CN103103145B

CN103103145B - 植物乳杆菌促生长因子及其原料组合物、制备方法和应用

Info

Publication number: CN103103145B
Application number: CN201110357997.2A
Authority: CN
Inventors: 徐致远; 苏米亚; 孙克杰; 沈玲; 周杰; 王豪; 廖文艳; 韩梅; 应杰
Original assignee: Shanghai Bright Dairy and Food Co Ltd
Current assignee: Shanghai Bright Dairy and Food Co Ltd; Bright Dairy and Food Co Ltd
Priority date: 2011-11-11
Filing date: 2011-11-11
Publication date: 2015-05-27
Anticipated expiration: 2031-11-11
Also published as: CN103103145A

Abstract

本发明公开了植物乳杆菌促生长因子及其原料组合物、制备方法和应用。该植物乳杆菌促生长因子的原料组合物含有还原糖，水，以及，酪蛋白和/或乳清蛋白。该植物乳杆菌促生长因子制备方法包括如下步骤：将所述的植物乳杆菌促生长因子的原料组合物均匀混合、溶解，然后进行以温度90℃以上时间10min以上的高温热处理即可。本发明还公开所述植物乳杆菌促生长因子在制备含植物乳杆菌(lactobacillus plantarum)的发酵牛奶中的应用。该促生长因子能够作为植物乳杆菌在牛乳中的发酵启动因子，促进植物乳杆菌在发酵过程中快速大量增殖，有利于植物乳杆菌在发酵乳制品中的应用。

Description

植物乳杆菌促生长因子及其原料组合物、制备方法和应用

技术领域

本发明涉及植物乳杆菌促生长因子及其原料组合物、制备方法和应用。

背景技术

植物乳杆菌(lactobacillus plantarum)常存在于发酵的蔬菜和果汁中，属于乳杆菌科中的乳杆菌属，多数是从植物中分离得到。植物乳杆菌一般最适生长温度为30℃-35℃，能在10℃生长，但温度高至45℃时则不生长，厌氧或兼性厌氧，pH在4.5-9.5范围内可生长，最适合pH值为6.5左右。植物乳杆菌通过与病原菌对限制性营养素的能力竞争，来抑制病原菌的生长，调节肠道微生态的组成，形成生物学屏障，同时，通过植物乳杆菌代谢所产生的有机酸、细菌素、过氧化氢以及双乙酰等对其他细菌的作用，可以调节肠道微生物菌群的平衡，增强机体的免疫力，降低胆固醇水平，缓解乳糖不耐症及抑制肿瘤细胞的形成等。

目前，植物乳杆菌主要应用在发酵肉类制品、调味品；也有经植物乳杆菌发酵生产的果蔬饮料，其综合了果蔬汁和乳酸发酵的优点，营养成分更丰富。但由于尚未完全清楚的原因，植物乳杆菌在牛乳中不能生长繁殖，在发酵过程中也无法增殖，由此限制了在发酵乳制品方面应用。

一般来说益生菌的促生长因子(也有称为增殖因子)是指益生菌生长所必须的，具有促进益生菌生长繁殖一类物质的统称。而目前对植物乳杆菌在动物乳中的促生长因子仅有少量研究，如陈帅等人对植物乳杆菌在脱脂乳中生长限制因子的研究结果表明维生素、氨基酸、葡萄糖、乳糖、果糖等都不能促进植物乳杆菌的繁殖，仅初步推测认为鱼蛋白胨中的寡肽可能具有促进植物乳杆菌的增殖的作用(植物乳杆菌ST-III在脱脂乳体系中生长限制因子的研究，食品与发酵工业，2008，34(10)：53-57)，但尚无明确结果。由于植物乳杆菌在牛乳中缺少生长因子，导致其无法在发酵乳中应用，该现状亟待解决。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服了现有技术中植物乳杆菌在动物乳中生长缓慢或不能生长、难以发酵制备乳制品的缺陷，提供一种可以促进植物乳杆菌在牛乳中快速繁殖的植物乳杆菌促生长因子及其原料组合物、制备方法和应用。

本发明所述的植物乳杆菌为本领域常规所说的植物乳杆菌(lactobacillusplantarum)菌种，具体菌株不限，较佳的为植物乳杆菌lactobacillus plantarumST-III和/或植物乳杆菌lactobacillus plantarum GUO。

本发明目的之一在于提供一种植物乳杆菌促生长因子的原料组合物含有还原糖，水，以及，酪蛋白和/或乳清蛋白。

本发明中，所述的还原糖是指具有半缩醛(或半缩酮)结构、能够还原斐林(H.von Fehling)试剂或托伦斯(B.Tollens)试剂(又称银氨溶液)的糖。所述的还原糖较佳的为果糖、葡萄糖、乳糖和麦芽糖中的一种或多种。

本发明中，所述的还原糖的含量较佳的为5％-30％，更佳的为3％-12％，百分比为各成分占原料组合物总量的质量百分比。

其中，所述的果糖为本领域常规所说的果糖，含6个碳原子，一般以游离状态大量存在于水果的浆汁和蜂蜜中，也可以经工业大规模生产获得，例如，以蔗糖为原料，用稀盐酸或转化酶使蔗糖发生水解反应，得到的果糖和葡萄糖；或者，以淀粉为原料，经水解再固定化葡萄糖异构酶转化得到。所述的果糖的含量较佳的为1％-20％，更佳的为3％-12％，百分比为各成分占原料组合物总量的质量百分比。

其中，所述的葡萄糖又称玉米葡糖，为本领域常规所说的葡萄糖，可以来源于自然界分布的葡萄糖单糖，也可以由工业上生产的葡萄糖。所述的葡萄糖的含量较佳的为1％-20％，更佳的为3％-12％，百分比为各成分占原料组合物总量的质量百分比。

其中，所述的乳糖为本领域常规所说的乳糖，一般来源于哺乳动物乳汁中的双糖，是由一个葡萄糖与一个半乳糖缩合而形成。所述的乳糖的含量较佳的为1％-20％，更佳的为3％-5％，百分比为各成分占原料组合物总量的质量百分比。

其中，所述的麦芽糖为本领域常规所说的麦芽糖，可由淀粉经β淀粉酶作用下得到，是两个葡萄糖分子以α-1，4-糖苷键连接构成的二糖。所述的麦芽糖的含量较佳的为1％-20％，更佳的为3％-5％，百分比为各成分占原料组合物总量的质量百分比。

本发明中，所述的酪蛋白为本领域常规所说的酪蛋白，来源于牛乳中的蛋白质。所述的酪蛋白的含量较佳的为1％-10％，更佳的为2％-3％，百分比为各成分占原料组合物总量的质量百分比。

本发明中，所述的乳清蛋白为本领域常规所说的乳清蛋白，来源于牛乳中的蛋白质。所述的乳清蛋白的含量较佳的为1％-10％，更佳的为2％-3％，百分比为各成分占原料组合物总量的质量百分比。

本发明中，所述的水为本领域常规所使用的水，如自来水、净化水等等，所述的水的含量较佳的为50％-85％，更佳的为70％-80％，百分比为各成分占原料组合物总量的质量百分比。

本发明目的之二在于提供一种植物乳杆菌促生长因子的制备方法，其包括如下步骤：将前述的植物乳杆菌促生长因子的原料组合物均匀混合、溶解，然后进行以温度90℃以上时间10min以上的高温热处理即可。

本发明中，所述的均匀混合为本领域常规操作，一般搅拌即可。所述的均匀混合的温度为常规的室温，较佳的为4℃-50℃，更佳的为40℃-50℃。所述的溶解的时间较佳的为5min-30min。

本发明中，所述的高温热处理的条件较佳的为95℃-135℃处理10min-120min，更佳的为95℃-100℃处理90min-120min，或者110℃-135℃处理10min-20min。该高温热处理条件下酪蛋白和/或乳清蛋白中的氨基化合物与还原糖之间发生非酶催化的褐变反应，产生一系列混合物质。

较佳地，所述的高温热处理之后，还可按照本领域常规的方法去除部分水分，获得植物乳杆菌促生长因子产品。

其中，所述的除去水分为本领域常规操作，较佳的为30℃-60℃旋转蒸发去除50wt％-90wt％水分后，得植物乳杆菌促生长因子浓缩液，或再经真空冷冻干燥得固体粉末产品。

本发明目的之三在于提供上述植物乳杆菌促生长因子的制备方法制得的植物乳杆菌促生长因子。

本发明的目的之四在于提供上述植物乳杆菌促生长因子在制备含植物乳杆菌(lactobacillus plantarum)的发酵牛奶中的应用。

本发明中，上述优选条件在符合本领域常识的基础上可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明所用的原料和设备均市售可得。

本发明的积极进步效果在于：

本发明的植物乳杆菌促生长因子的原料为食品原料组分，制备方法简单易行，能够作为植物乳杆菌在牛乳中的发酵启动因子，促进植物乳杆菌在发酵过程中快速大量增殖，有利于植物乳杆菌在发酵乳制品中的应用，并开发富含植物乳杆菌的发酵乳制品，进一步有助于肠道微生态的平衡，增强机体的免疫力，拓宽了植物乳杆菌的使用范围以及发酵乳的品类，有利于我国具有自主知识产权菌株的产业化应用。

附图说明

图1为实施例1的植物乳杆菌促生长因子制备方法的工艺流程示意图。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例1

植物乳杆菌促生长因子原料组合物：果糖1％，葡萄糖1％，乳糖20％，酪蛋白3％，乳清蛋白1％，水74％(来源：光明乳业股份有限公司)。

植物乳杆菌促生长因子的制备方法(具体工艺流程参见附图1)：将水加热至50℃，高速搅拌加入果糖、葡萄糖、乳糖、酪蛋白以及乳清蛋白，溶解30min；95℃下反应90min；冷却到50℃，旋转蒸发60％的水，得到植物乳杆菌促生长因子浓缩液。

实施例2

植物乳杆菌促生长因子原料组合物：果糖20％，葡萄糖1％，酪蛋白1％，乳清蛋白10％，水68％(来源：光明乳业股份有限公司)。

植物乳杆菌促生长因子的制备方法：将水加热到40℃，高速搅拌加入果糖、葡萄糖、乳糖、酪蛋白以及乳清蛋白，溶解15min；90℃下反应90min；冷却到40℃，旋转蒸发70％的水，得到植物乳杆菌促生长因子浓缩液。

实施例3

植物乳杆菌促生长因子原料组合物：葡萄糖20％，乳糖10％，酪蛋白10％，乳清蛋白10％，水50％(来源：光明乳业股份有限公司)。

植物乳杆菌促生长因子的制备方法：将水加热到45℃，高速搅拌加入果糖、葡萄糖、乳糖、酪蛋白以及乳清蛋白，溶解25min；93℃下反应90min；冷却到50℃，旋转蒸发60％的水，得到植物乳杆菌促生长因子浓缩液。

实施例4

植物乳杆菌促生长因子原料组合物：果糖7.5％，乳糖6.5％，麦芽糖1％，酪蛋白4％，乳清蛋白1％，水80％(来源：光明乳业股份有限公司)。

植物乳杆菌促生长因子的制备方法：将水加热到40℃，高速搅拌加入果糖、乳糖、酪蛋白，溶解30min；120℃下反应10min；冷却到40℃，旋转蒸发60％的水，得到植物乳杆菌促生长因子浓缩液。

实施例5

植物乳杆菌促生长因子原料组合物：果糖5％，葡萄糖5％，乳糖1％，酪蛋白1％，乳清蛋白3％，水85％(来源：光明乳业股份有限公司)。

植物乳杆菌促生长因子的制备方法：将水加热到45℃，高速搅拌加入果糖、葡萄糖、乳糖、酪蛋白以及乳清蛋白，溶解20min；110℃下反应20min；冷却到60℃，旋转蒸发70％的水，再经冷冻干燥，得到粉末状促生长因子。

实施例6

植物乳杆菌促生长因子原料组合物：果葡糖浆10％(42型果葡糖浆，中粮融氏生物科技有限公司，其中果葡糖浆含31％果糖，34％葡萄糖)；90％的脱脂牛乳(光明乳业股份有限公司，脱脂牛乳中乳糖4％，酪蛋白2.6％，乳清蛋白0.6％)。

植物乳杆菌促生长因子的制备方法：将脱脂牛乳加热到10℃-50℃，高速搅拌加入果葡糖浆，溶解10min；120℃下反应20min；冷却到45℃，旋转蒸发70％的水，再经冷冻干燥，得到粉末状促生长因子。

实施例7

植物乳杆菌促生长因子原料组合物：麦芽糖20％，葡萄糖1％，乳糖1％，酪蛋白1％，乳清蛋白3％，水75％(来源：光明乳业股份有限公司)。

实施例8

植物乳杆菌促生长因子原料组合物：果糖12％，葡萄糖11％，乳糖3％，酪蛋白2％，乳清蛋白2％，水70％(来源：光明乳业股份有限公司)。

植物乳杆菌促生长因子的制备方法：将水加热到40℃，高速搅拌加入果糖、葡萄糖、乳糖、酪蛋白以及乳清蛋白，溶解30min 135℃下反应10min；冷却到30℃，旋转蒸发50％的水，再经冷冻干燥，得到粉末状促生长因子。

实施例9

植物乳杆菌促生长因子原料组合物：麦芽糖5％，葡萄糖12％，乳糖5％，酪蛋白9％，水69％(来源：光明乳业股份有限公司)。

植物乳杆菌促生长因子的制备方法：将水加热到50℃，高速搅拌加入麦芽糖、葡萄糖、乳糖以及酪蛋白，溶解5min；95℃下反应120min；冷却到60℃，旋转蒸发90％的水，再经冷冻干燥，得到粉末状促生长因子。

实施例10

植物乳杆菌促生长因子原料组合物：麦芽糖3％，葡萄糖2％，乳清蛋白10％，水85％(来源：光明乳业股份有限公司)。

植物乳杆菌促生长因子的制备方法：将水加热到50℃，高速搅拌加入麦芽糖、葡萄糖、以及乳清蛋白，溶解25min；100℃下反应60min；冷却到50℃，旋转蒸发80％的水，再经冷冻干燥，得到粉末状促生长因子。

实施例11

植物乳杆菌促生长因子原料组合物：果糖20％，酪蛋白8％，乳清蛋白8％，水64％(来源：光明乳业股份有限公司)。

植物乳杆菌促生长因子的制备方法：将水加热到50℃，高速搅拌加入果糖、酪蛋白、以及乳清蛋白，溶解25min；100℃下反应60min；冷却到50℃，旋转蒸发80％的水，再经冷冻干燥，得到粉末状促生长因子。

效果实施例1

生牛乳(脂肪3.1％，蛋白质2.9％)85％，白砂糖7％，果胶1％，明胶3％，变性淀粉4％，植物乳杆菌ST-III(Lacobacillu plantrum ST-III)，光明乳业股份有限公司。

将生牛乳加热到40℃-50℃，加入白砂糖、果胶、明胶、变性淀粉，并加入实施例5制得的粉末状植物乳杆菌促生长因子(0％-2％)，搅拌10-15min，均质(60℃-65℃，20MPa)，杀菌(90℃-95℃，5min)，冷却到35℃-37℃，加入植物乳杆菌ST-III(Lacobacillu plantrum ST-III)(10⁶cfu/mL)，发酵(35℃-37℃)，冷却，搅拌，2℃-6℃冷藏。

根据本发明植物乳杆菌促生长因子添加量的不同，比较植物乳杆菌发酵过程的变化，以发酵12小时的酸度为对象，比较了该促生长因子对植物乳杆菌发酵速度的影响，结果示于下面的表1中。从该表中可看出植物乳杆菌促生长因子能显著提高植物乳杆菌发酵的速度，添加实施案例5所得的促生长因子1％，即可以使植物菌发酵12小时达到发酵乳国标规定(GB 19302)的酸度70°T。

乳28天时植物乳杆菌活菌数仍保持了较高的数量级，高于国际公认的益生菌有效含量10⁶cfu/mL。

表1促生长因子添加量对植物乳杆菌发酵酸度变化的影响

促生长因子添加量	0％	0.1％	0.5％	1％	1.5％	2％
							发酵12h酸度°T	10	30	65	75	81	85

效果实施例2

脱脂牛乳(脂肪3.2％，蛋白质3.0％)，植物乳杆菌ST-III(Lacobacilluplantrum ST-III)，光明乳业股份有限公司。

将生牛乳加热到40-50℃，加入实施例5制得的粉末状植物乳杆菌促生长因子(0％-2％)，搅拌10min-15min，均质(60℃-65℃，20MPa)，杀菌(90℃-95℃，5min)，冷却到35℃-37℃，加入植物乳杆菌ST-III(10⁶cfu/mL)，发酵(35℃-37℃)，冷却，搅拌，2℃-6℃冷藏。

以发酵乳中植物乳杆菌数量为对象，比较植物乳杆菌促生长因子对发酵12小时结束植物乳杆菌增殖速度的影响，结果示于下面的表2中。从该表中可看出植物乳杆菌促生长因子能显著提高植物乳杆菌增殖的速度，添加实施案例5所得的促生长因子0.5％，即可以使植物菌增长两个数量级。

表2促生长因子对植物乳杆菌增殖速度的影响

促生长因子添加量

0％

0.1％

0.5％

1％

1.5％

2％

植物乳杆菌数量(cfu/mL)

1×10⁶

2.8×10⁷

2.2×10⁸

5.9×10⁸

8.5×10⁸

1.8×10⁹

由表2的结果表明，本发明的促生长因子能显著提高植物乳杆菌在发酵过程中的增殖速度，12h发酵结束，植物乳杆菌数量增殖2-3个数量级。

效果实施例3

将效果实施例1制备好的植物乳杆菌发酵乳与现有市场上的畅优发酵乳与健能发酵乳作为对照，进行口味方面的对比检验，感官评定由20名评价员完成。前三项指标得分高者则效果好，评价高，结果如表3：

表3感官评定对比

由表3中显示，添加本发明植物乳杆菌促生长因子生产的植物乳杆菌发酵乳口感清爽，与普通的使用保加利亚乳杆菌与嗜热链球菌等菌种共同发酵生产的发酵乳相比，并无明显劣势，且含大量的活性植物乳杆菌，赋予消费者更多的健康益处。

Claims

1.一种植物乳杆菌促生长因子的原料组合物，其特征在于，其由还原糖，水，以及，酪蛋白和/或乳清蛋白组成，其中，所述的还原糖的含量为5％-30％；所述的酪蛋白的含量为1％-10％；所述的乳清蛋白的含量为1％-10％；所述的水的含量为50％-85％；百分比为各成分占原料组合物总量的质量百分比。

2.如权利要求1所述的原料组合物，其特征在于，所述的酪蛋白的含量为2％-3％，所述的原料组合物的各成分含量之和为100％。

3.如权利要求1所述的原料组合物，其特征在于，所述的乳清蛋白的含量为2％-3％，所述的原料组合物的各成分含量之和为100％。

4.如权利要求1所述的原料组合物，其特征在于，所述的水的含量为70％-80％，所述的原料组合物的各成分含量之和为100％。

5.如权利要求1所述的原料组合物，其特征在于，所述的还原糖为果糖、葡萄糖、乳糖和麦芽糖中的一种或多种。

6.如权利要求5所述的原料组合物，其特征在于，所述的果糖的含量为1％-20％；所述的葡萄糖的含量为1％-20％；所述的乳糖的含量为1％-20％；所述的麦芽糖的含量为1％-20％；百分比为各成分占原料组合物总量的质量百分比。

7.如权利要求6所述的原料组合物，其特征在于，所述的果糖的含量为3％-12％；所述的葡萄糖的含量为3％-12％；所述的乳糖的含量为3％-5％；所述的麦芽糖的含量为3％-5％；百分比为各成分占原料组合物总量的质量百分比。

8.一种植物乳杆菌促生长因子的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：将如权利要求1～7任一项所述的植物乳杆菌促生长因子的原料组合物均匀混合、溶解，然后进行以温度90℃以上时间10min以上的高温热处理即可。

9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述的均匀混合的温度为4℃-50℃；所述的溶解的时间为5min-30min；所述的高温热处理的条件为95℃-135℃处理10min-120min。

10.如权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述的高温热处理条件为110℃-135℃处理10min-20min。

11.如权利要求9或10所述的制备方法，其特征在于，所述的均匀混合的温度为40℃-50℃；所述的高温热处理的条件为95℃-100℃处理90min-120min。

12.如权利要求9或10所述的制备方法，其特征在于，所述的高温热处理步骤之后，还去除水分，获得植物乳杆菌促生长因子产品。

13.如权利要求12所述的制备方法，其特征在于，所述的除去水分为30℃-60℃旋转蒸发去除50wt％-90wt％水分后，得植物乳杆菌促生长因子浓缩液，或再经真空冷冻干燥得固体粉末产品。

14.一种权利要求8-13任一项所述的植物乳杆菌促生长因子的制备方法制得的植物乳杆菌促生长因子。

15.如权利要求14所述的植物乳杆菌促生长因子在制备含植物乳杆菌(L actobacillus plantarum)的发酵牛奶中的应用。