CN103725633A - 一种泡菜发酵菌菌剂及制备方法及应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于发酵菌菌剂领域，尤其涉及一种泡菜发酵菌菌剂及制备方法及应用，其特征在于：所述菌剂由重量份脱脂奶粉6-8份，麦芽糖5-8份，谷氨酸钠5-8份、无菌水90-110份、发酵菌组成，其中以无菌水重量份计算，发酵菌菌数1-2×10⁵CFU/mL，发酵菌为凝结芽孢杆菌和植物乳杆菌，凝结芽孢杆菌和植物乳杆菌以1:0.5-3的菌种比例配比。本发明中发酵泡菜成品的亚硝酸盐的含量较低为1.5-3.0ug/mL，游离氨基酸的含量较高为2.7-4.0g/L，有机酸总量较高为17.0-24.0mg/mL，感官品质较好，发酵周期大大缩短为4-8天。经0.1Mpa抽真空包装后，进行85℃10min水浴热力杀菌，添加20mg/100g的山梨酸钾防腐剂，保藏3个月后，仍含有1.0×10³-1.0×10⁵CFU/ml的益生菌活菌量，有较高的存活量，因此在较长的产品货架期内仍能够保留一定的活菌量，从而使泡菜具有更为突出的保健功能。

Description

一种泡菜发酵菌菌剂及制备方法及应用

 

技术领域

本发明属于发酵菌菌剂领域，尤其涉及一种泡菜发酵菌菌剂及制备方法及应用。

 

背景技术

泡菜是我国传统特色发酵食品的典型代表之一，历史悠久，文化深厚，因其鲜嫩脆爽，酸甜可口，有开胃健脾的作用，备受青睐，深受广大消费者喜爱。四川泡菜的制作是以乳酸菌种发酵为主，兼有酒精发酵、醋酸发酵等微生物的活动等，泡菜的生产是冷加工方法，而这对于蔬菜的营养成分、色泽、气味等的保持均是极其有利。四川泡菜以其独特的感官风味和极其丰富的营养，和对人体具有非常重要的保健作用而吸引着国内外众多消费者，使泡菜的饮食文化能够快速传播，世世相传。

目前一般采用传统的自然接种发酵或通过人工接种植物乳杆菌等纯种发酵法进行泡菜的发酵生产。采用人工接种发酵生产泡菜，在提高产品质量的稳定性，缩短发酵的生产周期，保持发酵环境的稳定性等方面优于自然接种。在保持产品风味和活性益生菌数量上，我国市面上流通的大多泡菜产品普遍进行了灭菌和添加防腐剂的处理，以此来获得较长的保质期，这种依靠杀菌和添加防腐剂的防腐保鲜方式对泡菜的色泽、风味、特别是活菌量均有一定的影响。

凝结芽孢杆菌（Bacillus coagulans），革兰氏阳性。是经美国FDA批准的一种“普遍认为安全”的杆菌类乳酸菌。口服后，凝结芽孢杆菌能够在人体盲肠、结肠和直肠定植，并发酵产生大量的抗菌凝固素、乳酸、氨基酸、维生素和多种消化酶。对人体的保健作用主要包括：提高消化道对膳食纤维的有效利用，防止脂肪分子的过度吸收；减少患冠心病的危险；抗便秘；预防沙门氏菌、轮状病毒、副溶血弧菌等致病微生物引起的腹泻；与其他益生菌配伍使用，可大大提高人体肠道保健作用以及防止真菌/酵母菌感染等。凝结芽孢杆菌及其孢子与其他益生菌相比具有耐胃酸、耐碱、耐高温及稳定性高等特点，因此在较长的产品货架期内仍能够保留一定的活菌量，从而使泡菜具有更为突出的保健功能。

如中国专利200410098660.4公开了一种新筛选出的治疗溃疡性结肠炎的凝结芽孢杆菌活菌制剂的制造方法和应用。该发明的特点是该活菌制剂对溃疡性结肠炎的治疗有效安全，制剂稳定性好，可室温保存。病人可长期服用，无不良反应。为溃疡性结肠炎患者的治疗提供了一种新手段，为凝结芽孢杆菌活菌制剂开辟一个治疗溃疡性结肠炎的新用途。但这种以药物的形式提供菌种的优异性没有能够突破药食两用的理念，泡菜本身也有较好的益生效果，两者结合更能够体现两者的优异性。

中国专利201110377274.9公开了一种四川泡菜块茎类蔬菜发酵复合菌剂及其制作方法。它将凝结芽孢杆菌、肠膜明串珠菌、植物乳杆菌进行增殖培养，发酵液经100目过滤器过滤，在滤液中添加滤液重量15％的多孔淀粉、滤液重量10％的麦芽糊精以及滤液重0.1％聚乙烯吡咯酮，经喷雾干燥后，添加滤液重量4％磷酸三钙做填充剂，真空包装即成为四川泡菜块茎类蔬菜发酵复合菌剂。在该发酵剂的制备过程中所采用的喷雾干燥法存在需要空气量多，增加鼓风机的电能消耗与回收装置的容量，和热效率不高，热消耗大，且对菌种的干燥过程中菌种存活率较低等缺点。

中国专利200610123898.7公开了一种即食含活益生菌的泡菜及其制备方法。它将新鲜蔬菜洗净、晾干，加入纯种益生菌在28～30℃厌氧发酵60～72h，将发酵好的泡菜经过简单的调味后进行真空包装。该发明的益生菌为干酪乳杆菌鼠李糖亚种，并没有进行发酵剂的制备，不利于发酵菌种在家庭、工厂的便捷使用，且发酵菌种单一，不利于泡菜风味的快速形成。

中国专利200810172333.7公开了一种发酵剂发酵泡菜及其制备方法，特别涉及几种纯乳酸菌发酵剂发酵泡菜及其制备方法。该专利所用发酵菌种为植物乳杆菌LP-115、肠膜明串珠菌LM-57和乳酸片球菌P-751，以上菌种并不能够产孢子，对环境的耐受性也较低，在泡菜保藏销售过程中活菌量很容易降低，不能够很好的突出其活菌的保健功能。

 

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种益生菌泡菜及其发酵菌菌剂制作方法，解决自然发酵法生产泡菜发酵周期长，泡菜益生菌在泡菜成品保存过程活菌量过低，且不易在人体盲结和直肠定植，使传统泡菜具有更好的保健效果，以及产品生产质量不稳定等问题。

解决以上技术问题的本发明中的一种泡菜发酵菌菌剂，其特征在于：所述菌剂由重量份脱脂奶粉6-8份，麦芽糖5-8份，谷氨酸钠5-8份、无菌水90-110份、发酵菌组成，其中以无菌水重量份计算，发酵菌菌数1-2×10⁵CFU/mL，发酵菌为凝结芽孢杆菌和植物乳杆菌，凝结芽孢杆菌和植物乳杆菌以1:0.5-3的菌种比例配比。

所述菌剂进一步可由重量份发酵菌79.78份、脱脂奶粉7.06份，麦芽糖6.46份，谷氨酸钠6.7份、无菌水100份组成，其中以无菌水重量份计算，发酵菌菌数1.52×10⁵CFU/mL，发酵菌为凝结芽孢杆菌和植物乳杆菌，以1:2的菌种比例配比。

脱脂奶粉，麦芽糖，谷氨酸钠为组合保护剂。

本发明中一种泡菜发酵菌菌剂制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）经过培养后的凝结芽孢杆菌和植物乳杆菌分别在4000r/min，3-5℃条件下用离心机离心10-20min收集菌体，按照比例配比；

（2）在步骤（1）配比好的菌体中加入脱脂奶粉，麦芽糖和谷氨酸钠，混合均匀，在-70-90℃条件下预冻1-3h；确定最佳的预冻温度和时间，提高后续冷冻干燥（游离水升华）效果和微生物存活率。

（3）待完全冻结后迅速转移到冷冻干燥机中冷冻干燥23-25h，凝结芽孢杆菌和植物乳杆菌冷冻干燥存活率达到90%-95%，其在低温保存在1年的损失率是10％。

应用泡菜发酵菌菌剂的一种益生菌泡菜，其特征在于：配方中各组份和组份重量份为蔬菜1000份、食盐80-160份，花椒2-4份，辣椒6-9份，生姜30-60份，大蒜30-80份，八角1-3份，冰糖30-36份、凉开水2000-4000份、发酵菌菌剂；其中，发酵菌菌剂为凉开水重量百分比的4-8%。

所述蔬菜为甘蓝、豇豆，盖菜，子姜、辣椒、白菜、芹菜、黄瓜、菜豆、莴笋、莲藕、刀豆、蒜薹、蒜等新鲜的质地坚硬的蔬菜的根、茎、叶、果。

所述的益生菌泡菜制备方法为所述的益生菌泡菜制备方法为原料经挑选、清洗、沥干切分称重后装入泡菜坛中，再加入凉开水，接种泡菜发酵菌菌剂，发酵温度为20℃-30℃、发酵成熟时间为4-8天。

所述益生菌泡菜的亚硝酸盐的含量较低为1.5-3.0 ug/mL，游离氨基酸的含量较高为2.7-3.0 g/L，有机酸总量较高为17.0-20.0 mg/mL，感官品质较好，发酵周期大大缩短；盐浓度为4％-8%。

本发明所用益生菌凝结芽孢杆菌，能够在人体盲肠、结肠和直肠定植，并发酵产生大量的抗菌凝固素、乳酸、氨基酸、维生素和多种消化酶。对人体的保健作用主要包括：提高消化道对膳食纤维的有效利用，防止脂肪分子的过度吸收；减少患冠心病的危险；抗便秘；预防沙门氏菌、轮状病毒、副溶血弧菌等致病微生物引起的腹泻；与植物乳杆菌配伍使用，可大大提高人体肠道保健作用以及防止真菌/酵母菌感染等。 

本发明所用益生菌凝结芽孢杆菌，凝结芽孢杆菌及其孢子与其他益生菌相比具有耐胃酸、耐碱、耐高温及稳定性高等特点。

本发明中发酵泡菜成品的亚硝酸盐的含量较低为1.5-3.0 ug/mL，游离氨基酸的含量较高为2.7-4.0 g/L，有机酸总量较高为17.0-24.0 mg/mL，感官品质较好，发酵周期大大缩短为4-8天。经0.1Mpa抽真空包装后，进行85℃10min水浴热力杀菌，添加20mg/100g的山梨酸钾防腐剂，保藏3个月后，仍含有1.0×10³-1.0×10⁵CFU/ml的益生菌活菌量，有较高的存活量，因此在较长的产品货架期内仍能够保留一定的活菌量，从而使泡菜具有更为突出的保健功能。

  

具体实施方式

下面通过实施例对本发明做进一步的详细说明，但本发明的保护范围并不只限于这些例子。以下实施例中凝结芽孢杆菌（Bacillus coagulans）、植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum），购买于四川微生物菌种中心。

实施例1

（1）发酵剂的制备：凝结芽孢杆菌和植物乳杆菌分别在MRS液体培养基、30℃温度下增值培养18-22h，分别在4000r/min，4℃条件下用离心机离心15min收集菌体，以1:2的菌种比例配比，混合总菌量为2×10⁷CFU，以脱脂奶粉8份，麦芽糖8份，谷氨酸钠8份、无菌水100份为组合保护剂，在-80℃条件下预冻2h，待样品完全冻结后迅速转移到冷冻干燥机中冷冻干燥24h。不同的转速、温度、时间主要影响其存活率；浓缩时确定最佳转速、温度、时间保证菌种收集的存活率。

真空冷冻干燥是先将菌悬液在低于三相点的低温环境中进行冷冻，然后抽真空，细胞内外的游离水便会在冻结状态下直接升华为气体, 从而将物料中的水分除去，达到冷冻干燥的目的。由于这是在低温真空的状态下进行，乳酸菌细胞的一切生理活动也会随之停止，从而处于休眠状态而被长期保存。预冻，为接下来的升华过程准备样品。预冻是影响微生物存活率的重要因素，且最佳冷冻速度因微生物种类不同相差极大，主要原因是冻结速度必须与微生物细胞对水的渗透率相平衡，而细胞对水分的渗透率取决于细胞表面积与体积的比率以及细胞膜的渗透率。

（2）各种原辅料（白萝卜、胡萝卜、甘蓝、豇豆，盖菜，子姜、辣椒、白菜、芹菜、黄瓜、菜豆、莴笋、莲藕、刀豆、食盐、花椒、蒜、辣椒）接种发酵泡菜的工艺流程：

以莴笋为例接种发酵泡菜的工艺流程：原料→挑选→清洗→沥干切分→称量→加含有辅料的泡菜发酵液→接种→密封→发酵→终点确定→泡菜成品

操作要点：甘蓝原料经挑选、清洗、沥干切分，称量500份，加入含有食盐80份，花椒3份，辣椒7.5份，生姜30份，大蒜40份，八角1.5份，冰糖18份辅料的1500份的凉开水配置的泡菜发酵液装入泡菜坛中，接种凝结芽孢杆菌和植物乳杆菌的接种比例为1:2的直投式发酵剂，发酵温度为25℃、接种量为4％，发酵成熟时间为4天。盐量的作用，是调节泡菜的口味；温度是发酵剂的发酵温度，在合适的温度范围内，能缩短泡菜的发酵时间；接种量不同，发酵时间就不同，在保证保健泡菜生产的同时，尽可能节约成本。

发酵所得泡菜的亚硝酸盐的含量较低为1.83 ug/mL，游离氨基酸的含量较高为2.81g/L，有机酸总量较高为20.46 mg/mL，感官品质较好，发酵周期大大缩短。

发酵泡菜成品经0.1Mpa抽真空包装后，进行85℃10min水浴热力杀菌，添加20mg/100g的山梨酸钾防腐剂，保藏3个月后，仍含有1.5×10⁴ CFU/ml的益生菌活菌量，从而使泡菜具有更为突出的保健功能。

凝结芽孢杆菌发酵剂在食品泡菜中存在主要问题是凝结芽孢杆菌发酵泡菜的风味不如传统益生菌发酵的风味，但能耐胃酸进入肠道，分泌乳酸，促进肠道蠕动，加速排便，有修复肠粘膜、消除炎症的功能。同时凝结芽孢杆菌作为有益菌菌群，占据生态位，抑制有害菌的生长、危害，在肠道内产生酶和维生素类营养物质，促进营养物质的消化吸收。凝结芽孢杆菌一般不在泡菜中天然生长，所以少有人将其用在泡菜中。本发明经过多次探索，获得使凝结芽孢杆菌和植物乳杆菌在泡菜中能够良好共生的合适环境。

实施例2

（1）发酵剂的制备：将保藏的凝结芽孢杆菌与植物乳杆菌菌株接于MRS液体培养基中活化三代镜检无杂菌后，转接到新的 MRS培养基中培养 12h～18h，使菌体浓度达到10⁷个/mL数量级时，放入 4℃冰箱保存备用。

（2）凝结芽孢杆菌和植物乳杆菌分别在4000r/min，3℃条件下用离心机离心20min收集菌体，以1:1的菌种比例配比，混合总菌量为1×10⁷CFU，以脱脂奶粉6份，麦芽糖5份，谷氨酸钠5份，无菌水90份为组合保护剂，在-90℃条件下预冻1h，待样品完全冻结后迅速转移到冷冻干燥机中冷冻干燥25h。

（2）以白萝卜为例接种发酵泡菜的工艺流程：

白萝卜原料经挑选、清洗、沥干切分，称量1000份，加入含有食盐180份，花椒6份，辣椒15份，生姜60份，大蒜70份，八角3份，冰糖30份辅料和2700份的凉开水配置的泡菜发酵液装入泡菜坛中，接种凝结芽孢杆菌和植物乳杆菌的接种比例为1:2的直投式发酵剂，发酵温度为20℃、接种量为6％，发酵成熟时间为5天。

发酵所得泡菜的亚硝酸盐的含量较低为1.92ug/mL，游离氨基酸的含量较高为3.21g/L，有机酸总量较高为22.67 mg/mL，感官品质较好，发酵周期大大缩短。

发酵泡菜成品不添加防腐剂，真空包装后不进行热力杀菌，置于4℃冰箱中保藏。在1个月后对其活菌量及泡菜质量指标进行测定，泡菜保藏品质保持较好，益生菌凝结芽孢杆菌活菌量达到了6.3×10⁶ CFU/mL，从而使泡菜具有更为突出的保健功能。

实施例3

菌种生长和菌体收集：将菌种以5%的接种量接种于MRS液体培养基中，在30℃温度下培养18-22h，使凝结芽孢杆菌与植物乳杆菌处于生长稳定期，待镜检无杂菌后，等量分装于15mL无菌离心管中，4000r/min，4℃离心15min，弃上清液收集菌体，混合总菌量为1.52×10⁷CFU。保护剂制备：分别按比例秤取脱脂奶粉7.06份，麦芽糖6.46份，谷氨酸钠6.70份溶解于100份无菌水的试管中，分别灭菌后，混匀制成复合保护剂。其中，谷氨酸钠和麦芽糖保护剂溶液用0.22μm孔径的滤膜过滤除菌，脱脂奶粉保护剂溶液在115℃下，灭菌15min，备用。蛋白和糖的混合物可成为更理想的组合保护剂，属于非渗透性大分子保护剂，一般认为是在菌细胞外层以"包裹"的形式保护菌体，同时，促进渗透性保护剂作用的发挥，其中脱脂奶粉具有较好的复水性，可使制备的直投式发酵剂使用更为方便；谷氨酸钠属于渗透性小分子保护剂，渗透性保护剂具有很强的亲水性，在冷冻或干燥过程中，可与菌体细胞膜磷脂中的磷酸基团或与菌体蛋白质极性基团形成氢键，保护细胞膜和蛋白质结构与功能的完整性。

以甘蓝为例泡菜的制作：

甘蓝原料经挑选、清洗、沥干切分，称量500份，加入含有食盐60份，花椒3份，辣椒7.5份，生姜30份，大蒜40份，八角1.5份，冰糖18份的辅料和1500份的凉开水配置的泡菜发酵液装入泡菜坛中，接种凝结芽孢杆菌和植物乳杆菌的比例为1:0.5的发酵剂，发酵温度为35℃、接种量为8％，发酵成熟时间为4天。

对照组1为甘蓝植物乳杆菌发酵

对照组2为甘蓝自然发酵

表1 菌种发酵与自然发酵对比

从以上表可知，自然发酵与本发明中发酵菌剂进行品质对比发现，接种凝结芽孢杆菌复合菌种发酵的亚硝酸盐含量较低，发酵时间较短，通过有机酸检测发现接种发酵在某些主要呈味有机酸种类含量比自然发酵的要高。将凝结芽孢杆菌与筛选的优良植物乳杆菌引入泡菜中进行混菌发酵，由于不同菌种之间的互补作用，一方面，使泡菜中的亚硝酸盐含量始终维持在较低值，发酵时间大大缩短，另一方面也改善了单菌发酵造成的风味不足的弊端，使泡菜风味感更为纯正。

本发明中发酵周期短，泡菜益生菌在泡菜成品保存过程活菌量过高，亚硝酸盐低、氨基酸较高，不易在人体盲结和直肠定植，使传统泡菜具有更好的保健效果，产品质量稳定。

Claims (7)

1.一种泡菜发酵菌菌剂，其特征在于：所述菌剂由重量份脱脂奶粉6-8份，麦芽糖5-8份，谷氨酸钠5-8份，无菌水90-110份、发酵菌组成，其中以无菌水重量份计算，发酵菌菌数1-2×10⁵CFU/mL,发酵菌为凝结芽孢杆菌和植物乳杆菌，凝结芽孢杆菌和植物乳杆菌以1:0.5-3的菌种比例配比。

2.根据权利要求1中所述的一种泡菜发酵菌菌剂，其特征在于：所述菌剂由重量份脱脂奶粉7.06份，麦芽糖6.46份，谷氨酸钠6.7份、无菌水100份、发酵菌组成，其中以无菌水重量份计算，发酵菌菌数1.52×10⁵CFU/mL，发酵菌为凝结芽孢杆菌和植物乳杆菌，以1:2的菌种比例配比。

3.根据权利要求1或2所述的一种泡菜发酵菌菌剂制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）经过培养后的凝结芽孢杆菌和植物乳杆菌分别在4000r/min，3-5℃条件下用离心机离心10-20min收集菌体，按照比例配比；

（2）在步骤（1）配比好的菌体中加入脱脂奶粉，麦芽糖和谷氨酸钠，混合均匀，在-70-90℃条件下预冻1-3h；

（3）待完全冻结后转移到冷冻干燥机中冷冻干燥23-25h即成。

4.应用权利要求1中所述的泡菜发酵菌菌剂的一种益生菌泡菜，其特征在于：配方中各组份和组份重量份为蔬菜1000份、食盐80-160份，花椒2-4份，辣椒6-9份，生姜30-60份，大蒜30-80份，八角1-3份，冰糖30-36份、凉开水2000-4000份、发酵菌菌剂；其中，发酵菌菌剂为凉开水重量百分比的4-8%。

5.根据权利要求4中所述的一种益生菌泡菜，其特征在于：所述蔬菜为甘蓝、豇豆，盖菜，子姜、辣椒、白菜、芹菜、黄瓜、菜豆、莴笋、莲藕、刀豆、蒜薹、蒜。

6.根据权利要求4中所述的一种益生菌泡菜，其特征在于：所述的益生菌泡菜制备方法为原料经挑选、清洗、沥干切分称重后装入泡菜坛中，再加入凉开水，接种泡菜发酵菌菌剂，发酵温度为20℃-30℃，发酵成熟时间为4-8天。

7.根据权利要求4中所述的一种泡菜发酵菌菌剂，其特征在于：所述益生菌泡菜的亚硝酸盐的含量为1.5-3.0 ug/mL，游离氨基酸的含量为2.7-3.0 g/L，有机酸总量为17.0-20.0 mg/mL。