酸菌培養的方法即可。對于通過本發明的培養方法得到的培養物來說，可以直接或者滅菌之后應用于飲料食品、化妝品、醫藥品等用途中。此時，可以單獨使用培養物，也可以與適宜的成分混合使用，并且也可以利用離心分離等方法從培養物回收菌體并洗凈后使用。而且，本發明的培養方法還可以適用于由乳酸菌產生的細菌酶的制造。將通過本發明的培養方法得到的培養物作為飲料食品等而使用時，其形態可以是簡便型、香型、水果型、甜味型、軟飲料型、飲用型、硬(hard)飲料型、冷凍式(Frozen type) 等酸奶、乳酸菌飲料、開菲爾(Kefir)、奶酪等。并且，作為飲料食品使用時，作為與培養物混合的成分，除了糖漿等甜味劑以外， 可以配合其他各種食品材料，例如，各種糖類、增稠劑、乳化劑、各種維生素添加劑等的任意成分。作為這些食品材料的具體物質，可以列舉蔗糖、葡萄糖、果糖、帕拉金糖、海藻糖、乳糖、木糖、麥芽糖等糖類；山梨醇、木糖醇、赤蘚糖醇、乳糖醇、帕拉金糖醇(Palatinit)、還原淀粉糖漿、還原糖糖漿(reduced sugar syrup)、麥芽糖醇(maltitol)等糖醇；阿斯巴甜、奇異果甜蛋白(Thaumatin)、三氯蔗糖、安賽蜜、甜菊糖等高甜度甜味劑；瓊脂、凝膠、卡拉膠、瓜爾膠、黃原膠、果膠、槐樹豆膠、結冷膠、羧甲基纖維素、大豆多糖類、海藻酸丙二醇酯等各種增稠(穩定)劑；蔗糖脂肪酸酯、甘油脂肪酸酯、聚甘油脂肪酸酯、山梨醇酐脂肪酸酯、卵磷脂等乳化劑；奶油、黃油、酸奶油等乳脂肪；檸檬酸、乳酸、醋酸、蘋果酸、酒石酸、葡萄糖酸等酸味劑；維生素A、維生素B類、微生物C、維生素E類等各種維生素類；鈣、鎂、鋅、 鐵、錳等礦物質；酸乳酪類、漿果類、橙子類、花梨類、紫蘇類、柑橘類、蘋果類、薄荷類、葡萄類、杏類、梨子、乳蛋糕乳脂、桃子、甜瓜、香蕉、熱帶、香草類、紅茶、咖啡類等風味類。利用本發明的培養方法制造飲料食品時，只要根據常規方法進行即可，并沒有特別限制。例如，在預先測定的游離磷酸濃度小于0. 25質量％的脫脂奶粉中，添加磷酸鹽， 以滿足預定條件，由此配制培養基，并且經過滅菌處理后，接種培養乳酸菌，然后經過均質化處理，得到酸奶。接著，添加并混合專門配制的糖漿溶液，再添加風味劑，由此完成最終產品。
以下，舉出實施例以及試驗例而進一步詳細說明本發明，但是本發明不受這些實施例的任何限制。其中，百分比(％ )在沒有特別事先說明的情況下均以質量為基準。
實施例(試驗例1)(乳成分的成分分析)對原產于澳大利亞的由亞邁高(Murray Goulburn)公司制造的脫脂奶粉(以下， 僅稱為“試樣”。)，通過以下步驟測定游離磷酸濃度和蛋白質含量。(1)游離磷酸濃度的測定根據記載于本申請說明書的《游離磷酸濃度的測定方法》中的方法，進行測定。其結果，游離磷酸濃度為0. 23%。(2)蛋白質含量的測定利用以下的分析值，根據記載于本申請說明書中的數學式1，計算蛋白質含量。脫脂奶粉中的蛋白質含量32. 8%水分含量3.8%脂質含量0.6%其結果，單位非脂固形物的蛋白質含量為34. 3% /SNF。(實施例1)(乳酸菌培養物的配制)使用試驗例1的試樣，以表1中示出的組成，將脫脂奶粉、磷酸鹽、葡萄糖溶于水中，配制培養基。其中，將磷酸鹽的使用量設為磷酸鹽中的磷酸全部成為游離磷酸時的濃度 (以下，相同)。對該培養基在100°C下，滅菌90分鐘，然后，將干酪乳桿菌按0. 5%接種，并培養至PH值達到3. 6左右，測定此時得到的乳酸菌培養物的培養結束時的PH值和乳酸菌數。并且，在該培養物600mL中，加入400mL的果葡糖漿(^f々糖果糖液糖)以及1. 5L 的無菌水，經均質，制造乳酸菌飲料(實施品、比較品)。測定剛制造后和在10°C下保存14 天后的PH值、乳酸菌數。將其結果表示在下述表1中。[表1]
權利要求
1.一種乳酸菌的培養方法，其特征在于，在包含有游離磷酸濃度小于0. 25質量％的乳成分以及磷酸鹽的培養基中，接種乳酸菌。
2.如權利要求1所述的乳酸菌的培養方法，其特征在于，所述乳成分的單位非脂固形物(SNF)中的蛋白質含量小于35質量％。
3.如權利要求1或2所述的乳酸菌的培養方法，其特征在于，所述磷酸鹽為水溶性鹽。
4.如權利要求1至3中任意一項所述的乳酸菌的培養方法，其特征在于，所述乳成分為脫脂奶粉。
5.一種飲料食品，其特征在于，含有通過權利要求1至4中任意一項所述的方法得到的乳酸菌培養物。
6.如權利要求5所述的飲料食品，其特征在于，所述飲料食品為發酵乳制品。
全文摘要
本發明的目的在于提供一種用于得到可以穩定地維持乳酸菌數的乳酸菌培養物的乳酸菌培養方法以及得到一種質量穩定性良好的含有乳酸菌培養物的飲料食品。為了達到這個目的，本發明提供一種乳酸菌的培養方法，其特征在于在包含有游離磷酸濃度小于0.25質量％的乳成分以及磷酸鹽的培養基中接種乳酸菌，并且還提供一種飲料食品，其特征在于含有通過上述培養方法得到的乳酸菌培養物。
文檔編號A23C9/13GK102361969SQ20108001311
公開日2012年2月22日 申請日期2010年3月19日 優先權日2009年3月31日
發明者中野正理, 伊藤雅彥, 有福美香, 木村一雅, 水澤進, 水越晴美 申請人:株式會社益力多本社