CN100429980C - 直投式酸奶发酵菌剂的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及的是一种直投式酸奶发酵菌剂的生产方法。是将嗜热链球菌、德氏乳杆菌保加利亚亚种等菌种菌用发酵罐进行分别大量培养，培养时间为10-72小时，发酵液中乳酸菌总数达到1.5×109cfu/ml。通过高速离心，得到菌泥。然后，加入特殊保护剂，配方为：谷氨酸钠 0.1%-5.0%、乳糖 0.1%-8.0%、甘油 0.1%-5.0%、聚乙烯吡咯烷酮 0.1%-3.0%、Vc 0.1%-5%。保护剂和菌泥的比例为：保护剂∶菌泥＝0.1∶0.1-0.1∶10.0；然后，再采用冷冻干燥技术进行冷冻干燥，制成单一的活性微生物菌剂。然后，将嗜热链球菌和德氏乳杆菌保加利亚亚种的冻干菌粉按1∶1-1∶10比例进行混合，得到直投式酸奶发酵剂。产品中活菌总数为2.0×104cfu/g-2.0×1010cfu/g，-18℃-30℃保存，保存期为3-18个月。可以用于酸奶的工业化生产，也可以用于家庭式酸奶的制作，十分方便。
Description
(一)技术领域
本发明涉及的是一种直投式酸奶发酵菌剂的生产方法。它包括嗜热链球菌、德氏乳杆菌保加利亚亚种、两歧双歧杆菌、青春双歧杆菌、长双歧杆菌、短双歧杆菌、婴儿双歧杆菌、嗜酸乳杆菌的培养方法，活菌的离心，保护剂的配制，冷冻干燥及直投式酸奶发酵剂的配制方法。
(二)背景技术
酸奶源于保加利亚，最早是一种营养丰富、易于消化的民间饮料。很久以前，色雷斯人常常背着灌满羊奶的皮囊随畜群在大草原上放牧游荡。一定时间后，在一定的温度下，皮囊中的羊奶常常因细菌的发酵作用变馊而呈渣状，这种经发酵的奶不忍倒掉，便倒入煮奶罐中煮沸，煮过的奶味道更加鲜美，这即是最早的酸奶。色雷斯人很喜欢喝这种酸奶，由于这种酸奶味道特殊而味美，因此，这种食品便流传开来，以至于现在全世界盛行。于是人们便不断寻求更简便、效果更佳的制作酸奶的方法。
20世纪初，诺贝尔奖获得者俄国科学家梅契尼柯夫(1845-1916年)在研究人类长寿问题时，到保加利亚去作调查，发现每千名死者中有4名是百岁以上去世的，这些长寿者生前都爱喝酸奶，他断定喝酸奶是使人长寿的一个重要原因。经他对酸奶的研究结果证明：酸奶中含有一种生长活性因子，能增强肌体免疫机能，有利于身体健康，抗病、抗衰老。世界上有很多长寿的地方，居民都有长期饮酸奶的习惯。有研究认为，日本人整体平均身高的增长也是因为常喝酸奶。后经研究，又发现了酸奶中含有一种能有效地消灭大肠内的腐败细菌的杆菌，并命名为“保加利亚乳酸杆菌”。
梅契尼柯夫对酸奶的研究成果使西班牙商人伊萨克·卡拉索受到启发，于是他开始了酸奶生产。最初他把酸奶当作药品在药房销售，第二次世界大战爆发后，伊萨克·卡拉索在美国建立了一家酸奶厂，并大做广告，不久便使酸奶风靡美国，并在世界各地流行开来。
根据研究结果证明，酸奶有利于人类健康和长寿的原因是：酸奶可增强人体免疫功能，降低血清胆固醇的水平。有实验证明，甚至在不用任何药物的情况下，每餐饮用约240克酸奶，一周后可见胆固醇降低。常饮用酸奶能促进肠道运动，软化酵解结肠内容物，增加粪便排泄量，预防便秘发生，有益于预防结肠癌。因此，酸奶在国外被誉为″长寿食品″。
牛奶中所含的糖分大部分是乳糖，但由于部分成人的消化液中缺乏乳糖酶，影响了对乳糖的消化、吸收和利用，造成这些人喝牛奶后胃部不适甚至腹泻，称为″乳糖不耐受症″，这也是很多人不喝牛奶的原因。此时可以选择酸奶来代替牛奶，而不必担心乳糖。酸奶因含乳酸菌，牛奶中的乳糖可被乳酸杆菌发酵转化成乳酸，乳糖不耐受者饮用酸奶不会出现腹泻症状。一些营养学家发现，酸奶中含有一种″牛奶因子″，有降低人体中血清胆固醇的作用。酸奶中的乳酸钙极易被人体吸收。有人做过实验，每天饮720克酸奶，一周后能使血清胆固醇明显下降，对动脉硬化和高血压病患者有一定的好处。酸奶中的双岐乳杆菌在发酵过程中，产生醋酸、乳酸和甲酸，能抑制硝酸盐还原菌，阻断致癌物质亚硝胺的形成，起到防癌的作用。酸奶中的乳酸菌能分解牛奶中乳糖形成乳酸，使肠道趋于酸性，抑制在中性或碱性环境中生长繁殖的腐败菌，还能合成人体必须的维生素B、叶酸和维生素E等营养物质，其本身又富含蛋白质和维生素A，对年老体弱者十分有益。酸奶中含有活性乳酸菌，可以使胃肠菌群失调重新获得平衡。酸奶中含有极易被人所吸收的乳酸钙，这就增加患者的钙元素，对防治骨质疏松有一定的益处。
酸奶除了营养丰富外，还具有保健作用。酸奶中的有益菌能维护肠道菌群生态平衡，形成生物屏障，抑制有害菌对肠道的入侵。通过发酵产生大量的短链脂肪酸，可促进肠道蠕动及菌体大量生长改变渗透压而防止便秘。酸奶还含有多种酶，促进消化吸收。酸奶中的有益菌通过抑制腐生菌在肠道的生长，抑制了腐败所产生的毒素，使肝脏和大脑免受这些毒素的危害，防止衰老。通过抑制腐生菌和某些菌在肠道的生长，从而也抑制了这些菌所产生的致癌因子，达到防癌的目的。乳酸菌可以产生一些增强免疫功能的物质，可以提高人体免疫功能，防止疾病的发生。
近几年，酸奶乳酸发酵制品受到消费者的青睐，主要是因为酸奶具有营养价值高、含有能够起保健作用的活性乳酸菌，具有食用安全、味道鲜美的优点。
鲜牛乳经发酵后，其营养成分会发生一定的变化，内含的乳糖被部分分解成半乳糖和葡萄糖，后者进而转化为乳酸等有机酸。半乳糖被机体吸收后可参与幼儿脑苷和神经物质的合成。发酵产生的乳酸会使乳蛋白变成微细的凝乳粒，易于消化吸收。另外，乳酸菌中的许多菌株能够释放活性酶类和维生素B类等营养物质。经研究发现，来自人体肠道的双歧杆菌能产生维生素B1、叶酸、维生素B6、维生素B12等多种维生素。酸奶中还含有细胞壁外多糖、矿物质、芳香物质、呈味物质等。所有这些营养成分在提供机体营养、调节肠道微生态、促进人体健康方面起着重要作用。许多人由于缺乏β-半乳糖苷酶而对乳糖有吸收障碍，这种人如果饮用鲜牛奶往往会有腹胀、腹痛、呕吐等不适反应，称为乳糖不耐症。而牛奶经发酵后，其所含的乳糖部分被发酵菌分解利用产生乳酸，而且发酵菌也会释放β-半乳糖苷酶，以帮助乳糖在小肠中的降解，从而解决一些乳糖吸收障碍问题，减轻乳糖不耐症。发酵产生的乳酸缓慢的生成，使乳蛋白形成微细的凝乳离子，增大和消化酶接触的表面积，促进蛋白质的分解。而且，乳酸菌所含的蛋白酶也可以分解部分乳蛋白获得短肽和氨基酸，提高乳蛋白的利用率。改善矿物质的代谢吸收，调节机体微量元素的平衡，酸奶中所含的钙、磷、铁，维生素、氨基酸等是机体的重要营养成分，其中磷是骨骼的重要组成成分，而钙是牛奶中含量最高的矿物质，它可以促进幼儿骨骼发育，防止老年骨质疏松症。维生素D、乳糖、磷、精氨酸等都可以促进机体对钙的吸收。乳酸菌能调节肠道的微生态，健康人体肠道中的微生物的种类、数量是相对稳定的，他们彼此协调，形成一个微生态系。然而这些自然繁殖的乳酸菌的数目会随着年龄的增长，胃肠分泌的变化，疾病及抗生素的使用等原因而逐渐下降，引起体内菌群失调，这就需要人为地进行补充。经常饮用酸奶，严重者可以通过服用乳酸菌活菌制剂从而调节肠道的微生态平衡。抑制有害微生物的生长，防止腹泻的作用，有的乳酸菌能够在肠道内定植，和肠道内的有害菌争夺营养物质，对其产生竞争性抑制，形成一个不利于有害菌生长的环境。另外，乳酸菌的合成产物中的短链脂肪酸也可以抑制有害菌的生长，或由此降低环境的pH值，对志贺氏菌、沙门氏菌、大肠杆菌等致病菌产生拮抗作用，阻止其生长繁殖，从而控制体内的内毒素，减少腹泻等疾病的发生。酸奶能降低胆固醇，血液中的胆固醇含量过高易引发心血管疾病，酸奶中胆固醇的含量较牛乳中要低。研究证实，发酵酸奶能降低血液中胆固醇的含量，一般来说可以降低胆固醇的含量达10％-25％。丹麦的一个研究结果表明，用嗜热链球菌制成的发酵奶，能明显降低血清中胆固醇的含量达10％。其机理是乳酸菌能抑制β-羟基β-甲基戊二酸单酰辅酶A还原酶的活性，控制胆固醇的合成而降低血清中胆固醇的含量。另外，研究表明，乳酸菌能分泌各种各样的酶类，对机体进行着消化食物，提供某些维生素和氨基酸的代谢活动，还可以降低胃的排空速度，改善矿物质的吸收，延缓衰老等功能。
“酸奶”和“酸乳饮料”是两个不同的概念。在配料上“酸奶”是用纯牛奶发酵制成的，属纯牛奶范畴，其蛋白质含量≥2.9％，其中调味酸牛奶蛋白质含量≥2.3％。而含乳饮料只含1/3鲜牛奶，配以水、甜味剂、果味剂。所以蛋白质含量只有不到1％，其营养价值和酸奶不可同日而语，根本不能用来代替牛奶或酸奶。配制型成品中蛋白质含量不低于1.0％称为乳饮料，另一种发酵型成品中其蛋白质含量不低于0.7％称为乳酸菌饮料，都有别于真正的酸奶。根据蛋白质含量一项可以把它们与酸奶或牛奶区别开来。
酸奶发酵用的菌种有些是益生茵或在发酵剂中再加入某些益生菌进行发酵。益生菌是指有益于人类的生命和健康的一类肠道生理细菌，如青春双歧杆菌、长双歧杆菌、短双歧杆菌、婴儿双歧杆菌、嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌等乳酸菌。目前各种酸奶制品品种繁多，有凝固型的、搅拌型的，不管是何种酸奶，其共同的特点都是含有乳酸菌。这些乳酸菌在人体的肠道内繁殖时会分泌对人体健康有益的物质，因此酸奶对人体有较多的好处。
生产酸奶最重要的要素就是发酵酸奶的菌种以及酸奶菌种的生产方法，只有好的菌种才能生产出优质的酸奶，也只有先进科学的菌种生产方法，才能生产出活性高的优质菌种。因此，一种使用方便、活性高、活菌数量多的优良菌种生产技术成为国内外一直不断进行研究的领域。
生产酸奶的方法过去多数都是自己培养液体菌种，在工厂逐级扩大培养，然后再进行酸奶发酵。这样做的缺点是：生产过程繁琐；很容易感染杂菌和噬菌体，造成生产失败；反复进行传代培养，容易造成菌种退化，不能保证每批的产品质量稳定。目前，很多工厂多采用国外进口的酸奶发酵剂，但是价格较贵，增加了生产成本。本发明的目的就是生产一种方便、实用、高活性的直投式酸奶发酵剂，直接用于酸奶发酵，不需要自己再培养菌种。这种粉末状的发酵剂，能保证菌种健壮、活性高，不退化，不感染噬菌体，运输、保藏、使用都非常方便。并且保证每批生产的产品质量稳定，大大地降低生产成本。
(三)发明内容
本发明的目的在于提供一种直投式酸奶发酵菌剂的生产方法。
本发明的目的是这样实现的：
它包括嗜热链球菌(Streptococcus thermophilus)和德氏乳杆菌保加利亚亚种Lactobacillus delbrueckii subsp bulgaricus)，嗜热链球菌和德氏乳杆菌保加利亚亚种的培养方法为：
(1)配制嗜热链球菌和德氏乳杆菌保加利亚亚种培养基，培养基的重量比组成为脱脂乳粉0.1-15％、乳清粉0.1-10％、酵母膏0.1-5％、番茄汁1-10％，pH6.0-7.0；
(2)首先分别培养嗜热链球菌和德氏乳杆菌保加利亚亚种试管斜面菌种，斜面菌种培养基中加入2％的琼脂，培养12-72小时，然后接入三角瓶液体培养基中进行分别培养，20℃-45℃培养12-72小时，再逐级进行扩大培养，然后再分别进行大罐发酵培养，20℃-45℃培养12-72小时；
(3)培养结束后，用离心机3500-8000r/min进行离心，无菌水洗涤1-2次，固形物为活性菌泥；
(4)保护液的制备：按重量比为谷氨酸钠0.1％-5.0％、乳糖0.1％-8.0％、甘油0.1％-5.0％、聚乙烯吡咯烷酮0.1％-3.0％、Vc 0.1％-5％和余量的水的比例混合，加热搅拌使其溶化，然后，105℃温度灭菌15分钟，冷却至10℃-35℃；
(5)添加保护液∶按照保护液∶活性菌泥＝1.0∶0.1-0.1∶100.0的比例将保护液与活性菌泥混合。
(6)冻干混合或混合冻干：采用冷冻干燥技术将添加有保护液的活性菌泥进行冷冻干燥，制成粉末状活性乳酸菌冻干粉，再按按照嗜热链球菌∶德氏乳杆菌保加利亚亚种＝1∶1-1∶10比例进行混合；或者是按照嗜热链球菌∶德氏乳杆菌保加利亚亚种1∶1-1∶10比例进行混合，采用冷冻干燥技术将添加有保护液的活性菌泥进行冷冻干燥，制成粉末状活性乳酸菌冻干粉。
本发明还可以包括：
1、保护液∶活性菌泥＝0.1∶0.1_0.1∶1 0.0。
2、菌种中还包括采用下述方法得到的两歧双歧杆菌(Bifidobacterium bifidum)、青春双歧杆菌(bifidobacterium adolescentis)、长双歧杆菌(B.longum)、短双歧杆菌(B.breve)、婴儿双歧杆菌(B.infantis)或嗜酸乳杆菌(Lactobacillus acidlophilus)中的一种或一种以上的混合物，其培养方法为：
(1)其培养基的重量比组成为配方：玉米浆0.1-5.0克、大豆肽0.1-5.0克、西红柿汁2.0％-25％、乳清粉1.0-5.0克、大豆浸汁2.0％-25％、葡萄糖5.0-15.0克、乳糖5.0-15.0克、胰酶水解酪蛋白2.0-15.0克、牛肉膏2.0-10.0克、酵母膏1.5-5.5克、柠檬酸钠1.0-5.0克、醋酸钠1.0-5.5克、磷酸氢二钾0.2-2.5克、硫酸镁0.1-0.75克、L-半胱氨酸盐酸盐0.001-0.1克、吐温-800.5-2.0毫升、加水定容至1000毫升，pH6.0-7.0；
(2)分别接入菌种两歧双歧杆菌、青春双歧杆菌、长双歧杆菌、短双歧杆菌、婴儿双歧杆菌，接种量1％-25％，20℃-45℃培养10-72小时；需进行厌氧培养；
(3)培养结束后，用离心机3500-8000r/min进行离心，无菌水洗涤1-2次，得到活性菌泥。
(4)保护液的制备：按重量比为谷氨酸钠0.1％-5.0％、乳糖0.1％-8.0％、甘油0.1％-5.0％、聚乙烯吡咯烷酮0.1％-3.0％、Vc 0.1％-5％和余量的水的比例混合，加热搅拌使其溶化，然后，105℃温度灭菌15分钟，冷却至10℃-35℃；
(5)分别往两歧双歧杆菌、青春双歧杆菌、长双歧杆菌、短双歧杆菌、婴儿双歧杆菌活性菌泥中添加保护液，按保护液∶活性菌泥＝1.0∶0.1-0.1∶100.0。
(6)采用冷冻干燥技术进行冷冻干燥，制成粉末状活性干粉。
产品中活菌总数为2.0×104cfu/g-2.0×1010cfu/g，-18℃-30℃保存，保存期为3-18个月。可以用于酸奶的工业化生产，也可以用于家庭式酸奶的制作，十分方便。
(四)具体实施方式
首先培养嗜热链球菌、德氏乳杆菌保加利亚亚种、两歧双歧杆菌试管菌种，菌种培养基为12％脱脂乳粉，灭菌冷却后接种，40℃培养24小时，然后将试管菌种接入三角瓶液体培养基中进行培养，40℃培养24小时，再逐级进行扩大培养，进行大罐培养。
嗜热链球菌、德氏乳杆菌保加利亚亚种大罐培养基配方：脱脂乳粉10％、乳清粉2.5％、酵母膏1.5％和余量的水，pH6.7，105℃灭菌15分钟。接种后40℃培养48小时。
两歧双歧杆菌大罐培养基配方：玉米浆0.5克、大豆肽0.2克、西红柿汁15％、乳清粉2.0克、大豆浸汁10％、葡萄糖10.0克、乳糖6.0克、胰酶水解酪蛋白2.0克、牛肉膏5.0克、酵母膏2.5克、柠檬酸钠1.0克、醋酸钠1.0克、磷酸氢二钾0.2克、硫酸镁0.1克、L-半胱氨酸盐酸盐0.001克、吐温-801.0毫升、加水定容至1000毫升，pH6.5，105℃灭菌15分钟。接种后37℃培养48小时。
培养结束后，用离心机3500-8000r/mi n进行离心，用无菌水洗涤1次，得到活性菌泥。
配制谷氨酸钠2.0％、乳糖5.0％、甘油3.0％、聚乙烯吡咯烷酮1.0％、Vc 2.5％溶液。加热搅拌使其溶化，然后，105℃温度灭菌15分钟，冷却至30℃，此溶液为保护液。在无菌操作条件下，称取100克活性菌泥加入50克保护液中，彻底搅拌均匀。然后，再采用冷冻干燥技术进行冷冻干燥，制成单一的粉末状活性微生物菌粉，再进行粉碎。
直投式酸奶发酵剂的配制：
配方1：(含量：g/100g)嗜热链球菌50g、德氏乳杆菌保加利亚亚种50g，每包1g。
配方2：含量：g/100g)嗜热链球菌50g、德氏乳杆菌保加利亚亚种50g、两歧双歧杆菌15g，每包1g。
配方3：(含量：g/100g)嗜热链球菌50g、德氏乳杆菌保加利亚亚种50g、蛋白糖10g、草莓香精10g，每包1g。
配方4：含量：g/100g)嗜热链球菌50g、德氏乳杆菌保加利亚亚种50g、两歧双歧杆菌15g、蛋白糖10g、草莓香精10g，每包1g。
酸奶制作：往消毒好的酸奶机中加一包直投式酸奶发酵剂，倒入市售液体消毒奶4袋，搅拌均匀，插上电源，发酵6小时，取出放入冰箱中冷藏过夜，即可食用。
Claims (3)
1.一种直投式酸奶发酵菌剂的生产方法，其特征是：它是按照下述方法制得包含有嗜热链球菌和德氏乳杆菌保加利亚亚种的菌剂，
1.1配制嗜热链球菌和德氏乳杆菌保加利亚亚种培养基，培养基的重量比组成为脱脂乳粉0.1-15％、乳清粉0.1-10％、酵母膏0.1-5％、番茄汁1-10％和余量的水，pH6.0-7.0；
1.2首先分别培养嗜热链球菌和德氏乳杆菌保加利亚亚种试管斜面菌种，斜面菌种培养基中加入2％的琼脂，培养12-72小时，然后接入三角瓶液体培养基中进行分别培养，20℃-45℃培养12-72小时，再逐级进行扩大培养，然后再分别进行大罐发酵培养，20℃-45℃培养12-72小时；
1.3培养结束后，用离心机3500-8000r/min进行离心，无菌水洗涤1-2次，固形物为活性菌泥；
1.4保护液的制备：按重量比为谷氨酸钠0.1％-5.0％、乳糖0.1％-8.0％、甘油0.1％-5.0％、聚乙烯吡咯烷酮0.1％-3.0％、Vc 0.1％-5％和余量的水的比例混合，加热搅拌使其溶化，然后，105℃温度灭菌15分钟，冷却至10℃-35℃；
1.5添加保护液：按照保护液∶活性菌泥＝1.0∶0.1-0.1∶100.0的比例将保护液与活性菌泥混合；
1.6冻干混合或混合冻干：采用冷冻干燥技术将添加有保护液的活性菌泥进行冷冻干燥，制成粉末状活性乳酸菌冻干粉，再按按照嗜热链球菌∶德氏乳杆菌保加利亚亚种＝1∶1-1∶10比例进行混合；或者是按照嗜热链球菌∶德氏乳杆菌保加利亚亚种1∶1-1∶10比例进行混合，采用冷冻干燥技术将添加有保护液的活性菌泥进行冷冻干燥，制成粉末状活性乳酸菌冻干粉。
2.根据权利要求1所述的直投式酸奶发酵菌剂的生产方法，其特征是：保护液与活性菌泥的混合比例为，保护液∶菌泥＝0.1∶0.1-0.1∶10.0。
3.根据权利要求1或2所述的直投式酸奶发酵菌剂的生产方法，其特征是：它还含有按照下述方法得到的两歧双歧杆菌、青春双歧杆菌、长双歧杆菌、短双歧杆菌或婴儿双歧杆菌中的一种或一种以上的混合物，其加入量占嗜热链球菌或德氏乳杆菌保加利亚亚种的0.2-0.5倍；
3.1其培养基的重量比组成为配方：玉米浆0.1-5.0克、大豆肽0.1-5.0克、西红柿汁2.0％-25％、乳清粉1.0-5.0克、大豆浸汁2.0％-25％、葡萄糖5.0-15.0克、乳糖5.0-15.0克、胰酶水解酪蛋白2.0-15.0克、牛肉膏2.0-10.0克、酵母膏1.5-5.5克、柠檬酸钠1.0-5.0克、醋酸钠1.0-5.5克、磷酸氢二钾0.2-2.5克、硫酸镁0.1-0.75克、L-半胱氨酸盐酸盐0.001-0.1克、吐温-80 0.5-2.0毫升、加水定容至1000毫升，pH 6.0-7.0；
3.2接入菌种接种量为1％-25％，20℃-45℃培养10-72小时；两歧双歧杆菌、青春双歧杆菌、长双歧杆菌、短双歧杆菌、婴儿双歧杆菌需进行厌氧培养；
3.3培养结束后，用离心机3500-8000r/min进行离心，无菌水洗涤1-2次，得到活性菌泥；
3.4按重量比为谷氨酸钠0.1％-5.0％、乳糖0.1％-8.0％、甘油0.1％-5.0％、聚乙烯吡咯烷酮0.1％-3.0％、Vc 0.1％-5％和余量的水的比例混合，加热搅拌使其溶化，然后，105℃温度灭菌15分钟，冷却至10℃-35℃制成保护液；
3.5按照保护液∶活性菌泥＝1.0∶0.1-0.1∶100.0的比例将保护液与活性菌泥混合；
3.6采用冷冻干燥技术将添加有保护液的活性菌泥进行冷冻干燥，制成粉末状活性乳酸菌冻干粉。
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