CN102031248B - 一种微生物活菌制剂及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明属微生物制剂领域，具体涉及一种微生物活菌制剂及其制备方法，是以细菌纤维素作为冻干保护剂及载体，采用现有微生物制剂制备工艺而制成；所述微生物活菌制剂的制备方法，是将细菌纤维素制成颗粒状，加入到微生物培养基中，搅拌混合均匀后接种微生物进行培养；在无菌条件下分离出细菌纤维素颗粒并用无菌蒸馏水清洗；再经冷冻干燥后，粉碎成粉末状，最后无菌包装即可。本发明所提供的微生物活菌制剂能有效地保护乳酸菌的活性，经长期贮藏后微生物仍然具有较强活性，具有使用方便、成本低廉、适用性广等特点，可广泛应用于食品产业，具有更加全面的保健功效。

Description

一种微生物活菌制剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明属微生物制剂领域，具体涉及一种微生物活菌制剂及其制备方法，及其在食品领域的应用，包括包含该微生物活菌制剂的复合微生物活菌制剂。

背景技术

微生物个体微小，却与人类的生活密切相关。食品的生产中也会利用许多微生物，如酿酒、制醋，生产面包、乳制品及饮料等均会使用到微生物。目前对于食品微生物的利用大致可以分为两类，其一是利用微生物的发酵作用，发酵生产食品，如利用啤酒酵母酿造啤酒等，其二是利用微生物的能改善宿主微生态平衡而发挥有益作用的特点，直接添加到各种食品中，如益生菌的使用。在使用微生物时，应当最大限度的保持微生物的活性，现有保持微生物活性的方式主要包括分离、扩大培养等技术手段，但存在过程复杂，使用不便等缺点，因此近年来，开发出了微生物活菌制剂产品，其常常被制成干粉形式以方便使用。

冷冻干燥是本领域常见的一种干燥手段，其是将物料冷冻到冰点以下，再在较高真空度下将冰转化为蒸汽而除去水的干燥方法。由于其效率高，且对物料的破坏较少而被广泛应用于食品领域。微生物在进行冷冻干燥时必须加入适当的保护剂才能获得良好的存活性，如果没有保护剂，微生物将会被深度冷冻，会对微生物造成严重的损伤。

CN1230411A中公开了一种双歧杆菌等的微生物制剂，是将微生物进行了冷冻干燥，保护剂为牛乳、蔗糖、甘油。CN1507878A中也公开了一种乳酸杆菌干粉产品，其中也是将微生物加入了冻干保护剂后冷冻干燥制成的，其使用的冻干保护剂由奶粉、甘油、维生素C、谷氨酸或甘氨酸、蔗糖、海藻糖和水组成。CN1766085A中公开了一种酵母菌真空冷冻干燥制品，其使用的冻干保护剂为葡萄糖、蔗糖、柠檬酸钠、谷氨酸钠或脱脂奶粉的水溶液。上述微生物制剂由于用奶粉、葡萄糖等作为微生物冻干保护剂，成本较高，且含有动物源的成分，不利于人体健康，不适合特定的人群。此外，虽然其能够在一定程度上保护微生物，但是在更长的贮藏期内，活菌数降低较快，长时间贮藏后无法保证其活力。

细菌纤维素是由醋酸菌属菌株，如木醋杆菌等经发酵制成的纤维素产品，其制备方法是本领域已知的，如CN101671708、CN1840677A、CN101319242A中均有所公开。细菌纤维素由微晶纤维素组成，具有天然的三维纳米网络结构。目前多以椰子水、菠萝皮汁等水果液汁作为发酵培养基发酵生产，因此其成本低廉。目前国内的细菌纤维素产品主要作为膳食纤维添加于食品中，可增加食品的保健功能。

发明内容

本发明的目的是提供一种微生物活菌制剂，是以细菌纤维素作为冻干保护剂及载体，成本低廉，不含有动物源成分，具有广泛的适用性，而且能够在长时间贮藏后仍然保持较高的活菌数。

本发明还提供上述微生物活菌制剂的制备方法。

本发明还提供一种复合微生物活菌制剂，其含有本发明中的以细菌纤维素作为微生物冻干保护剂及载体的微生物活菌制剂和其他冻干保护剂成分。

本发明还提供用含有本发明中的以细菌纤维素作为微生物冻干保护剂及载体的微生物活菌制剂和复合微生物活菌制剂制成的食品产品。

本发明所采用的技术方案：

一种微生物活菌制剂，是以细菌纤维素作为冻干保护剂及载体，经微生物培养后再经冷冻干燥而制成。

上述微生物活菌制剂的制备方法，是将细菌纤维素制成颗粒状，经灭菌后，加入到微生物培养基中，搅拌混合均匀后接种微生物进行培养；培养完成后在无菌条件下分离出细菌纤维素颗粒并用无菌蒸馏水清洗；再经冷冻干燥后，粉碎成粉末状，最后无菌包装即可。

本发明中所述的微生物培养基可以根据微生物种类的不同，而选择不同的培养基配方，只要其能够为微生物的生长繁殖提供必须的碳源和氮源即可。微生物的接种量也无特别限制，能够保证微生物的生长和繁殖即可。

本领域技术人员可以预见的是，细菌纤维素并不会影响或干扰微生物的生长繁殖，因此各种微生物及其适用的培养基均可适用于本发明。

所述细菌纤维素颗粒在微生物培养基中的加入量无特别限制，按体积比优选细菌纤维素颗粒∶微生物培养基＝30～70∶100。其中细菌纤维素颗粒是各种形状颗粒，优选为立方体形颗粒，边长优选3～8mm。

所述微生物包括各种有用的微生物，如发酵用酵母菌属、乳酸菌属和可以提供保健功能的益生菌，优选啤酒酵母、面包酵母、乳酸菌、双歧杆菌、乳杆菌等。

所述冷冻干燥步骤前于-20℃～0℃进行预冷处理5～20min。

所述冷冻干燥可根据需要选择适宜的工艺参数，温度优选-100℃～-40℃，真空度优选6～60Pa，冷冻干燥时间优选为10～15小时。

本发明进一步提供一种复合微生物活菌制剂，包含上述以细菌纤维素作为冻干保护剂及载体、采用现有微生物制剂制备工艺而制成的微生物活菌制剂和其他常用冻干保护剂成分。该复合制剂可以是将上述微生物活菌制剂与其他常规微生物活菌制剂以任意比例混合制成，所述其他常规微生物活菌制剂为采用现有技术将微生物菌加入其他常规冻干保护剂(如脱脂奶粉等)后干燥得到的微生物活菌制剂；也可以是在本发明的方法中冷冻干燥之前，加入其他常规冻干保护剂，然后再进行冷冻干燥及粉碎制成。所述其他常规微生物冻干保护剂是海藻糖、脱脂奶粉、蔗糖、甘油、谷氨酸、甘氨酸和柠檬酸钠中的一种或多种。

本发明更进一步提供一种食品，是以上述微生物活菌制剂或复合微生物活菌制剂为原料、采用传统制备工艺而制成的可食用产品。所述可食用产品是乳制品、酒精饮料、非酒精饮料、面包或饼干。优选是酸奶或奶酪。

本发明所提供的微生物活菌制剂能有效地保护微生物的活性，经长期贮藏后微生物仍然具有较强活性，具有使用方便、成本低廉、适用性广等特点，可广泛应用于食品产业，用本发明中的微生物活菌制剂制成的食品产品中同时还含有细菌纤维素成分，具有更加全面的保健功效。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例一

乳酸菌活菌制剂的制备：

取制备好的细菌纤维素膜(也可市购)，将其切割成5×5mm的立方形颗粒，灭菌、备用；

取蛋白胨10g，牛肉浸膏10g，酵母提取物5g，葡糖糖20g，吐温801ml，柠檬酸氢二铵2g，乙酸钠5g，磷酸氢二钾2g，MnSO₄·7H₂O0.05g，MgSO₄·7H₂O 0.2g，碳酸钙20g，琼脂20g，蒸馏水1L配制成培养基，用NaOH调pH为6.8，灭菌。

将上述的细菌纤维素颗粒按体积比30∶100加入到培养基中，搅拌混合；

接种保加利亚乳杆菌，37℃下，培养12小时；

无菌条件下取出细菌纤维素颗粒并用无菌蒸馏水清洗；

用冷冻干燥机在-40℃，真空度为6Pa的条件下冻干12小时；

粉碎，无菌包装制得粉末状的乳酸菌活菌制剂。

实施例二

双歧杆菌活菌制剂的制备：

取制备好的细菌纤维素膜，将其切割成3×3mm的立方形颗粒，灭菌、备用；

取市售的双歧杆菌BS培养基(上海沪峰生物科技有限公司)，灭菌；

将上述的细菌纤维素颗粒按体积比50∶100加入到培养基中，搅拌混合；

接种两歧双歧杆菌，37℃下，培养10小时；

无菌条件下取出细菌纤维素颗粒并用无菌蒸馏水清洗；

-10℃下预冷15min；

用冷冻干燥机在-80℃，真空度为40Pa的条件下冻干8小时；

粉碎，无菌包装制得粉末状的双歧杆菌活菌制剂。

实施例三

酵母菌活菌制剂的制备：

取制备好的细菌纤维素膜，将其切割成8×8mm的立方形颗粒，灭菌、备用；

取市售的酵母菌YPD培养基(上海杰美基因医药科技有限公司)，灭菌；

将上述的细菌纤维素颗粒按体积比70∶100加入到培养基中，搅拌混合；

接种酿酒酵母，27℃下，培养5小时；

无菌条件下取出细菌纤维素颗粒并用无菌蒸馏水清洗；

-20℃下预冷8min；

用冷冻干燥机在-100℃，真空度为60Pa的条件下冻干7小时；

粉碎，无菌包装制得粉末状的酵母菌活菌制剂。

检测：

分别取实施例1～3中的活菌制剂，于4℃下贮藏。测定活菌数，结果见表1：

表1以细菌纤维素作为冻干保护剂的不同菌种活菌制剂

贮藏过程中活菌数变化

分别取实施例1～3中使用的保加利亚乳杆菌、两歧双歧杆菌和酿酒酵母，相同条件下培养后，加入脱脂奶粉作为冻干保护剂，-20℃下预冷8min，用冷冻干燥机在-80℃，真空度为10Pa的条件下冻干9小时后，得到活菌菌剂。4℃下贮藏。测定活菌数。结果见表2：

表2以脱脂奶粉作为冻干保护剂的不同菌种活菌菌剂贮藏过程中活菌数变化

由以上检测数据可以看出，以细菌纤维素作为冻干保护剂制成的活菌制剂中的活菌数基本与普通活菌制剂相当，但是随着贮藏时间的延长，其活菌数减少的更为缓慢。

实施例四

复合微生物活菌制剂的制备：

往保加利亚乳杆菌菌剂中加入脱脂奶粉、海藻糖和甘油，混合均匀后，冷冻干燥，粉碎成活菌粉，再将其与实施例1中的由细菌纤维素作为微生物冻干保护剂和载体制成的乳酸菌活菌制剂混合，制得复合微生物活菌制剂。

实施例五

复合微生物活菌制剂的制备：

取制备好的细菌纤维素膜，将其切割成3×3mm的立方形颗粒，灭菌、备用；取市售的双歧杆菌BS培养基(上海沪峰生物科技有限公司)，灭菌；将上述的细菌纤维素颗粒加入到培养基中，搅拌混合；接种两歧双歧杆菌，37℃下，培养10小时；无菌条件下取出细菌纤维素颗粒并用无菌蒸馏水清洗；再加入适量海藻糖、甘油和谷氨酸，-10℃下预冷15min；用冷冻干燥机在-80℃，真空度为40Pa的条件下冻干8小时；粉碎，无菌包装制得复合微生物活菌制剂。

实施例六

用实施例1中乳酸菌活菌制剂生产的酸奶产品：

脱脂乳杀菌，加入实施例1中的乳酸菌活菌制剂，40℃发酵4小时，得到其中含有细菌纤维素成分和乳酸菌的酸奶产品。

实施例七

添加有实施例2中的双歧杆菌活菌制剂的果汁产品：

用常规方法生产果汁饮料，向其中加入实施例2中的双歧杆菌活菌制剂，均质后得到含有细菌纤维素成分和双歧杆菌的果汁产品。

实施例八

用实施例3中的酵母活菌制剂生产的面包产品：

面粉中加入实施例3中的酵母活菌制剂。用常规方法和面，38℃发酵3小时，加入其他调配料，搅拌，放置20分钟，整形，焙烤得到含有细菌纤维素成分的面包产品。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种微生物活菌制剂的制备方法，其特征是将细菌纤维素制成颗粒状，经灭菌后，加入到微生物培养基中，搅拌混合均匀后接种微生物进行培养；培养完成后在无菌条件下分离出细菌纤维素颗粒并用无菌蒸馏水清洗；再经冷冻干燥后，粉碎成粉末状，最后无菌包装；所述细菌纤维素颗粒在微生物培养基中的加入量按体积比为：细菌纤维素颗粒：微生物培养基＝30～70∶100；所述的冷冻干燥条件为：温度为-100℃～-40℃ ，真空度为6～60Pa，冷冻干燥时间为10～15小时，其中所述微生物是酵母菌属、乳酸菌属或益生菌。 

2.根据权利要求1所述的微生物活菌制剂的制备方法，其特征在于：所述细菌纤维素颗粒是边长为3～8mm的立方体形颗粒。 

3.根据权利要求1或2所述的微生物活菌制剂的制备方法，其特征在于：在冷冻干燥步骤前，于-20℃～0℃进行预冷处理5～20min。 

4.由权利要求1所述的方法制得的微生物活菌制剂。 

5.由权利要求2所述的方法制得的微生物活菌制剂。 

6.由权利要求3所述的方法制得的微生物活菌制剂。 

7.一种复合微生物活菌制剂，包含有权利要求4～6任一项所述的微生物活菌制剂。