一種益生菌培養基及其應用
【技術領域】
[0001]本發明涉及發酵乳制品工業，具體涉及一種益生菌培養基及其應用。
【背景技術】
[0002]聯合國糧農組織和世界衛生組織定義益生菌為一種“當攝入充足的數量時，對宿主產生功能性健康益處的活體微生物”。為了發揮益生菌的功能與作用，益生菌菌株必須對人體消化系統具有良好的耐受性、保持存活，一些乳酸菌菌株如嗜熱鏈球菌、保加利亞乳桿菌、乳酸乳球菌等經過人體消化道時，不耐胃酸和膽汁，大部分被消化液破壞，其幾乎不能存活，在人體腸胃道中也不能分離到這些菌株，這類菌株調節腸道菌群平衡、改善腸道微環境等益生功能有限，只能稱之為“乳酸菌”，而不能定義為“益生菌”。
[0003]干酪乳桿菌、植物乳桿菌、雙歧桿菌、鼠李糖乳桿菌、嗜酸乳桿菌等益生菌能夠有效耐受人體消化系統，包括口腔中的酶、低PH值的胃液以及小腸的膽汁酸等，在人體消化系統中也能分離到這些益生菌，他們進入人體后可以在腸道內大量存活，發揮調節腸內菌群平衡、促進人體消化吸收等作用。同時，這些益生菌的菌株還具有提高機體免疫力、抑制腫瘤生長、降膽固醇、降血脂、調血壓等益生保健功能。目前，干酪乳桿菌、雙歧桿菌、植物乳桿菌等益生菌在國內發酵乳制品中也得到了很好的發展和應用，一些益生菌功能性發酵乳制品也深受消費者青睞。益生菌發酵劑是生產益生菌發酵乳制品的核心成分與關鍵因素，遺憾的是，由于技術水平的限制，目前國內尚無成熟的益生菌發酵劑產業，這一市場被丹麥科?漢森、丹麥丹尼斯克、荷蘭帝斯曼等幾家外國公司所壟斷，國內生產企業需從國外引進直投式益生菌發酵劑用于益生菌發酵乳制品生產。為了打破我國發酵劑市場被國外公司壟斷的局面，近幾十年來，國內科研院所和大型乳品生產企業在新型益生菌發酵劑優良菌株選育、優良益生菌菌株的益生功能研究、菌株高密度培養、濃縮干燥工藝等方面投入了大量的人力物力進行技術攻關，取得了一些進展。
[0004]對于益生菌發酵劑菌株的高密度培養而言，國內外較多地使用的是MRS培養基、TJA培養基或脫脂牛乳等進行益生菌的繁殖、培養。雖然MRS等培養基培養干酪乳桿菌等益生菌菌種總體生長較快、菌數含量較高，但由于MRS等培養基含有牛肉膏、酵母膏、蛋白胨等成分，其口感風味不佳，同時培養基中的吐溫80、檸檬酸氫二銨、硫酸鎂、β -甘油磷酸二鈉等不是食品原料，直接用于益生菌發酵乳制品生產存在食品安全隱患，故益生菌的液體培養需經離心或過濾、洗滌等工藝去除培養基成分，才能作為發酵劑在食品中使用。因此，這類益生菌發酵劑菌株的高密度培養基在使用上存在較大的局限性。使用脫脂牛乳作為培養基質則益生菌菌種總體生長較慢、菌數含量不高。同時，益生菌在牛乳中發酵乳糖產酸、凝乳，益生菌菌體分布在發酵乳凝膠中，無法再進行菌體的濃縮。
【發明內容】
[0005]本發明針對現有益生菌發酵劑所用培養基質存在的局限性，提供了一種完全以食品原料或食品添加劑為組成成分、菌數含量高、使用方便的益生菌培養基及其應用。
[0006]本發明提供的益生菌培養基，制備原料包括:乳清蛋白，魚肉，豬肝，黑豆，魔芋粉，甜菜，茶溶液或茶粉，葡萄糖，糖蜜，三聚磷酸鈉和凈化水。
[0007]所述的乳清蛋白是指干酪副產物乳清經部分脫鹽、部分去除乳糖的產物，乳清蛋白為常用食品原料。
[0008]所述的魚肉是指淡水魚類例如鰱魚、鳙魚、鯽魚、草魚等去除頭、尾、魚骨和魚皮后易于食用的部分，其富含優質蛋白、脂肪酸、維生素等，魚肉為常用食品原料。
[0009]所述的豬肝是指豬科動物豬的肝臟，豬肝富含蛋白質、微量元素、維生素等，為常用食品原料。
[0010]所述的黑豆是指豆科植物大豆[Glycine max (L.) Merr.]的黑色種子,俗稱黑大豆或烏豆，是我國歷史悠久的藥食同源作物。
[0011]所述的魔芋粉是指多年生天南星科草本植物魔芋球莖果實經脫水、干燥、研磨等現有加工工藝制得的精粉，其主要成分是葡甘聚糖，魔芋粉是常用食品原料。
[0012]所述的甜菜是指兩年生草本植物甜菜(Beta vulgaris L.)的根莖果實，是常用食品原料。
[0013]所述的茶溶液是指山茶科植物(Camellia sinensis)的葉子或芽經加工處理后的茶葉用水浸泡后的茶湯，茶溶液是我國較為流行的食品飲料。
[0014]所述的茶粉是用茶樹鮮葉經殺青及特殊工藝處理后，粉碎成粒度能通過400目以上篩網的粉末，其最大限度地保持茶葉原有的色澤以及營養、功能成分，不含任何添加成分。
[0015]所述的葡萄糖粉是主要成分為葡萄糖的粉狀食品原料。
[0016]所述的糖蜜是指利用甘蔗、甜菜、玉米等食品原料制取蔗糖的副產品，制糖過程中，糖液經濃縮析出結晶糖后，殘留的棕褐色黏稠液體即為糖蜜，糖蜜是食品發酵工業的常用原料。
[0017]所述的三聚磷酸鈉為一種酸度調節劑，根據《食品安全國家標準、食品添加劑使用標準》(GB2760)，三聚磷酸鈉為可在各類食品中按生產需要添加使用的食品添加劑。
[0018]在本發明中，所用的葡萄糖、糖蜜、甜菜含益生菌易于利用的碳源與生長促進因子。乳清蛋白、魚肉、豬肝、黑豆酶解物為乳酸菌提供了易于利用的氮源。經研究分析，發現糖蜜、豬肝、茶為益生菌的生長繁殖提供了生長促進因子，同時黑豆、魔芋、茶、甜菜有助于各種益生菌發酵密度提高、在保藏過程中益生菌菌數含量的維持與穩定。三聚磷酸鈉主要起調節體系PH值作用，避免體系pH值下降過快抑制益生菌生長繁殖。
[0019]優選地，上述益生菌培養基中，各原料的質量百分含量為:
乳清蛋白1.0?2.0%;
魚肉0.5?1.0%;
豬肝0.2?0.5% ；
黑豆1.0?2.0% ；
魔芋粉0.2?L 0% ；
甜菜1.0?2.0% ；
茶溶液或茶粉0.02?0.20% ；
葡萄糖2.0?3.0% ； 糖蜜2.0?4.0% ；
三聚磷酸鈉0.1?0.2% ；
凈化水余量。
[0020]此外，上述益生菌發酵劑培養基中，還包括食品級蛋白酶和食品級葡聚糖酶，兩種酶在制備過程中主要用于乳清蛋白、魚肉、豬肝、魔芋粉、黑豆等的酶解，以獲得豐富的多肽、氨基酸和低聚糖等營養成分。
[0021]優選地，上述益生菌培養基，其制備方法為:黑豆、魚肉、豬肝和甜菜經清洗、破碎、研磨后，加入乳清蛋白、魔芋粉和凈化水攪拌均勻得混合物，混合物中加入占乳清蛋白、魚肉、豬肝和黑豆總質量0.1?0.3%的食品級蛋白酶，占黑豆、魔芋和甜菜總質量0.1?0.3%的食品級葡聚糖酶，酶解，酶解結束后加熱滅酶，酶處理后的混合物經過濾取濾液或離心取上清，得酶處理物；酶處理物與其他原料混合，充分攪拌均勻，滅菌后獲得益生菌培養基。
[0022]所述的蛋白酶是一類能將蛋白質分解為多肽、氨基酸的酶類，它廣泛存在于動物內臟、植物莖葉、果實和微生物中，按照我國相關食品法規，食品級蛋白酶是食品加工中允許使用的加工助劑，其來源符合GB2760的規定。
[0023]所述的葡聚糖酶是一種內切酶，專一作用于葡聚糖的1，3及1，4糖苷鍵，產生3~5個葡萄糖單位的低聚糖及葡萄糖，它可以有效分解麥類和谷類植物胚乳細胞壁中的β -葡聚糖，按照我國相關食品法規，食品級葡聚糖酶是食品加工中允許使用的加工助劑，其來源符合GB2760的規定。
[0024]優選地，酶解溫度為50?55°C，酶解時間為3?6小時。
[0025]本發明還提供上述益生菌培養基在培養益生菌菌株中的應用，所述益生菌為干酪乳桿菌、植物乳桿菌、雙歧桿菌、鼠李糖乳桿菌、嗜酸乳桿菌和/或副干酪乳桿菌。
[0026]本發明還提供一種培養益生菌的方法，是使用上述益生菌培養基，益生菌起始菌種接種量為16?10 7CFU/mL，培養溫度為37?39°C，培養時間為12?18小時。其他步驟按常規培養方法進行。
[0027]本發明還提供了用上述培養益生菌的方法培養好的培養物在制備益生菌發酵乳制品、制備冷凍干燥發酵劑或制備深冷凍菌種中的應用。
[0028]本發明還提供了上述培養益生菌的方法培養好的培養物直接用于益生菌發酵乳制品生產的方法，接種量按質量百分比計為I?5%，或以菌數含量計為16?17 CFU /mL。其他步驟按常規培養方法進行。
[0029]與現有技術相比，本發明具有以下優點和積極效果:
1、使用方便、安全性高
本發明生產益生菌發酵劑所有原料均為食品原料或食品添加劑，未使用益生菌現有培養基常使用的檸檬酸氫二銨、β_甘油磷酸二鈉、酵母膏、牛肉膏等非食品原料或非食品添加劑。因此，本發明所制得的益生菌發酵劑安全性高，不存在安全隱患，無需將發酵培養的培養基成分去除，可以將發酵培養菌液直接作為益生菌菌種添加到牛乳中制作益生菌發酵乳制品，因而使用很方便。
[0030]2、益生菌生長繁殖較快、菌數含量高
使用本發明的培養基，干酪乳桿菌、植物乳桿菌、雙歧桿菌、鼠李糖乳桿菌、嗜酸乳桿菌、副干酪乳桿菌等均生長繁殖較快、菌數含量高，12小時左右就能達到19 CFU/mL。
[0031]3、培養基成本較低
本發明選用常用食品原料或食品添加劑為發酵劑培養基組成成分，原料均可購買市售商品，來源廣泛、價格低廉，相對于常用的MRS等培養基，本發明提供的培養基成本較為低廉
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[0032]4、所生產的發酵乳制品發酵時間短、產品風味濃郁
按照本發明的優選方案，可直接將發酵劑培養物接種于牛乳生產益生菌發酵乳制品。由于本發明培養基成分中富含多肽、氨基酸、低聚糖等成分，其有利于刺激益生菌在牛乳中的生長繁殖，縮短發酵時間。以植物乳桿菌為例，使用直投式發酵劑或以脫脂乳進行擴培，其不能發酵凝乳，使用本發明的優選方案，直接將發酵劑培養物接種于牛乳則能生產出發酵時間較短、益生菌含量高、風味好的植物乳桿菌益生菌發酵乳制品。另一方面氨基酸、多肽是醛、酮等發酵乳制品特征風味物質的前體物，特別有利于發酵乳風味物質的形成，使最終的發酵乳制品產品風味濃郁。而