專利名稱：一種發酵劑及其制備方法和應用的制作方法
技術領域：
本發明涉及發酵技術領域，具體涉及一種發酵劑及其制備方法和應用。
背景技術：
發酵香腸起源于2000多年前的古羅馬帝國，是一種既古老又現代的發酵肉制品， 具有風味獨特、色澤美觀和營養豐富的特點，深受消費者喜愛，在肉品加工業中占有重要地位。起初，發酵香腸的制作是將肉餡兒、香辛料混合后填充進天然腸衣，在特定的自然環境下進行發酵和干燥，制作過程完全依靠機會接種和自然環境，產品質量穩定性和安全性都極其欠缺。隨著生物科技和肉類加工技術的發展，人們開始逐漸用商品發酵劑代替自然接種，用人工溫濕度控制系統代替自然干燥，極大提高了發酵香腸產品的質量穩定性和安全性，也使發酵香腸的種類迅速豐富起來。因此，發酵香腸產業中，發酵劑制造和過程控制是兩大核心技術領域。而發酵劑制造領域關鍵點在于優良性狀菌株的選育、規模化菌體培養技術、高效收集技術、干燥和包裝技術的研究。1940年美國人Jensen和Paddock第一次描述了乳酸菌在發酵香腸中的應用，并獲得專利，從而開創了使用純培養的發酵劑生產發酵香腸的先河。1955年，芬蘭科學家 Ninivaara從芬蘭傳統食品中分離出微球菌(Micrococcus M53)作為發酵劑，并提出了發酵劑微生物的選擇標準。發酵劑的使用能夠大大提高產品的質量穩定、均一性和安全性，到目前為止，發酵劑已廣泛應用于各國發酵肉制品的生產當中，以科漢森、羅地亞和丹尼斯科公司為代表的商品發酵劑生產商也得到了快速發展，并取得了壟斷性的市場地位。直投式發酵劑是一種高度濃縮的冷凍或凍干發酵劑，可以直接投入發酵原料中，而不需要前期處理，既保證了產品質量的穩定，也減少了對人力、技術和設備的需求，在某種意義上也大大降低了生產成本。國內直投式肉品發酵劑產業目前還較為落后，無論是菌種選育還是直投式發酵劑的制造技術都處于實驗室階段，尚未出現產業化的應用。產酸較快、質量穩定、使用方便、價格適中的直投式發酵劑是生產廠家的需要和追求。

發明內容
為解決上述技術問題，本發明的目的在于提供一種發酵劑及其制備方法和應用。本發明提供一種直投式發酵劑，其包含戊糖乳桿菌(LactcAacillus Pentosus) CGMCC No. 2313Q008年1月30日保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心， 參見申請號為200810M7335.8的中國專利CN101531973A，發明名稱“一種戊糖乳酸菌、活性保鮮增香劑及其應用”)。該發酵劑可用于發酵肉制品。進一步地，所述的直投式發酵劑還含有凍干保護劑。上述凍干保護劑包括脫脂乳2 %、海藻糖2 3wt %、硫酸錳0. 2 0. 4wt %、 蔗糖0.2 0. 3wt%、異Vc鈉0. 1 0. 3wt%，余量為水。進一步地，所述直投式發酵劑含有所述戊糖乳桿菌的活菌數為IO9 1012CFU/g， 優選為 101° 10"CFU/g。
戊糖乳桿菌GMCC No. 2313屬于乳酸菌，是該發酵劑的核心組分，與其他乳酸菌 (參見圖1 幻相比，戊糖乳桿菌GMCC No. 2313具有生長速度快、產酸快、耐凍干能力強的特點(參見中國專利CN101531973A)。實驗表明所述戊糖乳桿菌的延滯期生長期在液體培養基中不超過2個小時、在肉餡兒中不超過5個小時。研究表明，經過冷休克或熱休克處理的微生物能夠顯著提高其抗凍或抗熱傷的能力，這是由于細胞在壓力環境下會產生一些應激蛋白，這些應激蛋白大多為分子伴侶，能夠通過和功能性大分子結合來穩定他們的分子結構，從而提高細胞對不良環境的抵抗能力。 因此，凍干和噴干之前對菌液進行低溫和高溫誘導培養后其抗凍傷和抗熱傷能力都能顯著提尚。本發明提供的一種發酵劑的制備方法，包括如下步驟1)菌體培養將所述的戊糖乳桿菌GMCC No. 2313種子液先按0. 1 的接種量接種到改良 MRS培養基(用于乳酸菌培養，以其發明人de Man、Rogosa和Siarp名字的首字母MRS命名)中進行分批培養，30 35°C、200 300r/min培養10 12h ；再將溫度調整至39 450C >200 300r/min繼續培養2 4h，該39 45°C高溫培養過程可誘導菌體抗熱能力； 上述培養過程中控制pH 6. 5 7. 0 ；其中，所述改良MRS培養基的配比為，1升培養基中含有葡萄糖20 Mg、蛋白胨 2 4g、牛肉膏4 8g、酵母浸膏3 7g、磷酸氫二鉀2g、檸檬酸氫二銨2g、乙酸鈉2g、硫酸鎂0. 4 0. 6g、硫酸錳0. 1 0. 3g、吐溫1ml，余量為水，pH 6. 5 7. 0 ；2)收集菌體將上述菌體培養得到的培養液于5 10°C、3500 4000rmp條件下離心8 12min 收集菌體，該5 10°C低溫離心過程可誘導菌體抗凍能力，用無菌生理鹽水清洗一次，重復上述離心操作；3)冷凍干燥將輻照過的凍干保護劑(粉劑輻照滅菌，再用滅菌水配制凍干保護液)加入到上述收集所得菌體中，其中菌體量和凍干保護劑的比例為IO12個/g保護劑固形物， 于-25 -35 °C預凍2 6小時，油溫調至20 30 °C開啟真空泵冷凍干燥，冷阱溫度-80 -85°C，開啟真空泵后隔板溫度調至20 30°C ；當被干燥的樣品溫度升至7 10°C 即可收獲凍干粉發酵劑樣品，物料溫度大于7°C時即判斷凍干終點的依據。上述發酵劑在發酵肉制品生產中的應用。進一步地，所述發酵肉制品為發酵香腸，所述戊糖乳桿菌GMCCNo. 2313在該發酵香腸中的用量為IO6 107CFU/g。進一步地，所述發酵香腸中所述戊糖乳桿菌的用量為107CFU/g，并添加0.8 的糖，30°C發酵，該肉餡體系pH值下降到5. 3以下的時間不超過15個小時。本發明方法具有如下優點本發明發酵劑用于發酵肉制品，其中的戊糖乳桿菌GMCCNo. 2313通過快速生長， 可消耗發酵體系中的能源物質如葡萄糖、蔗糖、乳糖等，從而降低體系PH值，同時分泌戊糖乳桿菌素，可達到有效抑制有害微生物生長的目的，并有利于香腸干燥成熟和特有風味、色澤的形成。該發酵劑在實際生產中可快速生長和產酸，使肉餡體系PH迅速降低，產酸速度和最終PH值可通過葡萄糖添加量來控制(如圖1 4)，適合的添加范圍為0.5 lg/kg。本發明提供的發酵劑為直投式凍干粉發酵劑，其具有較高活性，用于肉制品生產， 產酸較快、質量穩定、使用方便，可節約肉制品生產成本。本發明提供的發酵劑制備方法，優化了菌株培養基和凍干保護劑配方；增加了抗逆(抗熱、抗凍)性誘導培養過程，菌株經過抗逆誘導培養后抗逆性得到增強，從而增強了菌株的活力；優化了菌體培養工藝和凍干工藝，提高凍干粉中菌株活性的同時大大降低了發酵劑的生產成本。


圖1為30°C下，1-戊糖乳桿菌GMCC No. 2313、2_植物乳桿菌、3_乳酸片球菌GMCC No. 2312,4-清酒乳桿菌的生長曲線。圖2為40°C下，1-戊糖乳桿菌GMCC No. 2313、2_植物乳桿菌、3_乳酸片球菌GMCC No. 2312、4_清酒乳桿菌的生長曲線。圖3為30°C下，1-戊糖乳桿菌GMCC No. 2313、2_植物乳桿菌、3_乳酸片球菌GMCC No. 2312,4-清酒乳桿菌的產酸曲線。圖4為戊糖乳桿菌GMCC No. 2313干粉發酵劑在不同葡萄糖含量肉餡體系產酸曲線。
具體實施例方式以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。實施例1本發明發酵劑的制備方法，其步驟如下1)菌體培養將戊糖乳桿菌GMCC No. 2313種子液按1 %的接種量接種到改良MRS培養基中進行分批培養，30°C、轉速300r/min培養IOh ；再將溫度調至40°C、轉速300r/min繼續培養3h， 該40°C高溫培養過程可誘導菌體抗熱能力；上述培養過程中控制pH 6. 5 ；其中，上述MRS培養基的配比為，1升培養基中含有葡萄糖22g、蛋白胨4g、牛肉膏6g、酵母浸膏5g、磷酸氫二鉀2g、檸檬酸氫二銨2g、乙酸鈉2g、硫酸鎂0. 4g、硫酸錳0. lg、 吐溫1ml，余量為水，ρΗ6· 5。2)收集菌體將上述菌體培養得到的培養液于10°C、3500rmp條件下離心Smin收集菌體，該 10°C低溫離心過程可誘導菌體抗凍能力，用0. 9% NaCl無菌生理鹽水清洗一次，重復上述離心操作；3)冷凍干燥將輻照過的凍干保護劑加入到上述收集所得菌體中，其中菌體量和凍干保護劑的比例為IO12個/g保護劑固形物，于DURA箱體隔板式冷凍干燥機(日本株式會社)中-35°c 預凍2小時(溫度傳感器放置到樣品托盤底部)，油溫調至20°C開啟真空泵冷凍干燥，冷阱溫度-80°C，開啟真空泵后隔板溫度調至20°C ；當被干燥的樣品溫度升至7°C即可收獲樣
品 ；
其中，以質量百分比計上述凍干保護劑包括脫脂乳4%、海藻糖2%、硫酸錳 0. 2%、蔗糖0.3%、異Vc鈉0. 1%，余量為水。實施例2本發明發酵劑的制備方法，其步驟如下1)菌體培養將戊糖乳桿菌GMCC No. 2313種子液按照0. 5 %的接種量接種到改良MRS培養基中進行分批培養；培養基初始PH6. 5，此后控制pH7. 0，轉速250r/min ；培養階段1的溫度為 32°C，培養時間Ilh ；培養階段2的溫度為35°C，培養時間4h ；其中，上述MRS培養基的配比為，1升培養基中含有葡萄糖Mg、蛋白胨3g、牛肉膏Sg、酵母浸膏7g、磷酸氫二鉀2g、檸檬酸氫二銨2g、乙酸鈉2g、硫酸鎂0. 5g、硫酸錳0. 2g、 吐溫1ml，余量為水，ρΗ6· 5。2)收集菌體將上述菌體培養得到的培養液于10°C、3500rmp條件下離心IOmin收集菌體，用 0. 9% NaCl無菌生理鹽水清洗一次，重復上述離心操作；3)冷凍干燥將輻照過的凍干保護劑加入到上述收集所得菌體中，其中菌體量和凍干保護劑的比例為IO12個/g保護劑固形物，于DURA箱體隔板式冷凍干燥機(日本株式會社)中-30°c 預凍4小時，油溫調至25°C開啟真空泵冷凍干燥，冷阱溫度-82°C，開啟真空泵后隔板溫度調至25°C ；當被干燥的樣品溫度升至8°C即可收獲樣品；其中，以質量百分比計上述凍干保護劑包括脫脂乳3%、海藻糖1%、硫酸錳 0. 3%、蔗糖0. 25%、異Vc鈉0. 2%，余量為水。實施例3本發明發酵劑的制備方法，其步驟如下1)菌體培養將戊糖乳桿菌GMCC No. 2313種子液按照0. 1 %的接種量接種到改良MRS培養基中分批培養；培養基初始PH7. 0，此后控制pH7. 0，轉速200r/min ；培養階段1的溫度為33°C， 培養時間12h ；培養階段2的溫度為38°C，培養時間池；其中，上述MRS培養基的配比為，1升培養基中含有葡萄糖20g、蛋白胨2g、牛肉膏4g、酵母浸膏3g、磷酸氫二鉀2g、檸檬酸氫二銨2g、乙酸鈉2g、硫酸鎂0. 6g、硫酸錳0. 3g、 吐溫1ml，余量為水，ρΗ6· 5。2)收集菌體將上述菌體培養得到的培養液于8°C、4000rmp條件下離心12min收集菌體，用 0. 9% NaCl無菌生理鹽水清洗一次，重復上述離心操作；3)冷凍干燥將輻照過的凍干保護劑加入到上述收集所得菌體中，其中菌體量和凍干保護劑的比例為IO12個/g保護劑固形物，于DURA箱體隔板式冷凍干燥機(日本株式會社)中-25°c 預凍6小時，油溫調至30°C開啟真空泵冷凍干燥，冷阱溫度-85°C，開啟真空泵后隔板溫度調至3(TC ；當被干燥的樣品溫度升至10°C即可收獲樣品。其中，以質量百分比計上述凍干保護劑包括脫脂乳2%、海藻糖3%、硫酸錳0.4%、蔗糖0.3%、異Vc鈉0.3%，余量為水。上述實施例制得的發酵劑，其中的菌株經過抗逆誘導培養后抗逆性得到增強，從而增強了菌株的活力；經檢測其活菌數可達10"CFU/g，所述發酵劑產酸速度快，其用于發酵香腸的接種量< 0. 5g/kg，15小時內香腸pH下降到5. 3以下；4°C條件下6個月后其活菌數在90%以上，具有較長的保質期。雖然，上文中已經用一般性說明及具體實施例對本發明作了詳盡的描述，但在本發明基礎上，可以對之作一些修改或改進，這對本領域技術人員而言是顯而易見的。因此， 在不偏離本發明精神的基礎上所做的這些修改或改進，均屬于本發明要求保護的范圍。
權利要求
1.一種含有戊糖乳桿菌(Lactobacillus Pentosus)CGMCC No. 2313的直投式發酵劑。
2.根據權利要求1所述的直投式發酵劑，其特征在于，還含有凍干保護劑。
3.根據權利要求2所述的直投式發酵劑，其特征在于，所述的凍干保護劑包括脫脂乳 2 4wt%、海藻糖2 3wt%、硫酸錳0. 2 0. 4wt%、蔗糖0. 2 0. 3wt%和異Vc鈉0. 1 0. 3wt%。
4.根據權利要求1 3任一項所述的直投式發酵劑，其特征在于，含有所述的戊糖乳桿菌的活菌數為IO9 1012CFU/g。
5.根據權利要求4所述的直投式發酵劑，其特征在于，含有所述的戊糖乳桿菌的活菌數為 101° 10"CFU/g。
6.權利要求1 5任一項所述的直投式發酵劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟1)菌體培養將所述的戊糖乳桿菌種子液先按0. 1 的接種量接種到改良MRS培養基中進行分批培養，30 ;35°C、200 300r/min培養10 12h ；再將溫度調整至39 45°C、200 300r/min繼續培養2 4h ；上述培養過程中控制pH 6. 5 7. 0 ；其中，所述改良MRS培養基的配比為，1升培養基中含有葡萄糖20 Mg、蛋白胨2 4g、牛肉膏4 8g、酵母浸膏3 7g、磷酸氫二鉀2g、檸檬酸氫二銨2g、乙酸鈉2g、硫酸鎂 0. 4 0. 6g、硫酸錳0. 1 0. 3g、吐溫1ml，余量為水，pH 6. 5 7. 0 ；2)收集菌體將上述菌體培養得到的培養液于5 10°C、3500 4000rmp條件下離心8 12min收集菌體，用無菌生理鹽水清洗一次，重復上述離心操作；3)冷凍干燥將輻照過的凍干保護劑加入到上述收集所得菌體中，其中菌體量和凍干保護劑的比例為IO12個/g保護劑固形物，于-25 -35°C預凍2 6小時，油溫調至20 30°C開啟真空泵冷凍干燥，冷阱溫度-80 _85°C，開啟真空泵后隔板溫度調至20 30°C;當被干燥的樣品溫度升至7 10°C即可收獲凍干粉發酵劑樣品。
7.權利要求1 5任一項所述的直投式發酵劑在肉制品發酵生產中的應用。
8.根據權利要求7所述的應用，其特征在于，所述發酵肉制品為發酵香腸，所述戊糖乳桿菌GMCC No. 2313在該發酵香腸中的用量為IO6 107CFU/g。
9.根據權利要求8所述的應用，其特征在于，在所述發酵香腸中戊糖乳桿菌的用量為 107CFU/g,并添加0. 8 Iwt %的糖，30°C發酵。
全文摘要
本發明提供了含有戊糖乳桿菌(Lactobacillus Pentosus)CGMCC No.2313的直投式發酵劑及其應用，以及該發酵劑的制備方法。該發酵劑可直接用于發酵肉制品，產酸較快、質量穩定、使用方便，可節約發酵肉制品生產的成本。本發明提供的發酵劑制備方法，優化了MRS培養基，菌體培養過程中增加抗逆性誘導培養，還優化了凍干保護劑配方和凍干工藝，提高凍干粉發酵劑中菌株活性的同時大大降低了發酵劑的生產成本。
文檔編號A23L1/314GK102246969SQ20111013246
公開日2011年11月23日 申請日期2011年5月20日 優先權日2011年5月20日
發明者喬曉玲, 周彤, 曲超, 李家鵬, 楊君娜, 田寒友, 申思, 陳文華 申請人:中國肉類食品綜合研究中心