CN101220340A - 一种常压干燥法生产活性乳酸菌粉的技术 - Google Patents
一种常压干燥法生产活性乳酸菌粉的技术 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种活性乳酸菌菌粉的常压干燥制备技术，通过对活性乳酸菌采用高温驯化、扩大培养、混合、干燥制备技术，解决了活性乳酸菌在高温下干燥的存活难题，避免了活性乳酸菌在37℃－38℃下干燥容易受杂菌污染以及冷冻干燥需要先进昂贵的干燥设施问题。本技术所提供活性乳酸菌菌粉，可直接作为乳酸发酵制品的优良菌株进行发酵，克服了目前国内多数乳酸发酵制品(如糟辣椒、泡菜等)传统生产工艺中导致杂菌污染严重、产品质量低的技术难题；简化了酸奶生产过程，用本发明获得的活性乳酸菌粉可在常温下保存6个月以上，可形成商品，便于运输，也便于乳酸发酵制品的工业化生产。
Description
技术领域：本发明属人类生活需要类有关食品制备或处理的技术领域，具体地说是从糟辣椒、泡菜、酸奶等发酵制品分离出纯优良乳酸菌株组合，采用常压干燥法生产活性乳酸菌粉的技术方法。
背景技术：乳酸菌具有多种活性酶，并能产生特殊的抗菌物质，因此乳酸菌制品广泛用于食品，保健品和医疗制品等各方面，乳酸菌的制备方法也很多，根据不同的用途从不同的发酵制品中筛选分离出优良菌株而制成乳酸菌制品，乳酸菌制品生产一般经过三个步骤：1.筛选分离出优良菌株，扩大培养成优良菌种；2.将菌种存放在载体上加工成乳酸菌制品；3.乳酸菌制品的保存。
由于活性乳酸菌仅存在液体食品或饮料中，因此，乳酸菌种一般存放在脱脂牛乳中，经真空冷冻干燥后在低温下保存，而将菌种存放在固体干料中的极少，也就是说以固体干料为乳酸菌载体的报导极少，发明专利《活性乳酸菌干燥菌粉的制备技术》，申请号00119386.4，就是以固体干料为乳酸菌载体的报导之一，但其保存仍在低温情况下(10℃以下)，而且其生产目的仍是作食品添加剂，因此对菌种的的发酵或生产性能不作苛求。
发明内容：本发明的目的在于从品质良好的自然乳酸发酵制品中筛选分离出纯优良菌株组合，经特殊方法扩大培养成优良纯菌种，不含任何杂菌，将纯菌种存放在固体干料中，经高温驯化后于50℃-70℃温度下干燥，并能在常温状态下作较长期的保存。
为实现上述目的，本发明研制出一个完整的常压干燥法生产活性乳酸菌粉的工艺流程，并根据试验提出了主要工艺参数。
本发明工艺流程见说明书附图，依次为1.菌种提取分离，2.菌种培养，3.高温驯化，4.高温驯化后菌种扩大培养，5.混合，6.干燥，7.包装；
现结合工艺流程图对流程中的每一步骤的具体操作和工艺条件加以详细说明。
(1)菌种提取分离：取品质良好的自然乳酸发酵制品，如糟辣椒或泡菜或酸奶，取其中10g放置于蒸馏水中稀释1000-10000倍，蘸取稀释液用划线法与酒精灯下在平板上MRS固体培养基表面划线，将划线后的固体MRS培养基放置于37.5℃培养箱培养12h-36h，观察培养基上菌体形态，将培养基上形态不同的菌体再次用上述方法再分别在有MRS固体培养基的平板上划线培养。依次类推，直至培养基上的菌种均为纯种为止；
(2)菌种培养：将纯菌种在无菌操作室，于酒精灯下，用划线法转接于MRS固体培养基，放置于无氧培养箱36.5℃-38.5℃条件下培养12h-36h；
(3)高温驯化：
①：驯化前菌种扩大培养：将菌种转接于含有MRS液体培养基、保护剂和粮食熬煮液的驯化培养基上，放置于35℃-40℃培养箱无氧条件下培养，培养时间为12h-36h；
②高温阶梯驯化：将生长良好的菌种在无菌条件下转接于空白驯化培养基中，放于40℃培养箱无氧条件培养12h～36h。然后将长势好的菌株转接于另一空白驯化培养基上，放于45℃培养箱无氧条件培养12h～36h，依次递增培养温度5℃，最终在无氧条件下于65℃仍然能生长的菌种为目的菌种；
(4)驯化后菌种扩大培养：将在65℃仍然能正常生长的菌种无菌条件下接种至灭菌后的粮食熬煮液中在35℃-40℃温度下培养12h-36h；
(5)混合：上述驯化扩大培养的粮食熬煮液与熟化后干粮食粉载体按1∶1的比例混合，并添加混合物重量2％-3％的保护剂海藻糖和混合物重量2％-4％赋形剂海藻酸纳，搅拌混匀；
(6)干燥：将上述混合物放于50℃-70℃烘箱或烘房中烘干，干燥时间12h-36h；
(7)包装：将烘干后的混合物，用复合薄膜进行真空包装，真空度为0.085Mpa-0.095Mpa；
MRS固体培养基是一般通用的培养基，
MRS固体培养基的制法是：取牛肉蛋白粉10g、牛肉浸膏10g、酵母浸膏5g、葡萄糖20g、醋酸钠5g、柠檬酸二铵2g、吐温80 0.1ml、硫酸镁0.58g、硫酸锰0.28g、纯化琼脂粉15g、 蒸溜水1000ml混合，用高压锅在121℃灭菌20min-30min，调节pH6.2～6.4，倒于平板上，待MRS冷凝固化后，成MRS固体培养基。
在配制MRS固体培养基的原料中，如果不加纯化琼酯粉，则加工出的MRS培养基称MRS液体培养基，在MRS液体培养基中加入保护剂和粮食熬煮液称驯化培养基。
本发明所指的划线法是指蘸取菌种在培养基表面呈S形曲线划动，新长出的菌落呈S曲线状。
本发明所指的驯化培养基是指在MRS液体培养基中加有保护剂海藻糖和粮食熬煮液的培养基。
本发明解决了活性乳酸菌在高温下干燥的存活难题，避免了活性乳酸菌在37℃-38℃下干燥容易受杂菌污染以及冷冻干燥需要先进昂贵的干燥设施问题。技术适应性强，容易推广，可大大降低生产成本。本技术所提供活性乳酸菌菌粉，不但便于制成各种富含活性乳酸菌的固体食品，而且还可直接作为乳酸发酵制品的优良菌株进行发酵，克服了目前国内多数乳酸发酵制品(如糟辣椒、泡椒、发酵酱辣椒、泡菜等)传统生产工艺中采用原料表面附着乳酸菌进行自然发酵，导致杂菌污染严重、产品质量低且不稳定的技术难题；简化了酸奶生产过程中采用菌种低温保存后每次生产都要进行菌种扩大培养的工艺。
本发明与现有技术相比有下列特点
1.经过本发明工艺制备的菌种为不含任何杂菌的纯乳酸菌组合菌种，本发明制品不仅可作为添加剂，便于制成各种富含活性乳酸菌的固体食品，更重要的是可作为纯优良菌种组合用于发酵辣椒，果蔬、酸奶的工业生产，并保证产品能符合食品卫生要求。
2.本发明以熟化后的固体干料为乳酸菌载体，可在常温下较长期保存，便于运输，便于开发成商品。
3.本发明特别采用高温驯化菌种手段，从而使菌种在常温常压干燥过程中，能保证高存活率，并减少杂菌。
4.本发明扩大培养采用的培养基，配制方法简单，价格低，可降低生产成本；
5.本发明不用任何大型或先进的干燥设备，投资少，成本低，技术易推广。
6.本发明生产的菌株经活化后可直接用于相关乳酸发酵制品的发酵或生产，克服了传统自然发酵的不足。
附图说明：说明书附图为本发明工艺流程图，依次为1.菌种提取分离，2菌种培养，3.高温驯化，高温驯化培养基中要加入保护剂和粮食熬煮液，4.高温驯化后菌种扩大培养，5.混合：将高温驯化后菌种扩大培养的粮食熬煮液与载体按重量比1∶1混合后，加入保护剂和赋形剂，搅拌均匀，6.干燥，7.包装。
具体实施方式：实施例1、结合工艺流程图对流程中的每一步骤工艺条件进行试验，分别以糟辣椒、泡辣椒、酱辣椒、酸奶为原料，从中提取乳酸菌，分别取工艺参数取值表的高、中、低三列值进行试验(如下表)，实施例1取(高列)值，实施例2取(中列)值，实施例3取(低列)值。
工艺参数取值表
| 项目 | 高 | 中 | 低 |
| 菌种提取分离：样品稀释倍数 | 1000 | 5000 | 10000 |
| 菌种培养 | 温度(℃) | 36.5 | 37.5 | 38.5 | ||||
| 时间(h) | 36 | 24 | 12 | |||||
| 驯化培养基配制 | 添加海藻糖(％) | 2 | 2.5 | 3 | ||||
| 添加大米煮液(％) | 10 | 15 | 20 | |||||
| 高温驯化 | 驯化前菌种扩大培养温度(℃) | 35 | 37.5 | 40 | ||||
| 驯化前菌种扩大培养时间(h) | 36 | 24 | 12 | |||||
| 高温驯化梯度5℃ | ||||||||
| 高温驯化范围40～65℃ | ||||||||
| 高温驯化时间(h) | 36 | 24 | 12 | |||||
| 悬浊液制备 | 熬煮时间(min) | 20 | 30 | 40 | ||||
| 高压灭菌时间(min) | 20 | 25 | 30 | |||||
| 驯化后菌种扩大培养 | 培养温度(℃) | 35 | 37.5 | 40 | ||||
| 培养时间(h) | 36 | 24 | 12 | |||||
| 载体制备 | 大米与水比例 | 1∶3 | 1∶4 | 1∶5 | ||||
| 烘干温度(℃) | 50 | 60 | 70 | |||||
| 过筛目数 | 60 | 70 | 80 | |||||
| 混合 | 保护剂浓度(％) | 2.0％ | 2.5 | 3.0 | ||||
| 赋形剂浓度(％) | 2％ | 3％ | 4％ | |||||
| 干燥 | 干燥温度(℃) | 50 | 60 | 70 | ||||
| 干燥时间(h) | 36 | 24 | 12 | |||||
| 包装：真空度(Mpa) | 0.085 | 0.090 | 0.095 | |||||
实施例1具体操作如下：试验操作时各步统一取工艺参数取值表中的(高)值。
1.菌种提取分离：取泡辣椒或酱辣椒或糟辣椒或酸奶10g，磨碎后，放置于1000(高列)倍重的蒸馏水中，稀释蘸取稀释液用划线法与酒精灯下在平板上MRS固体培养基表面划线，将划线后的培养基放置于37.5℃培养箱，培养时间36h，观察培养基上菌体形态，将培养基上形态不同的菌体再次用上述方法再分别在有MRS固体培养基的平板上划线培养，依次类推，直至培养基上的菌种均为纯种为止；
2菌种培养：将纯菌种在无菌操作室，于酒精灯下，用划线法转接于MRS固体培养基，放置于无氧培养箱在36.5℃(高列)条件下培养，培养时间36h(高列)；
3.高温驯化：
①：驯化前菌种扩大培养：将步骤2所得菌种转接于驯化培养基的试管中，放于35℃(高列)培养箱无氧条件下培养，培养时间为36h(高列)；
②高温阶梯驯化：将生长良好的菌种在无菌条件下转接于驯化培养基上，放于40℃培养箱无氧条件培养36h(高列)，然后将长势好的菌株转接于另一空白驯化培养基上，放于45℃培养箱无氧条件培养36h(高列)，依次递增培养温度5℃，最终在无氧条件下于65℃仍然能生长的菌种为目的菌种；
4.驯化后菌种扩大培养：将在65℃仍然能正常生长的菌种无菌条件下接种至灭菌后的大米熬煮液或悬浊液中在35℃(高列)培养36h(高列)；
5.混合：将悬浊液扩大培养的菌种与熟米粉载体按1∶1的比例混合，并添加混合物重的2％(高列)的保护剂海藻糖以及2％(高列)赋形剂海藻酸纳，搅拌混匀。
6.干燥：将上述混合物，放于50℃(高列)烘箱或烘房中烘干，干燥时间36h(高列)。
7.包装：将烘干后的乳酸菌，用复合薄膜进行真空包装，真空度为0.085Mpa(高列)。
在上述操作中标明有(高)字的，表示取工艺参数取值表中的高限数据，操作中几种自己研制的培养基制法分别介绍如下：
驯化培养基制备：在上述无纯化琼脂粉的MRS培养基(称MRS液体培养基)中加入海藻糖2％-3％(重量百分比)，大米熬煮液或悬浊液10％-20％(重量百分比)，充分溶解后，调节pH至6.2～6.4，将驯化培养基装入试管，每试管分别装5ml-10ml，用棉塞塞住管口；7-10只试管为一捆用报纸包住试管口，放入高压锅中在121℃下灭菌20min-30min，冷却备用。
配制大米熬煮液：用1000g大米配以10000g水，煮沸，熬煮20min-40min后，用快速滤纸过滤后，置于高压锅中于121℃下灭菌20min-30min，冷却后所得液即为大米熬煮液又称悬浊液。
熟米粉载体制备：称取500g-1000g的米，按照1∶3-1∶5的比例加入水，蒸熟成饭，将饭粒于50℃-70℃烘干，然后用普通打粉机将其粉碎成粉末状颗粒60～80目过筛，也可将配制悬浊液过滤得到的滤渣在50℃～70℃烘干，然后用普通粉碎粉碎，60～80目过筛。
具体操作中凡注明有(高列)的表示工艺数参数取值表中取高列数值，在驯化培养基，大米熬煮液，熟米粉载体制备在实施例1中都取高的数值。
实施例1中所有工艺参数都取工艺参数取值表中的高的数值。
实施1结果菌粉中菌种存活率75％以上，菌种数均能达到106～107/g以上。
实施例2，具体操作同实施例1，只是工艺条件都取工艺参数取值表中的(中列)的数值，在驯化培养基、大米熬煮液、熟米粉载体的工艺条件都取中间数值。
实验结果菌粉中菌种存活率75％以上，菌种数均能达到107～108/g以上。
实施例3，具体操作同实施例1，只是工艺条件都取工艺参数取值表中的低列数值，在驯化培养基、悬浊液、熟米粉载体的工艺条件都取低限数值。
实验结果菌粉中菌种存活率75％以上，菌种均能达到106～107/g以上。
本发明具体实施工艺步骤5“混合”工艺中，除将悬浊液扩大培养的菌种、海藻糖、海藻酸钠按比例直接加入到载体中搅拌均匀外，还可将海藻糖、海藻酸钠、载体按比例配合搅拌均匀后，用喷雾器将大米悬浊液扩大培养的菌种直接喷到混合载体上，然后在60℃烘干12h-36h。
本发明具体实施方式工艺步骤6“干燥”工艺中，将混合搅拌均匀后的混合物采取130℃～160℃温度下喷雾干燥5S～15S，乳酸菌数会更高。
在具体操作步骤中“菌种提取分离步骤对泡菜可按泡菜固液比取样，不经磨细，直接稀释，”如果是固体样品，在稀释前要磨细。
用本发明获得的活性乳酸菌粉用于辣椒发酵制品、泡菜以及其他乳酸发酵制品，产品的营养、风味、色泽好，卫生指标完全符合食品卫生要求，并且不同批次产品的质量基本一致，不同厂家用本菌粉制作的同类产品质量也基本一致。
用本发明获得的活性乳酸菌粉可在常温下保存6个月以上。
说明书中时间h代表小时，s代表秒。
本发明也曾用其它粮食熬煮液如玉米、马铃薯、高梁等代替大米熬煮液，虽然能实施但效果不如大米熬煮液，这里不一一列举数据。
本发明也曾用其它熟粮食粉如玉米，马铃薯、高梁等代替熟大米粉，但效果不如熟米粉载体。
Claims (6)
1.一种常压干燥法生产活性乳酸菌粉的技术，工艺流程依次为：(1)菌种提取分离，(2)菌种培养，(3)高温驯化，(4)高温驯化后菌种扩大培养，(5)混合，(6)干燥，(7)包装；
工艺步骤和具体操作为：
(1)菌种提取分离：取品质良好的自然乳酸发酵制品，如糟辣椒或泡菜或酸奶，取其中5～15g放置于蒸馏水中稀释1000-10000倍，蘸取稀释液用划线法与酒精灯下在平板上MRS固体培养基表面划线，将划线后的MRS固体培养基放置于37.5℃培养箱培养12h-36h，观察培养基上菌体形态，将培养基上形态不同的菌体再次用上述方法再分别在有MRS固体培养基的平板上划线培养，依次类推，直至培养基上的菌种均为纯种为止；
(2)菌种培养：将纯菌种在无菌操作室，于酒精灯下，用划线法转接于MRS固体培养基，放置于无氧培养箱36.5℃-38.5℃条件下培养12h-36h。
(3)高温驯化：
①：驯化前菌种扩大培养：将菌种转接于装有MRS液体培养基、保护剂和粮食熬煮液的驯化培养基上，放置于35℃-40℃培养箱无氧条件下培养，培养时间为12h-36h；
②高温阶梯驯化：将生长良好的菌种在无菌条件下转接于空白驯化培养基中，放于40℃培养箱无氧条件培养12h～36h，然后将长势好的菌株转接于另一空白驯化培养基上，放于45℃培养箱无氧条件培养12h～36h，依次递增培养温度5℃，最终在无氧条件下于65℃仍然能生长的菌种为目的菌种；
(4)驯化后菌种扩大培养：将在65℃仍然能正常生长的菌种无菌条件下接种至灭菌后的粮食熬煮液中在35℃～40℃温度下培养12h-36h；
(5)混合：上述驯化扩大培养的粮食熬煮液与熟化后的粮食粉载体按1∶1的比例混合，并添加混合物重量2％-3％的保护剂海藻糖以及混合物重量2％-4％赋形剂海藻酸纳，搅拌混匀；
(6)干燥：上述混合物，放于50℃-70℃烘箱或烘房中烘干，干燥时间12h-36h；
(7)包装：将烘干后的混合物，用复合薄膜进行真空包装，真空度为0.085Mpa-0.095Mpa。
2.根据权利要求1所述的一种常压干燥法生产活性乳酸菌粉的技术，其特征是各步骤工艺条件为：
(1)菌种提取分离：取乳酸发酵制品10g，稀释5000倍；
(2)菌种培养：将纯菌种在无菌操作室，于酒精灯下，用划线法转接于MRS固体培养基，放置于无氧培养箱37.5℃条件下培养24h；
(3)高温驯化：
①：驯化前菌种扩大培养：培养温度37.5℃，培养时间为24h，②高温驯化梯度：高温驯化梯度5℃，高温驯化范围40～65℃，每一温度培养时间24h；
(4)驯化后菌种扩大培养：培养温度37.5℃培养时间24h；
(5)混合：保护剂海藻糖为混合物重量的2.5％，赋形剂海藻酸纳为混合物重量的3％；
(6)干燥：干燥温度60℃，干燥时间24h；
(7)包装：真空度为0.090Mpa。
3.根据权利要求1或2所述的一种常压干燥法生产活性乳酸菌粉的技术，其特征是载体为熟米粉载体，驯化后菌种扩大培养的培养基为大米熬煮液，高温驯化的培养基为驯化培养基。
4.根据权利要求3所述的一种常压干燥法生产活性乳酸菌粉的技术，其特征是自制培养基的制备方法有：
驯化培养基制备：无纯化琼脂粉的MRS培养基称MRS液体培养基，在MRS液体培养基中加入海藻糖2％-3％(重量百分比)、大米熬煮液10％-20％(重量百分比)，充分溶解后，调节pH至6.2～6.4，将驯化培养基装入试管，每试管分别装5ml-10ml。用棉塞塞住管口；7-10只试管为一捆用报纸包住试管口，放入高压锅中在121℃下灭菌20min-30min，冷却备用；大米熬煮液的制备：用1000g大米配以10000g水，1000W功率电炉下，熬煮20min-40min后，用快速滤纸过滤后，置于高压锅中于121℃下灭菌20min-30min，冷却后所得液即为大米熬煮液；
熟米粉载体制备：称取500g-1000g的米，按照1∶3-1∶5的比例加入水，蒸熟成饭，将饭粒于50℃-70℃烘干，然后用普通打粉机将其粉碎成粉末状颗粒60～80目过筛，也可将配制悬浊液过滤得到的滤渣在50℃～70℃烘干，然后用普通粉碎粉碎，60～80目过筛。
5.根据权利要求1或2所述的一种常压干燥法生产活性乳酸菌粉的技术，其特征是提取乳酸菌种的原料包括糟辣椒发酵制品、泡菜、酸奶。
6.根据权利要求1或2所述的一种常压干燥法生产活性乳酸菌粉的技术，其特征是阶梯高温驯化和高温干燥步骤中所加的保护剂为海藻糖，加的赋形剂为海藻酸钠。
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Assignee: Suqian Wahaha Beverage Co., Ltd. Assignor: Guizhou University Contract record no.: 2010320000932 Denomination of invention: Technique for producing active lactic acid bacteria powder with atmosphere pressure desiccation Granted publication date: 20091202 License type: Exclusive License Open date: 20080716 Record date: 20100715 |
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