CN106754482A - 一种产功能糖的益生菌发酵剂的制备方法 - Google Patents

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张利东
黄斌
杨亚兵
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缪明
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Abstract

本发明提供一种产功能糖的益生菌发酵剂的制备方法，制得的发酵剂具有产酸、产粘、产香、抗噬菌体污染等优良性能，适合用作工业化发酵剂。一种产功能糖的益生菌发酵剂的制备方法，包括如下步骤：将格氏乳杆菌、罗伊氏乳杆菌或植物乳杆菌作为发酵菌株，将所述发酵菌株接入到增殖培养基中并分阶段补料以添加碳源，在35~40℃厌氧发酵培养8~16h，然后在无菌条件下离心获得乳酸菌细胞，将所述乳酸菌细胞和冻干保护剂混合在‑55~‑45℃下预冻1~3h，再冷冻干燥制得发酵剂固态菌粉。

Description

一种产功能糖的益生菌发酵剂的制备方法
技术领域
本发明涉及发酵乳制品工业中的生物制备技术，尤其是涉及一种产功能糖的益生菌发酵剂的制备方法。
背景技术
近20年，我国的乳品工业经历了快速增长时期，以年均超过20%的增长速度发展。从乳制品的品种来看，发酵乳制品(包括发酵乳、发酵乳饮料、益生菌发酵乳和益生菌乳饮料等)的生产和消费目前已是我国乳品工业中增长幅度最大的产品种类。发酵乳制品的年增长速度达到20%以上，而且在今后相当长的时间内仍然会保持这一增长速度。2015年，我国发酵乳制品产业规模已经超过200 亿元人民币，产量突破160 万吨。发酵乳制品不仅成为推动我国乳制品产业发展的主导产品，而且已成为我国乳品行业产品结构调整的重要方向和今后的发展趋势。
尽管我国发酵乳制品发展迅速，但是，目前我国各乳品企业生产发酵乳制品所采用的乳酸菌菌种和发酵剂基本上全部被国外的企业和产品所垄断，且90%来自欧洲几大发酵剂公司，如丹麦的丹尼斯克公司、科汉森公司、荷兰的DSM 公司等。但是，所用的发酵剂如进口直投菌种只能单次使用，一般不允许继代使用，生产成本是国产自备菌种的1.5倍，而且长期下去必将制约我国乳酸菌发酵剂和发酵乳制品的发展。基于上述原因，本发明对一种产功能糖的益生菌发酵剂的制备方法进行了详细研究。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种产功能糖的益生菌发酵剂的制备方法，制得的发酵剂具有产酸、产粘、产香、抗噬菌体污染等优良性能，适合用作工业化发酵剂。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种产功能糖的益生菌发酵剂的制备方法，包括如下步骤：将格氏乳杆菌、罗伊氏乳杆菌或植物乳杆菌作为发酵菌株，将所述发酵菌株接入到增殖培养基中并分阶段补料以添加碳源，在35~40℃厌氧发酵培养8~16h，然后在无菌条件下离心获得乳酸菌细胞，将所述乳酸菌细胞和冻干保护剂混合在-55~-45℃下预冻1~3h，再冷冻干燥制得发酵剂固态菌粉。
优选地，所述发酵菌株的接种重量比例为3~7%。
优选地，所述增殖培养基包括如下重量份的组分：蔗糖5~15份、葡萄糖5~15份、酵母粉1~2份、胰蛋白胨1~2份、K2HPO4 3~5份、MgSO4•7H2O 0.2~0.8份、CaCl2 0.01~0.03份、吐温80 0.5~1.5份。
更优选地，所述增殖培养基的pH为5~6。
优选地，在发酵3~6h后流加葡萄糖。
更优选地，流加的葡萄糖的浓度为3~7g/L。
优选地，所述增殖培养基中细胞数为1.0×109~ 6.5×109 cfu/ml。
优选地，所述冻干保护剂包括如下重量份的组分：脱脂奶粉90~110份、蔗糖90~110份、甘油30~45份、麦芽糊精45~55份、海藻糖90~110份、L-谷氨酸钠8~12份、L-半胱氨酸3~7份。
优选地，所述乳酸菌细胞和冻干保护剂以1：（0.5~1.5）的比例混合。
优选地，所述发酵剂固态菌粉中的活菌数为2.1×1010 cfu/g以上。
本发明相比现有技术具有如下优点：
（1）开发发酵剂生产技术和产品，填补该领域的空白，打破国外的技术壁垒和产品的垄断；
（2）结合乳酸菌本身的特性，开发高效培养、制备和活性保持技术，获得高生物量的益生菌并且能最大限度地保持益生菌活性；
（3）本发明制备的产品可应用于食品、营养保健品等多个领域。
具体实施方式
下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域的技术人员理解。
实施例 1
将植物乳杆菌作为发酵菌株，按5%接种到pH5.5的增殖培养基。增殖培养基中各组分的浓度如下：蔗糖10 g/L，葡萄糖10 g/L，酵母粉1.5 g/L，胰蛋白胨1.5 g/L，K2HPO4 4.0 g/L，MgSO4·7H2O 0.5 g/L，CaCl2 0.02 g/L，吐温80 1mL。在37°C厌氧发酵培养12h，其中在发酵6h后流加葡萄糖，控制葡萄糖浓度在5g/L。最终培养基中细胞数达到1.4×109 cfu/ml，将发酵菌液在无菌条件下离心获得乳酸菌细胞。然后按1:1比例添加冻干保护剂，冻干保护剂中各组分的浓度如下：脱脂奶粉100g/L，蔗糖100g/L，甘油30ml/L，麦芽糊精50g/L，海藻糖100g/L，L-谷氨酸钠10g/L，L-半胱氨酸5g/L。混合均匀后置于-50℃预冻1h，再进行冷冻干燥获得发酵剂固态菌粉，活菌数4.5×1010 cfu/g。
实施例2
以格氏乳杆菌为发酵菌株，按5%接种到pH5.5的增殖培养基。增殖培养基中各组分的浓度如下：蔗糖10 g/L，葡萄糖10 g/L，酵母粉1.5 g/L，胰蛋白胨1.5 g/L，K2HPO4 4.0 g/L，MgSO4·7H2O 0.5 g/L，CaCl2 0.02 g/L，吐温80 1mL。在37°C厌氧发酵培养12h，其中在发酵3h后流加葡萄糖，控制葡萄糖浓度在5g/L。最终培养基中细胞数达到4.1×109 cfu/ml，将发酵菌液在无菌条件下离心获得乳酸菌细胞。然后按1:1比例添加冻干保护剂，冻干保护剂中各组分的浓度如下：脱脂奶粉100g/L，蔗糖100g/L，甘油30ml/L，麦芽糊精50g/L，海藻糖100g/L，L-谷氨酸钠10g/L，L-半胱氨酸5g/L。混合均匀后置于-50℃预冻3h，再进行冷冻干燥获得发酵剂固态菌粉，活菌数2.1×1010 cfu/g。
实施例 3
将罗伊氏乳杆菌作为发酵菌株，按5%接种到pH5.5的增殖培养基。增殖培养基中各组分的浓度如下：蔗糖10 g/L，葡萄糖10 g/L，酵母粉1.5 g/L，胰蛋白胨1.5 g/L，K2HPO4 4.0 g/L，MgSO4·7H2O 0.5 g/L，CaCl2 0.02 g/L，吐温80 1mL。在37°C厌氧发酵培养12h，其中在发酵6h后流加葡萄糖，控制葡萄糖浓度在5g/L。最终培养基中细胞数达到1.4×109 cfu/ml，将发酵菌液在无菌条件下离心获得乳酸菌细胞。然后按1:1比例添加冻干保护剂，冻干保护剂中各组分的浓度如下：脱脂奶粉100g/L，蔗糖100g/L，甘油30ml/L，麦芽糊精50g/L，海藻糖100g/L，L-谷氨酸钠10g/L，L-半胱氨酸5g/L。混合均匀后置于-50℃预冻1h，再进行冷冻干燥获得发酵剂固态菌粉，活菌数3.0×1010 cfu/g。
实施例 4
将植物乳杆菌作为发酵菌株，按3%接种到pH5的增殖培养基。增殖培养基中各组分的浓度如下：蔗糖5g/L，葡萄糖5 g/L，酵母粉2 g/L，胰蛋白胨1g/L，K2HPO4 5.0 g/L，MgSO4·7H2O 0.8 g/L，CaCl2 0.03 g/L，吐温80 1.5mL。在35°C厌氧发酵培养8h，其中在发酵3h后流加葡萄糖，控制葡萄糖浓度在3g/L。最终培养基中细胞数达到1.0×109 cfu/ml，将发酵菌液在无菌条件下离心获得乳酸菌细胞。然后按1:0.5比例添加冻干保护剂，冻干保护剂中各组分的浓度如下：脱脂奶粉110g/L，蔗糖110g/L，甘油23ml/L，麦芽糊精45g/L，海藻糖90g/L，L-谷氨酸钠8g/L，L-半胱氨酸7g/L。混合均匀后置于-55℃预冻3h，再进行冷冻干燥获得发酵剂固态菌粉，活菌数2.3×1010 cfu/g。
实施例 5
将植物乳杆菌作为发酵菌株，按7%接种到pH6的增殖培养基。增殖培养基中各组分的浓度如下：蔗糖15g/L，葡萄糖15 g/L，酵母粉1g/L，胰蛋白胨2g/L，K2HPO4 3.0 g/L，MgSO4·7H2O 0.2 g/L，CaCl2 0.01 g/L，吐温80 0.5mL。在40°C厌氧发酵培养16h，其中在发酵5h后流加葡萄糖，控制葡萄糖浓度在7g/L。最终培养基中细胞数达到6.5×109 cfu/ml，将发酵菌液在无菌条件下离心获得乳酸菌细胞。然后按1:1.5比例添加冻干保护剂，冻干保护剂中各组分的浓度如下：脱脂奶粉90g/L，蔗糖90g/L，甘油35ml/L，麦芽糊精55g/L，海藻糖110g/L，L-谷氨酸钠12g/L，L-半胱氨酸3g/L。混合均匀后置于-45℃预冻2h，再进行冷冻干燥获得发酵剂固态菌粉，活菌数3.7×1010 cfu/g。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，是一种优选的实施例，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种产功能糖的益生菌发酵剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将格氏乳杆菌、罗伊氏乳杆菌或植物乳杆菌作为发酵菌株，将所述发酵菌株接入到增殖培养基中并分阶段补料以添加碳源，在35~40℃厌氧发酵培养8~16h，然后在无菌条件下离心获得乳酸菌细胞，将所述乳酸菌细胞和冻干保护剂混合在-55~-45℃下预冻1~3h，再冷冻干燥制得发酵剂固态菌粉。
2.根据权利要求1所述的产功能糖的益生菌发酵剂的制备方法，其特征在于，所述发酵菌株的接种重量比例为3~7%。
3.根据权利要求1所述的产功能糖的益生菌发酵剂的制备方法，其特征在于，所述增殖培养基包括如下重量份的组分：蔗糖5~15份、葡萄糖5~15份、酵母粉1~2份、胰蛋白胨1~2份、K2HPO4 3~5份、MgSO4•7H2O 0.2~0.8份、CaCl2 0.01~0.03份、吐温80 0.5~1.5份。
4.根据权利要求3所述的产功能糖的益生菌发酵剂的制备方法，其特征在于，所述增殖培养基的pH为5~6。
5.根据权利要求1所述的产功能糖的益生菌发酵剂的制备方法，其特征在于，在发酵3~6h后流加葡萄糖。
6.根据权利要求5所述的产功能糖的益生菌发酵剂的制备方法，其特征在于，流加的葡萄糖的浓度为3~7g/L。
7.根据权利要求1所述的产功能糖的益生菌发酵剂的制备方法，其特征在于，所述增殖培养基中细胞数为1.0×109~ 6.5×109 cfu/ml。
8.根据权利要求1所述的产功能糖的益生菌发酵剂的制备方法，其特征在于，所述冻干保护剂包括如下重量份的组分：脱脂奶粉90~110份、蔗糖90~110份、甘油30~45份、麦芽糊精45~55份、海藻糖90~110份、L-谷氨酸钠8~12份、L-半胱氨酸3~7份。
9.根据权利要求1所述的产功能糖的益生菌发酵剂的制备方法，其特征在于，所述乳酸菌细胞和冻干保护剂以1：（0.5~1.5）的比例混合。
10.根据权利要求1所述的产功能糖的益生菌发酵剂的制备方法，其特征在于，所述发酵剂固态菌粉中的活菌数为2.1×1010 cfu/g以上。
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