CN106212674A - 一种酸奶发酵用混合菌剂 - Google Patents

Abstract

本发明属于奶制品加工制造领域，涉及一种酸奶的制备方法，所述混合发酵剂由嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌、植物乳杆菌和动物双歧杆菌组成；所述的混合菌剂：(嗜热链球菌+保加利亚乳杆菌)、双歧杆菌V9、植物乳杆菌PP12的质量比例为2：1：1；其中，双歧杆菌V9的保藏编号为CGMCC No.4473，植物乳杆菌PP12的保藏编号为CGMCC No.8871，本发明采用双歧杆菌V9、植物乳杆菌PP12进行酸奶的协同发酵，发酵的酸奶除营养特征明显增强外，还赋予酸奶一定风味和结构，此外还可以有效地抑制酸奶中许多腐败菌和病原菌的生长繁殖，有助于延长酸奶的保存期，提高酸奶的质量和安全。

Description

一种酸奶发酵用混合菌剂

技术领域

本发明属于奶制品加工制造领域，尤其涉及一种酸奶发酵用混合菌剂以及采用该菌剂的酸奶制备方法。

背景技术

酸奶是以新鲜的乳或复原乳为原料，经过巴氏杀菌后向其中添加乳酸菌发酵剂，40℃左右发酵，制备而成的发酵牛奶制品。酸奶又分为纯酸乳、调味酸乳、果料酸乳。纯酸乳是指以乳或复原乳为原料，经接种发酵制成的产品；调味酸乳则是以65-80％的乳或复原乳为原料，经接种发酵或后添加调味剂等其他原料制成的产品；而果料酸乳是指50-80％以上乳或复原乳为原料，接种发酵前或后添加调味剂、果蔬、谷物等其他原料制成的产品。各类酸奶产品以其营养、舒适的色泽、爽口解渴的口感和丰富诱人的风味，倍受广大消费者的喜爱。酸奶作为一种传统发酵乳制品，具有丰富的营养价值和良好的保健功能。随着我国人民消费水平的提高和健康理念的流行，酸奶产量以年平均25％的速度增长，已经成为我国第一大发酵乳制品。

一般，当酸奶的生产原料和设备工艺固定以后，发酵剂质量的好坏就成为决定酸牛奶质量的主导因素，而菌种的质量主要取决于酸奶中发酵菌剂的稳定性，通常在发酵过程中，菌种生长缓慢、产酸量少，酸奶凝固时间长，产出的成品酸奶感官质量差、乳清分离严重、口感酸涩、产香、产酸不足，发酵奶典型风味不突出，且保质期短，同时，酸奶中含有的有益菌数量少，活力低，达不到酸奶本身的营养价值和保健功能。

我国的发酵乳制品工业起步较晚，乳酸菌发酵剂的研究比较少，而具有自主知识产权的乳酸菌发酵剂的研究和开发几乎是个空白。目前国内益生菌发酵乳制品几乎全部采用了国外的菌种，而真正具有自主知识产权的益生菌产品的产业化几乎为零。大规模采用国外的益生菌发酵剂不仅生产成本高，更重要的是长期下去必将制约我国益生乳酸菌产业和发酵乳制品的发展。

因此，开发具有我国自主知识产权的、符合我国国情的、且能够进一步提升酸奶保健功能的标准化商品发酵剂已经是不可扭转的趋势。申请人经过长期研究，从适宜发酵的菌株中筛选出两株适合酸奶发酵的菌株，分别命名为双歧杆菌V9和植物乳杆菌PP12。

首先，第一株菌株为双歧杆菌V9，对双歧杆菌V9进行的***研究，其特性如下：双歧 杆菌V9可以在pH3.0的人工胃液中消化3h后，存活率仍达到90％以上；双歧杆菌V9可以在pH8.0的人工肠液中消化5h后，存活率仍达到95％以上；对0.3％的牛胆盐浓度不敏感；对肠道致泻菌株志贺氏痢疾杆菌、鼠伤寒沙门氏菌、埃希氏大肠杆菌、绿脓杆菌均有不同程度的拮抗作用；菌株内不存在质粒DNA，也就不存在在肠道中传播耐药性质粒的风险；具有免疫调节作用，动物试验表明，肉仔鸡服用10天后，用大肠杆菌攻毒，预防有效率达97.5％，对照组死亡率达50％。肉鸡在饲养期内使用双歧杆菌V9制剂后，平均增重提高10.51％，料肉比降低6.12％；试验期介于14日龄、35日龄采集粪便样，检测双歧杆菌和大肠杆菌的活菌数，数据表明，双歧杆菌V9制剂能显著促进肠道内双歧杆菌群的增殖，抑制大肠杆菌的生长。经中试试验后，该菌株在150L规模发酵菌体密度可达6×10⁹cfu/ml，发酵液经离心收集菌体后冷冻干燥可得到平均活菌数1.0×10¹¹cfu/ml的菌粉，而且该菌粉稳定性良好。

其次，第二株菌株为植物乳杆菌PP12，对植物乳杆菌PP12进行的***研究，其特性如下：植物乳杆菌PP12可以在pH3.0的人工胃液中消化3h后，存活率仍达到80％以上；植物乳杆菌PP12可以在pH8.0的人工肠液中消化5h后，存活率仍达到70％以上；对0.3％的牛胆盐浓度不敏感；对肠道致泻菌株志贺氏痢疾杆菌、鼠伤寒沙门氏菌、埃希氏大肠杆菌、绿脓杆菌均有不同程度的拮抗作用；菌株内不存在质粒DNA，也就不存在在肠道中传播耐药性质粒的风险；具有免疫调节作用，动物试验表明，肉仔鸡服用10天后，用大肠杆菌攻毒，预防有效率达81.6％，对照组死亡率达52％。肉鸡在饲养期内使用植物乳杆菌PP12制剂后，平均增重提高8.28％，料肉比降低5.77％；试验期介于14日龄、35日龄采集粪便样，检测双歧杆菌和大肠杆菌的活菌数，数据表明，植物乳杆菌PP12制剂能显著促进肠道内双歧杆菌的增殖，抑制大肠杆菌的生长。经中试试验后，该菌株在150L规模发酵菌体密度可达7.6×10⁹cfu/ml，发酵液经离心收集菌体后冷冻干燥可得到平均活菌数1.0×10¹¹cfu/ml的菌粉，而且该菌粉稳定性良好。

通过研究和开发具有自主知识产权的酸奶发酵用混合菌剂相关技术和产品，建立具有益生酸奶发酵用混合菌剂生产技术及其产业化示范在我国具有广泛的市场，使酸奶发酵用混合菌剂成本比进口发酵剂低50％，并且大大降低了生产成本。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术中的缺陷，提供一种稳定性好、产酸量高、活力高的新菌种协同发酵制备酸奶的方法，而提高酸牛奶的品质和稳定性。

针对上述技术问题，本发明的第一个目的在于提供一种酸奶发酵用菌，命名为双歧杆菌V9，菌株为动物双歧杆菌(Bifidobacterium animalis),该菌株保藏于中国微生物菌种保藏管 理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC No.4473，保藏地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，邮编100101，保藏日期2010年12月14日。

针对上述技术问题，本发明的第二个目的在于提供一种酸奶发酵用菌，命名为植物乳杆菌PP12，菌株为植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum),该菌株保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC No.8871，保藏地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，邮编100101，保藏日期2014年2月27日。

在产品开发过程中，主要的技术难点在于具有优良益生菌菌种的筛选以及产品配方中菌种的协同配伍研究。双歧杆菌V9是从12位健康蒙古族儿童粪便中分离得到的11株双歧杆菌中筛选出来的1株耐酸、耐胆盐特性较强的潜在益生菌。植物乳杆菌PP12是从内蒙古、新疆及蒙古国43份酸马奶样品中分离出的240株乳杆菌中筛选而出的具有优良特性的益生菌。我们采用现代分析技术，分别通过体外实验和动物实验对其益生功能、生物学特性进行了***研究。进一步运用临床学、营养学等相关理论知识，通过实验验证，研究出科学配方。

本发明还提供了一种酸奶发酵用混合菌剂，所述混合发酵剂由嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌、植物乳杆菌和动物双歧杆菌组成；所述的混合菌剂中，(嗜热链球菌+保加利亚乳杆菌)、双歧杆菌V9、植物乳杆菌PP12的质量比例为2：1：1。

本发明还提供了一种酸奶发酵用混合菌剂，所述混合发酵剂由植物乳杆菌和动物双歧杆菌组成；所述的混合菌剂中，双歧杆菌V9、植物乳杆菌PP12的质量比例为1：1。

为实现上述发明目的，本发明还提供了一种酸奶的制备方法，包括如下步骤：

(1)物料处理：原奶的验收、杀菌、贮存，标准化、配料，脱气、均质；

(2)二次杀菌：均质后物料通过换热器进行杀菌；

(3)冷却、接种：杀菌后的物料降温，加入前面所述的酸奶发酵用混合菌剂，添加超强益生因子低聚果糖和菌种发酵底物乳糖；

(4)发酵：接种工作完成后，开启搅拌，发酵罐发酵；

(5)冷却、破碎凝乳、灌装；冷却、后熟。

本发明的主要特点在于，将优良益生菌种双歧杆菌V9和植物乳杆菌PP12应用到酸奶发酵剂中，而不同的菌种比例对酸奶的营养特征、产生酸度、香味大小、保存期等的影响有所不同。本发明通过实验验证，研究出科学的菌种比例，利用菌种之间的独特协同作用，使发酵的酸奶除营养特征明显增强外，还赋予酸奶一定风味和结构，此外还可以有效地抑制酸奶中许多腐败菌和病原菌的生长繁殖，有助于延长酸奶的保存期，提高酸奶的质量和安全。本发明的另一大特点在于，独特添加超强益生因子低聚果糖和菌种发酵底物乳糖，通过与菌种的科学配比，使发酵的酸奶除营养特征进一步增强。

本发明利用动物双歧杆菌和植物乳杆菌的混合菌种来生产酸奶，由于植物乳杆菌产酸量高、稳定性强，因此协同动物双歧杆菌，在酸奶发酵前期大量生长繁殖并且产酸，从而缩短了酸奶的凝固时间，改善了酸奶的凝固状态，减少了乳清分离；植物乳杆菌在生产发酵过程中还能够产生大量的醛类和酯类物质，使得酸奶酸味适宜爽口，且具有典型突出的发酵奶风味；由于植物乳杆菌还具有维持菌群平衡的功能，因此在发酵过程中大大的提高了整体菌种的稳定性，使得后期酸奶在保存销售过程中升酸缓慢、口感变化细微乳清析出量少；植物乳杆菌的强产酸力，不仅加快了酸牛奶的发酵速度，也同时缩短了生产周期，节约人力、能耗、设备等方面的成本。本发明混合菌剂发酵生产的酸奶产品中有益菌活菌数量高于其它品牌的产品，随储藏时间的增加，活菌数量减少的趋势较为平缓，且本发明产品在低温保藏过程中升酸缓慢，乳清析出量少，口感稳定性好。

附图说明

图1：发酵剂菌种比例对酸奶感官评分影响；

图2：发酵剂菌种比例对酸奶酸度影响；

图3：菌落总数随时间变化图；

图4：菌落总数随时间变化图；

图5：菌种发酵对酸度影响。

具体实施方式

实施例1.通过实验验证出科学的菌种比例

采用单因素实验结果与分析：

菌种配比的确定(嗜热链球菌+保加利亚乳杆菌)：双歧杆菌V9：植物乳杆菌PP12，实验结果如图1、图2所示。

从图1中可以看出，随着菌种配比中的比例变化，酸奶感官综合评分也随着变化；从图2可以看出酸奶发酵酸度太高、太低，综合评分都不是很高，也就是说酸奶酸度要适度，才适合人们口感。所以综合评定考虑选择(嗜热链球菌+保加利亚乳杆菌)：双歧杆菌V9：植物乳杆菌PP12的配比比例为2：1：1。

实施例2.两种菌种起到协同作用

1.单一菌株生长

研究双歧杆菌V9、植物乳杆菌PP12在脱脂乳培养基中生长过程，从而了解发酵最适收 获期，进行生长曲线测定，接种量为10⁷cfu/mL，42℃恒温培养，双歧杆菌V9、植物乳杆菌PP12每隔一段时间进行一次活菌计数，其具体生长变化情况如图3、图4。

由图3和图4可以看出，双歧杆菌V9经过较短的延迟期后即进入对数生长期，12h达到高峰，以后则进入生长稳定期，此后菌数基本不再增加，至18h开始下降，进入衰亡期。而植物乳杆菌PP12从一开始菌数增长缓慢，与双歧杆菌V9比较，经过较长的延迟期后才进入对数生长期，9h达到高峰。研究表明，菌株的代谢产物乳酸的浓度随着菌株的生长一直在升高，,又因为乳酸对菌的生长的抑制作用，因而阻碍了菌的进一步生长繁殖。进入衰亡期后,菌数越来越少。在这种酸性环境下,在12h以后已经明显不利于菌株的生长，生长曲线己呈下降趋势，在对数生长期，菌落生长繁殖快，在生长稳定期菌数已基本维持不变，在衰亡期，菌落总数明显下降。综上所述，菌最适收获期为9-12h。

2.菌株生长相互影响

生产酸奶中，使用的发酵剂，往往会出现发酵失败或发酵时间很长并且口味不好，菌株生长规律及两者之间的相互影响密切关系酸奶生产。试验使用12％脱脂乳培养基中，接入双歧杆菌V9、植物乳杆菌PP12、双歧杆菌V9+植物乳杆菌PP12三种菌种，于42℃培养4h，间隔一段时间测定酸度及菌株变化。

从图5可看出，两种菌混合发酵培养时，其酸度变化要比单独培养时酸度变化明显，在3h时即可达到所需凝乳状态与酸度。而对于任何单一菌株的发酵产酸，在3h时都表现为酸度低，达不到凝乳状态，表明混合培养的菌株生长速度比单一培养时要好的多，说明菌种之间存在明显的共生作用。双歧杆菌V9+植物乳杆菌PP12菌种之间，存在产酸互相影响，适量的酸度会刺激菌种生长，而过度的酸则会抑制菌种生长。

实施例3.酸奶发酵剂抑制腐败和病原菌的生长繁殖

有害菌主要指致病菌、霉菌等。此外，一些兼性菌在机体健康出现状况时，也会转化为不利于人体健康的有害菌如大肠杆菌、拟杆菌等。益生菌不仅要能够增殖，还要能抑制有害菌的增殖。通过试验证实：发酵剂对有害菌梭菌有明显的抑制作用，对潜在致病菌(如肠杆菌、肠球菌)无增殖作用。试验设计(见表1)，12％脱脂乳培养基(接入菌种发酵剂与不接入菌种两种)，在非灭菌条件下培养于42℃恒温培养箱，培养12h，检测发酵酸奶中各项微生物卫生指标。

表1发酵剂对腐败微生物生长影响

由表1可知，在同等条件下，发酵剂发酵脱脂乳为风味淳厚的酸奶，而不接入发酵剂的脱脂乳则被腐败微生物所生长发酵。原因在于发酵剂中菌株都为益生菌，能产生H₂0₂及细菌素等抑菌拮抗物质,对于这些拮抗物质检测评价及怎样消除对发酵影响；以及在菌种活化和使用过程中,如何防止乳酸菌的退化和变异以及发酵失败时采取怎样补救措施，这些都需要进一步深入研究。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上和实质上的限制，凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用以上所揭示的技术内容，而作出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种酸奶发酵用混合菌剂，所述混合发酵剂由嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌、植物乳杆菌和动物双歧杆菌组成；所述的混合菌剂：(嗜热链球菌+保加利亚乳杆菌)、双歧杆菌V9、植物乳杆菌PP12的质量比例为2：1：1。

2.一种酸奶发酵用混合菌剂，所述混合发酵剂由植物乳杆菌和动物双歧杆菌组成；所述的混合菌剂：双歧杆菌V9、植物乳杆菌PP12的质量比例为1：1。

3.根据权利要求1或2所述的酸奶发酵用混合菌剂，其特征在于，双歧杆菌的保藏编号为CGMCC No.4473，植物乳杆菌的保藏编号为CGMCC No.8871。

4.一种酸奶的制备方法，包括如下步骤：

(1)物料处理：原奶的验收、杀菌、贮存，标准化、配料，脱气、均质；

(2)二次杀菌：均质后物料通过换热器进行杀菌；

(3)冷却、接种：杀菌后的物料降温，加入权利要求1-3任一中所述的酸奶发酵用混合菌剂，添加超强益生因子低聚果糖和菌种发酵底物乳糖；

(4)发酵：接种工作完成后，开启搅拌，发酵罐发酵；

(5)冷却、破碎凝乳、灌装；冷却、后熟。