CN108887663A - 一种乳酸菌酵素产品及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种乳酸菌酵素产品及其制备方法。方法为调整果蔬汁的pH值至5.0‑6.0，巴氏杀菌，冷却至35‑38℃；乳酸菌发酵：往预处理后的果蔬汁中接种植物乳杆菌第一次发酵4‑8小时后再接种副干酪乳杆菌，植物乳杆菌和副干酪乳杆菌的总接种体积量为1％‑5％，第二次发酵30‑36小时；期间调整PH值一次，得到乳酸菌酵素饮料产品。乳酸菌活菌数高，发酵风味独特，营养价值高。避免了天然发酵过程中有害菌的带入；同时，所述乳酸菌酵素饮料产品有利于肠道环境的改善和提高人体免疫能力。本发明公开的乳酸菌酵素产品同样适用于果蔬发酵食品、饮料、压片糖果、软糖、果冻、蜜饯、发酵面点、烘焙食品等产品的加工。
Description
技术领域
本发明涉及发酵食品领域，尤其涉及一种乳酸菌酵素产品及其制备方法。
背景技术
乳酸菌酵素食品具有改善人体肠道菌群结构的能力；调节血脂代谢；提高肠道抗致病菌感染能力；有效预防肠易激综合症。营养价值高，风味独特等特点。
目前市面上有主要通过添加了某些成分的比例来达到一些效果的配方类酵素；有采用天然发酵的形式的酵素产品，但是菌株不明确，工业化生产不能稳定运行；有采用乳酸菌与酵母共生发酵的酵素产品，但是其工艺未细化。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利于工业化生产，菌株稳定，发酵风味浓郁，乳酸菌活菌数高的乳酸菌酵素产品的制备方法。
为实现上述目的，一种乳酸菌酵素产品的制备方法，其特征在于，
果蔬汁预处理：调整果蔬汁的pH值至5.0-6.0(比如食用NaOH)，巴氏杀菌，冷却至35-38℃；
乳酸菌发酵：往预处理后的果蔬汁中接种植物乳杆菌第一次发酵4-8小时后再接种副干酪乳杆菌，植物乳杆菌和副干酪乳杆菌的总接种体积量为1％-5％，第二次发酵30-36小时；得到乳酸菌酵素饮料产品。
进一步，还包括冷冻干燥步骤；优选的，冷冻干燥步骤为将所述乳酸菌酵素饮料产品中加入保护剂，进行冷冻干燥，粉碎、过筛，得到乳酸菌酵素粉。
进一步，还包括压片成型步骤；优选的，压片成型步骤为：在所述果蔬酵素粉中加入木糖醇、膳食纤维粉、微晶纤维素、水苏糖、低聚果糖、硬脂酸镁，进行压片操作，制得乳酸菌酵素片。
进一步，所述压片成型步骤为：在所述果蔬酵素粉中加入重量百分比的如下成分；果蔬酵素粉50-70％、木糖醇5-15％、膳食纤维粉5-15％、微晶纤维素5-15％、水苏糖1-10％、低聚果糖1-10％、硬脂酸镁0.5-2％；
优选的，果蔬酵素粉60％、木糖醇10％、膳食纤维粉10％、微晶纤维素9％、水苏糖5％、低聚果糖5％、硬脂酸镁1％。
进一步，所述果蔬汁是水果汁和蔬菜汁的任一种或两种组合。水果汁可以是一种水果汁，也可以是多种水果汁的混合，水果类型不限；蔬菜汁可以是一种蔬菜汁，也可以是多种蔬菜汁的混合，蔬菜类型不限。
进一步，所述果蔬汁通过将果蔬原料经过清洗挑选、破碎、压榨、粗滤、灭酶、调配或不调配(如多种果汁混合在一起形成复合果汁，目的是使得口味多样化)、精滤、杀菌制备得到。
进一步，乳酸菌发酵步骤中，第一次发酵和第二次发酵的温度均为37℃±1℃。
进一步，乳酸菌发酵步骤中，第一次发酵和第二次发酵均为厌氧发酵，通过通氮气0.02～0.05vvm或每两个小时通氮气一次的方法实现。
进一步，所述植物乳杆菌和副干酪乳杆菌的接种量活菌数比例为1:1；
任选的，所述植物乳杆菌为植物乳杆菌HM6008；
任选的，所述副干酪乳杆菌为副干酪乳杆菌HM7012。
本发明所用的植物乳杆菌(L.plantarum)与副干酪乳杆菌(L.casei)均为兼性厌氧菌，而副干酪乳杆菌主要起改善风味的效果，发酵前期植物乳杆菌(L.plantarum)的生长、增殖及新陈代谢能够为副干酪乳杆菌(L.casei)的增殖提供丰富的营养物质及必要的厌氧环境，更利于副干酪乳杆菌(L.casei)生长的启动。本发明的发明人发现，当植物乳杆菌HM6008 发酵4-8小时时，最利于副干酪乳杆菌(L.casei)HM7012生长的启动；再者，植物乳杆菌 (L.plantarum)与副干酪乳杆菌(L.casei)对膳食纤维的利用相对较少，最大程度的保持了果蔬汁的有效营养物质，有效增强果蔬汁的口感；且发酵过程中会产生大量的氨基酸、短链脂肪酸等营养物质；发酵还会带来大量的益生菌代谢产物，有利于肠道环境的改善和提高人体免疫能力。用特定的乳酸菌株对果蔬进行发酵可以避免天然发酵产品的不稳定性和未知菌株发酵带来的不确定性，有利于大规模的产业化和标准化生产。
本发明所使用的菌株信息如下：
(一)植物乳杆菌HM6008
1、分离保藏
L.plantarum HM6008是分离自自然发酵酸面团样品中的一株益生菌，本发明的植物乳杆菌(L.plantarum HM6008)已经保藏。保藏信息于CN105238713A，2016年1月13日公开。保藏信息：
菌株名称：植物乳杆菌Lactobacillus plantarum HM6008。
保藏日期：2015年8月10日，
保藏单位：中国北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)，
保藏编号：CGMCC No.11212。
2、鉴定
1)16s rDNA鉴定
用细菌的16s rDNA通过引物从HM6008的基因组DNA中PCR扩增得到1条1446bp长的条带，将扩增产物测序，获得序列在GenBank中进行同源序列检索，结果显示所检索的100个相似性较高的菌株的16S rDNA序列中，92.1％为Lactobacillus palntarum；与相关属种16S rDNA序列构建***发育树，经同源性比对发现菌株HM6008与Lactobacilluspalntarum 的16S rDNA序列同源性超过98.3％，因此确定其为植物乳杆菌。
2)微生物学特性
L.plantarum HM6008菌株为革兰氏阳性，兼性厌氧，葡萄糖发酵类型为兼性异型发酵，接触酶阴性，聚肽糖组成B群为阴性，形态为规整杆状，判断其为乳杆菌属；其松二糖、松三糖发酵为阳性，判断其为植物乳杆菌。
显微镜观察形态：呈规整杆状，在液体培养基中成短链，不生芽孢；
根据细胞形态、生理生化特征、16S rRNA基因序列、pHeS基因序列等实验数据综合分析，参考《伯杰氏***细菌学手册》以及International Journal of Systematic andEvolutionary Microbiology有关研究论文，鉴定为植物乳杆菌。
(二)副干酪乳杆菌HM7012
1、分离保藏
Lactobacillus paracasei HM7012是分离自自然发酵酸马奶样品中的一株益生菌，本发明的副干酪乳杆菌(L.paracasei HM7012)已经保藏。
保藏信息：
菌株名称：副干酪乳杆菌L.paracasei HM7012。
保藏日期：2018年4月8日；
保藏单位：保藏单位：中国北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)，
保藏编号：CGMCC No.15558。
2、鉴定
1)16s rDNA鉴定
用细菌的16s rDNA通过引物从HM6008的基因组DNA中PCR扩增得到1条1392bp长的条带，将扩增产物测序，获得序列在GenBank中进行同源序列检索，结果显示所检索的100个相似性较高的菌株的16S rDNA序列中，93％为Lactobacillus paracasei；与相关属种16S rDNA序列构建***发育树，经同源性比对发现菌株HM7012与Lactobacillusparacasei的 16S rDNA序列同源性超过97.1％，因此确定其为副干酪乳杆菌。
2)微生物学特性
L.paracasei HM7012菌株为革兰氏阳性，兼性厌氧，葡萄糖发酵类型为兼性异型发酵，接触酶阴性，聚肽糖组成B群为阴性，形态为规整杆状，判断其为乳杆菌属；其塔塔糖、松二糖、D-来苏糖发酵为阳性，判断其为副干酪乳杆菌。
显微镜观察形态：呈规整杆状，在液体培养基中成短链，不生芽孢；
根据细胞形态、生理生化特征、16S rRNA基因序列、pHeS基因序列等实验数据综合分析，参考《伯杰氏***细菌学手册》以及International Journal of Systematic andEvolutionary Microbiology有关研究论文，鉴定为副干酪乳杆菌。
本发明所述乳酸菌酵素产品的有益效果如下：
1、产品稳定，营养价值高，发酵风味独特。精选优质乳酸菌定向发酵，工业化生产的形式，避免天然发酵过程中有害菌的带入。同时，发酵过程中还产生了大量的营养物质，有利于肠道环境的改善和提高人体免疫能力。
2、工艺独特，乳酸菌活菌数高。
充分利用乳酸菌的发酵机理，定制化工艺方法，在最大程度优化发酵风味的同时又有效提高乳酸菌的活菌数。
3、产品效果改善，使用便捷。
制得的粉体酵素食品流动性好，粘度适宜，方便后续的产品加工使用。乳酸菌酵素片采用直压型工艺(与造粒型工艺的区别)，更适合活菌型产品的生产加工。
本发明公开的乳酸菌酵素产品同样适用于果蔬发酵食品、饮料、压片糖果、软糖、果冻、蜜饯、发酵面点、烘焙食品等产品的加工。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
一种乳酸菌酵素产品的制备方法，其特征在于，
果蔬汁预处理：调整果蔬汁的pH值至5.0-6.0(比如食用NaOH)，巴氏杀菌，冷却至35-38℃；
乳酸菌发酵：往预处理后的果蔬汁中接种植物乳杆菌第一次发酵4-8小时后再接种副干酪乳杆菌，植物乳杆菌和副干酪乳杆菌的总接种体积量为1％-5％，第二次发酵30-36小时；得到乳酸菌酵素饮料产品。
进一步，还包括冷冻干燥步骤；优选的，冷冻干燥步骤为将所述乳酸菌酵素饮料产品中加入保护剂，进行冷冻干燥，粉碎、过筛，得到乳酸菌酵素粉。
进一步，还包括压片成型步骤；优选的，压片成型步骤为：在所述果蔬酵素粉中加入木糖醇、膳食纤维粉、微晶纤维素、水苏糖、低聚果糖、硬脂酸镁，进行压片操作，制得乳酸菌酵素片。
进一步，所述压片成型步骤为：在所述果蔬酵素粉中加入重量百分比的如下成分；果蔬酵素粉50-70％、木糖醇5-15％、膳食纤维粉5-15％、微晶纤维素5-15％、水苏糖1-10％、低聚果糖1-10％、硬脂酸镁0.5-2％；
优选的，果蔬酵素粉60％、木糖醇10％、膳食纤维粉10％、微晶纤维素9％、水苏糖5％、低聚果糖5％、硬脂酸镁1％。
进一步，所述果蔬汁是水果汁和蔬菜汁的任一种或两种组合。水果汁可以是一种水果汁，也可以是多种水果汁的混合，水果类型不限；蔬菜汁可以是一种蔬菜汁，也可以是多种蔬菜汁的混合，蔬菜类型不限。
进一步，所述果蔬汁通过将果蔬原料经过清洗挑选、破碎、压榨、粗滤、灭酶、调配或不调配(如多种果汁混合在一起形成复合果汁，目的是使得口味多样化)、精滤、杀菌制备得到。
进一步，乳酸菌发酵步骤中，第一次发酵和第二次发酵的温度均为37℃±1℃。
进一步，乳酸菌发酵步骤中，第一次发酵和第二次发酵均为厌氧发酵，通过通氮气0.02～0.05vvm或每两个小时通氮气一次的方法实现。
进一步，所述植物乳杆菌和副干酪乳杆菌的接种量活菌数比例为1:1；
任选的，所述植物乳杆菌为植物乳杆菌HM6008；
任选的，所述副干酪乳杆菌为副干酪乳杆菌HM7012。
以下实施例中：
植物乳杆菌为植物乳杆菌HM6008；副干酪乳杆菌为副干酪乳杆菌HM7012。
实施例1：工艺条件的优化实验
1、发酵前pH值对益生菌酵素食品发酵影响实验
处理后的果蔬汁大都显酸性，将果汁pH调整为6.5、6.0、5.5、5.0、4.5，同时接种植物乳杆菌和副干酪乳杆菌(菌株按活菌数1:1)，37℃±2℃培养30小时，测定活菌数和发酵风味。根据表1的益生菌酵素食品感官评定标准表，得到本实验的结果(见表2)；以下实施例的评价标准均见表1。
表1益生菌酵素食品感官评定标准表
表2不同发酵pH值对益生菌酵素食品发酵影响表
由表2可知，不同pH值对益生菌酵素发酵影响显著，综合产品风味及活菌数，pH值在 5.0-6.0之间时，产品风味好，乳酸菌活菌数总数多。所以若果蔬汁pH值在5.0-6.0之间则不做调整pH值程序，若小于该范围则发酵前pH值调整到5.0-6.0之间。
2、接种方式对益生菌酵素食品发酵影响实验
在1的筛选基础上，选取最优pH条件5.5为发酵前pH值，分别选用单一菌株，多菌株不同接种方式进行筛选优化，总接种量为1％，菌株活菌数1:1，37℃±2℃培养30小时，测定活菌数和发酵风味。试验设计及结果如表3所示。
表3不同接种方式对益生菌酵素食品发酵影响
由表3可知，先接种植物乳杆菌发酵4-8小时后接种副干酪乳杆菌均具有明显的发酵风味，其中先接种植物乳杆菌发酵6小时后接种副干酪乳杆菌的香气还持久，是最佳的工艺方式。
3、接种量对益生菌酵素食品发酵影响
在2的基础上，选取先接种植物乳杆菌发酵6小时后接种副干酪乳杆菌的方式做进一步优化接种量对益生菌酵素食品发酵影响。温度：37℃，总培养时间为30小时。菌株按活菌数1:1 的比例。
表4：接种量对益生菌酵素食品发酵影响表
由表4可知，总接种量为1％-5％，发酵果蔬风味浓郁，香气持久，清香逸人。
4、接种比例对益生菌酵素食品发酵影响
在3的基础上，选取先接种植物乳杆菌发酵6小时后接种副干酪乳杆菌、总接种量为1％的方式做进一步优化接种比例对益生菌酵素食品发酵影响。温度：37℃，总培养时间为30 小时。
表5：接种比例对益生菌酵素食品发酵影响表
由上表5可知，接种比例为1:1的形式，发酵果蔬风味浓郁，香气持久，清香逸人。
5、培养时间对益生菌酵素食品发酵影响
在4的基础上，优化益生菌酵素食品的发酵时间。试验设计如表6所示。
表6：培养时间对益生菌酵素食品发酵影响表
由表6可知，总发酵时间为30-36小时时，产品的风味浓郁。所以最佳发酵时间为30-36 小时。根据不同果蔬汁原料选取不同的发酵终点，发酵终点为不产酸时为发酵终点。
6、菌株对益生菌酵素食品发酵影响
在以上最优工艺基础上，选用市面上的植物乳杆菌和副干酪乳杆菌(比如购买的)进行对比试验，如下表所示
表7：不同菌株结果对比表
由表7可知，专利中所使用的菌株具有较好的发酵效果。
7、发酵过程控制对益生菌酵素食品发酵影响
在保证风味的基础上，为加大益生酵素食品乳酸菌活菌数，采用发酵过程中补料控制的手段，验证其活菌数、风味的变化。试验结果如表8所示。
表8：发酵过程控制对益生菌酵素食品发酵影响表
注：自然发酵是指直接发酵至pH值低于4.5即为发酵终点。
由表8可知，在保证发酵风味的基础上，单次控制发酵过程中的pH值变化有利于活菌数的升高。
机理：乳酸菌发酵过程主要为产酸的过程，当酸度增强时会抑制乳酸菌的增长，适当的升高pH值有利于改善发酵环境，从而达到提高活菌数的效果。
8、冷冻干燥保护剂的选择
在7的基础上，选取最优工艺进一步优化冷冻干燥环节对益生菌酵素食品发酵影响。
表9：添加保护剂对益生菌酵素产品冷冻干燥的影响表
结论：在冷冻干燥环节，添加保护剂有利于提高乳酸菌成活率，且发酵风味不影响。同时，研究发现，增加冻干保护剂后的制得的冻干粉粘度较低，有利于后续的加工使用。
5、乳酸菌酵素粉用于压片糖果生产中
果蔬酵素粉50-70％、木糖醇5-15％、膳食纤维粉5-15％、微晶纤维素5-15％、水苏糖1-10％、低聚果糖1-10％、硬脂酸镁0.5-2％，通过粉压工艺制得乳酸菌酵素片压片糖果。
实施例2：
果蔬汁的制备：将果蔬经过清洗挑选、破碎、压榨、粗滤、灭酶、精滤、杀菌制备得到。
果蔬汁预处理：调整果蔬汁的pH值至5.0-6.0，巴氏杀菌，冷却至35-38℃；
乳酸菌发酵：往预处理后的果蔬汁中接种植物乳杆菌第一次发酵4小时后再接种副干酪乳杆菌，植物乳杆菌和副干酪乳杆菌的总接种体积量为1％(植物乳杆菌和副干酪乳杆菌的活菌数比例为1:1)，第二次发酵32小时；得到乳酸菌酵素饮料产品。
实施例3：
果蔬汁的制备：将果蔬经过清洗挑选、破碎、压榨、粗滤、灭酶、调配或不调配、精滤、杀菌制备得到。
果蔬汁预处理：调整果蔬汁的pH值至5.0-6.0，巴氏杀菌，冷却至35-38℃；
乳酸菌发酵：往预处理后的果蔬汁中接种植物乳杆菌第一次发酵6小时后再接种副干酪乳杆菌，植物乳杆菌和副干酪乳杆菌的总接种体积量为3％(植物乳杆菌和副干酪乳杆菌的活菌数比例为1:1)，第二次发酵30小时；得到乳酸菌酵素饮料产品。
实施例4：
果蔬汁的制备：将果蔬经过清洗挑选、破碎、压榨、粗滤、灭酶、调配或不调配、精滤、杀菌制备得到。
果蔬汁预处理：调整果蔬汁的pH值至5.0-6.0，巴氏杀菌，冷却至35-38℃；
乳酸菌发酵：往预处理后的果蔬汁中接种植物乳杆菌第一次发酵8小时后再接种副干酪乳杆菌，植物乳杆菌和副干酪乳杆菌的总接种体积量为5％(植物乳杆菌和副干酪乳杆菌的活菌数比例为1:1)，第二次发酵36小时；得到乳酸菌酵素饮料产品。
实施例5:效果验证实验
选取不同年龄段的人员进行产品体验，体验的产品为乳酸菌酵素饮料，饭前食用，每次 30ml，每日两次。
表10食用实施例2-4的乳酸菌酵素产品对志愿者助排方面的改善结果表
备注：健康人群平均每周排便次数正常指标为4-9次/周。
可以看出，坚持服用本发明的乳酸菌酵素产品对排便次数有较大的改善，同时，长期服用还有减重的效果。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种乳酸菌酵素产品的制备方法，其特征在于，
果蔬汁预处理：调整果蔬汁的pH值至5.0-6.0，巴氏杀菌，冷却至35-38℃；
乳酸菌发酵：往预处理后的果蔬汁中接种植物乳杆菌第一次发酵4-8小时后再接种副干酪乳杆菌，植物乳杆菌和副干酪乳杆菌的总接种体积量为1％-5％，第二次发酵30-36小时；得到乳酸菌酵素饮料产品。
2.如权利要求1所述乳酸菌酵素产品的制备方法，其特征在于，还包括冷冻干燥步骤；优选的，冷冻干燥步骤为将所述乳酸菌酵素饮料产品中加入保护剂，进行冷冻干燥，粉碎、过筛，得到乳酸菌酵素粉。
3.如权利要求1所述乳酸菌酵素产品的制备方法，其特征在于，还包括压片成型步骤；优选的，压片成型步骤为：在所述果蔬酵素粉中加入木糖醇、膳食纤维粉、微晶纤维素、水苏糖、低聚果糖、硬脂酸镁，进行压片操作，制得乳酸菌酵素片。
4.如权利要求3所述乳酸菌酵素产品的制备方法，其特征在于，所述压片成型步骤为：在所述果蔬酵素粉中加入重量百分比的如下成分；果蔬酵素粉50-70％、木糖醇5-15％、膳食纤维粉5-15％、微晶纤维素5-15％、水苏糖1-10％、低聚果糖1-10％、硬脂酸镁0.5-2％；
优选的，果蔬酵素粉60％、木糖醇10％、膳食纤维粉10％、微晶纤维素9％、水苏糖5％、低聚果糖5％、硬脂酸镁1％。
5.如权利要求1或2或3所述乳酸菌酵素产品的制备方法，其特征在于，所述果蔬汁是水果汁和蔬菜汁的任一种或两种组合。
6.如权利要求1或2或3所述乳酸菌酵素产品的制备方法，其特征在于，所述果蔬汁通过将果蔬原料经过清洗挑选、破碎、压榨、粗滤、灭酶、调配或不调配、精滤、杀菌制备得到。
7.如权利要求1或2或3所述乳酸菌酵素产品的制备方法，其特征在于，乳酸菌发酵步骤中，第一次发酵和第二次发酵的温度均为37℃±1℃。
8.如权利要求1或2或3所述乳酸菌酵素产品的制备方法，其特征在于，乳酸菌发酵步骤中，第一次发酵和第二次发酵均为厌氧发酵，通过通氮气0.02～0.05vvm或每两个小时通氮气一次的方法实现。
9.如权利要求1或2或3所述乳酸菌酵素产品的制备方法，其特征在于，所述植物乳杆菌和副干酪乳杆菌的接种量活菌数比例为1:1；
任选的，所述植物乳杆菌为植物乳杆菌HM6008；
任选的，所述副干酪乳杆菌为副干酪乳杆菌HM7012。
10.一种权利要求1-9任一项所述乳酸菌酵素产品的制备方法制备得到的乳酸菌酵素产品。
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| GR01 | Patent grant | ||
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