一种益生菌培养基及其应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及发酵乳制品工业，具体涉及一种益生菌培养基及其应用。
【背景技术】
[0002]联合国粮农组织和世界卫生组织定义益生菌为一种“当摄入充足的数量时，对宿主产生功能性健康益处的活体微生物”。为了发挥益生菌的功能与作用，益生菌菌株必须对人体消化系统具有良好的耐受性、保持存活，一些乳酸菌菌株如嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌、乳酸乳球菌等经过人体消化道时，不耐胃酸和胆汁，大部分被消化液破坏，其几乎不能存活，在人体肠胃道中也不能分离到这些菌株，这类菌株调节肠道菌群平衡、改善肠道微环境等益生功能有限，只能称之为“乳酸菌”，而不能定义为“益生菌”。
[0003]干酪乳杆菌、植物乳杆菌、双歧杆菌、鼠李糖乳杆菌、嗜酸乳杆菌等益生菌能够有效耐受人体消化系统，包括口腔中的酶、低PH值的胃液以及小肠的胆汁酸等，在人体消化系统中也能分离到这些益生菌，他们进入人体后可以在肠道内大量存活，发挥调节肠内菌群平衡、促进人体消化吸收等作用。同时，这些益生菌的菌株还具有提高机体免疫力、抑制肿瘤生长、降胆固醇、降血脂、调血压等益生保健功能。目前，干酪乳杆菌、双歧杆菌、植物乳杆菌等益生菌在国内发酵乳制品中也得到了很好的发展和应用，一些益生菌功能性发酵乳制品也深受消费者青睐。益生菌发酵剂是生产益生菌发酵乳制品的核心成分与关键因素，遗憾的是，由于技术水平的限制，目前国内尚无成熟的益生菌发酵剂产业，这一市场被丹麦科?汉森、丹麦丹尼斯克、荷兰帝斯曼等几家外国公司所垄断，国内生产企业需从国外引进直投式益生菌发酵剂用于益生菌发酵乳制品生产。为了打破我国发酵剂市场被国外公司垄断的局面，近几十年来，国内科研院所和大型乳品生产企业在新型益生菌发酵剂优良菌株选育、优良益生菌菌株的益生功能研究、菌株高密度培养、浓缩干燥工艺等方面投入了大量的人力物力进行技术攻关，取得了一些进展。
[0004]对于益生菌发酵剂菌株的高密度培养而言，国内外较多地使用的是MRS培养基、TJA培养基或脱脂牛乳等进行益生菌的繁殖、培养。虽然MRS等培养基培养干酪乳杆菌等益生菌菌种总体生长较快、菌数含量较高，但由于MRS等培养基含有牛肉膏、酵母膏、蛋白胨等成分，其口感风味不佳，同时培养基中的吐温80、柠檬酸氢二铵、硫酸镁、β -甘油磷酸二钠等不是食品原料，直接用于益生菌发酵乳制品生产存在食品安全隐患，故益生菌的液体培养需经离心或过滤、洗涤等工艺去除培养基成分，才能作为发酵剂在食品中使用。因此，这类益生菌发酵剂菌株的高密度培养基在使用上存在较大的局限性。使用脱脂牛乳作为培养基质则益生菌菌种总体生长较慢、菌数含量不高。同时，益生菌在牛乳中发酵乳糖产酸、凝乳，益生菌菌体分布在发酵乳凝胶中，无法再进行菌体的浓缩。
【发明内容】
[0005]本发明针对现有益生菌发酵剂所用培养基质存在的局限性，提供了一种完全以食品原料或食品添加剂为组成成分、菌数含量高、使用方便的益生菌培养基及其应用。
[0006]本发明提供的益生菌培养基，制备原料包括:乳清蛋白，鱼肉，猪肝，黑豆，魔芋粉，甜菜，茶溶液或茶粉，葡萄糖，糖蜜，三聚磷酸钠和净化水。
[0007]所述的乳清蛋白是指干酪副产物乳清经部分脱盐、部分去除乳糖的产物，乳清蛋白为常用食品原料。
[0008]所述的鱼肉是指淡水鱼类例如鲢鱼、鳙鱼、鲫鱼、草鱼等去除头、尾、鱼骨和鱼皮后易于食用的部分，其富含优质蛋白、脂肪酸、维生素等，鱼肉为常用食品原料。
[0009]所述的猪肝是指猪科动物猪的肝脏，猪肝富含蛋白质、微量元素、维生素等，为常用食品原料。
[0010]所述的黑豆是指豆科植物大豆[Glycine max (L.) Merr.]的黑色种子,俗称黑大豆或乌豆，是我国历史悠久的药食同源作物。
[0011]所述的魔芋粉是指多年生天南星科草本植物魔芋球茎果实经脱水、干燥、研磨等现有加工工艺制得的精粉，其主要成分是葡甘聚糖，魔芋粉是常用食品原料。
[0012]所述的甜菜是指两年生草本植物甜菜(Beta vulgaris L.)的根茎果实，是常用食品原料。
[0013]所述的茶溶液是指山茶科植物(Camellia sinensis)的叶子或芽经加工处理后的茶叶用水浸泡后的茶汤，茶溶液是我国较为流行的食品饮料。
[0014]所述的茶粉是用茶树鲜叶经杀青及特殊工艺处理后，粉碎成粒度能通过400目以上筛网的粉末，其最大限度地保持茶叶原有的色泽以及营养、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为葡萄糖的粉状食品原料。
[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产品，制糖过程中，糖液经浓缩析出结晶糖后，残留的棕褐色黏稠液体即为糖蜜，糖蜜是食品发酵工业的常用原料。
[0017]所述的三聚磷酸钠为一种酸度调节剂，根据《食品安全国家标准、食品添加剂使用标准》(GB2760)，三聚磷酸钠为可在各类食品中按生产需要添加使用的食品添加剂。
[0018]在本发明中，所用的葡萄糖、糖蜜、甜菜含益生菌易于利用的碳源与生长促进因子。乳清蛋白、鱼肉、猪肝、黑豆酶解物为乳酸菌提供了易于利用的氮源。经研究分析，发现糖蜜、猪肝、茶为益生菌的生长繁殖提供了生长促进因子，同时黑豆、魔芋、茶、甜菜有助于各种益生菌发酵密度提高、在保藏过程中益生菌菌数含量的维持与稳定。三聚磷酸钠主要起调节体系PH值作用，避免体系pH值下降过快抑制益生菌生长繁殖。
[0019]优选地，上述益生菌培养基中，各原料的质量百分含量为:
乳清蛋白1.0?2.0%;
鱼肉0.5?1.0%;
猪肝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% ；
三聚磷酸钠0.1?0.2% ；
净化水余量。
[0020]此外，上述益生菌发酵剂培养基中，还包括食品级蛋白酶和食品级葡聚糖酶，两种酶在制备过程中主要用于乳清蛋白、鱼肉、猪肝、魔芋粉、黑豆等的酶解，以获得丰富的多肽、氨基酸和低聚糖等营养成分。
[0021]优选地，上述益生菌培养基，其制备方法为:黑豆、鱼肉、猪肝和甜菜经清洗、破碎、研磨后，加入乳清蛋白、魔芋粉和净化水搅拌均匀得混合物，混合物中加入占乳清蛋白、鱼肉、猪肝和黑豆总质量0.1?0.3%的食品级蛋白酶，占黑豆、魔芋和甜菜总质量0.1?0.3%的食品级葡聚糖酶，酶解，酶解结束后加热灭酶，酶处理后的混合物经过滤取滤液或离心取上清，得酶处理物；酶处理物与其他原料混合，充分搅拌均匀，灭菌后获得益生菌培养基。
[0022]所述的蛋白酶是一类能将蛋白质分解为多肽、氨基酸的酶类，它广泛存在于动物内脏、植物茎叶、果实和微生物中，按照我国相关食品法规，食品级蛋白酶是食品加工中允许使用的加工助剂，其来源符合GB2760的规定。
[0023]所述的葡聚糖酶是一种内切酶，专一作用于葡聚糖的1，3及1，4糖苷键，产生3~5个葡萄糖单位的低聚糖及葡萄糖，它可以有效分解麦类和谷类植物胚乳细胞壁中的β -葡聚糖，按照我国相关食品法规，食品级葡聚糖酶是食品加工中允许使用的加工助剂，其来源符合GB2760的规定。
[0024]优选地，酶解温度为50?55°C，酶解时间为3?6小时。
[0025]本发明还提供上述益生菌培养基在培养益生菌菌株中的应用，所述益生菌为干酪乳杆菌、植物乳杆菌、双歧杆菌、鼠李糖乳杆菌、嗜酸乳杆菌和/或副干酪乳杆菌。
[0026]本发明还提供一种培养益生菌的方法，是使用上述益生菌培养基，益生菌起始菌种接种量为16?10 7CFU/mL，培养温度为37?39°C，培养时间为12?18小时。其他步骤按常规培养方法进行。
[0027]本发明还提供了用上述培养益生菌的方法培养好的培养物在制备益生菌发酵乳制品、制备冷冻干燥发酵剂或制备深冷冻菌种中的应用。
[0028]本发明还提供了上述培养益生菌的方法培养好的培养物直接用于益生菌发酵乳制品生产的方法，接种量按质量百分比计为I?5%，或以菌数含量计为16?17 CFU /mL。其他步骤按常规培养方法进行。
[0029]与现有技术相比，本发明具有以下优点和积极效果:
1、使用方便、安全性高
本发明生产益生菌发酵剂所有原料均为食品原料或食品添加剂，未使用益生菌现有培养基常使用的柠檬酸氢二铵、β_甘油磷酸二钠、酵母膏、牛肉膏等非食品原料或非食品添加剂。因此，本发明所制得的益生菌发酵剂安全性高，不存在安全隐患，无需将发酵培养的培养基成分去除，可以将发酵培养菌液直接作为益生菌菌种添加到牛乳中制作益生菌发酵乳制品，因而使用很方便。
[0030]2、益生菌生长繁殖较快、菌数含量高
使用本发明的培养基，干酪乳杆菌、植物乳杆菌、双歧杆菌、鼠李糖乳杆菌、嗜酸乳杆菌、副干酪乳杆菌等均生长繁殖较快、菌数含量高，12小时左右就能达到19 CFU/mL。
[0031]3、培养基成本较低
本发明选用常用食品原料或食品添加剂为发酵剂培养基组成成分，原料均可购买市售商品，来源广泛、价格低廉，相对于常用的MRS等培养基，本发明提供的培养基成本较为低廉
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[0032]4、所生产的发酵乳制品发酵时间短、产品风味浓郁
按照本发明的优选方案，可直接将发酵剂培养物接种于牛乳生产益生菌发酵乳制品。由于本发明培养基成分中富含多肽、氨基酸、低聚糖等成分，其有利于刺激益生菌在牛乳中的生长繁殖，缩短发酵时间。以植物乳杆菌为例，使用直投式发酵剂或以脱脂乳进行扩培，其不能发酵凝乳，使用本发明的优选方案，直接将发酵剂培养物接种于牛乳则能生产出发酵时间较短、益生菌含量高、风味好的植物乳杆菌益生菌发酵乳制品。另一方面氨基酸、多肽是醛、酮等发酵乳制品特征风味物质的前体物，特别有利于发酵乳风味物质的形成，使最终的发酵乳制品产品风味浓郁。而