CN108486020A - 一株鼠李糖乳杆菌及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一株鼠李糖乳杆菌及其应用，属于微生物以及食品发酵技术领域。本发明提供了一株鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)BBE K4，其能够将食品原料中的糖转变为乳酸并发酵产生抗菌肽、胞外多糖和风味代谢产物，显著改善了发酵食品的品质和风味；同时，其能够与酵母进行协同发酵，显著提升了发酵食品的风味、延长了发酵食品的货架期。

Description

一株鼠李糖乳杆菌及其应用
技术领域
本发明涉及一株鼠李糖乳杆菌及其应用，属于微生物以及食品发酵技术领域。
背景技术
乳酸菌是一类能够发酵碳水化合物且以乳酸为主要代谢产物、革兰氏阳性、厌氧或兼性厌氧的异质性群体的统称，常用于奶制品、豆类、蔬菜类、谷类等发酵食品，其生产得到的发酵制品具有改善口感、品质、风味并抑制病原微生物、腐败微生物生长，延长保质期等优势。因此，乳酸菌在发酵食品中占据很重要的地位。
目前的乳酸菌多为植物乳杆菌、干酪乳杆菌、副干酪乳杆菌等，具有代谢能力不足等缺陷。因此，急需找到一种具有生长性能好、代谢能力强等优势的乳酸菌。
开菲尔粒是原产自高加索地区的一种典型发酵乳制品的发酵剂，为多种乳酸菌、酵母菌以及少量的醋酸菌等微生物共生形成的特殊白色粒状物，其中，乳酸菌为主要优势菌群。
研究表明，开菲尔粒中乳酸菌的某些特性及益生菌的种群不同于普通乳酸菌发酵剂，致使其发酵产品营养价值较高，具有增强机体免疫力，调节肠道菌群，治疗胃肠道疾病、便秘、高血压、高胆固醇、高血糖、心脏病、过敏症，抗肿瘤等生理功能。
因此，可尝试利用开菲尔粒筛选乳酸菌菌种，以得到一种具有生长性能好、产酸代谢能力强等优势的乳酸菌。
发明内容
本发明提供了一株鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)BBE K4，其能够将食品原料中的糖转变为乳酸并发酵产生抗菌肽、胞外多糖和风味代谢产物，显著改善了发酵食品的品质和风味；同时，其能够与酵母进行协同发酵，显著提升了发酵食品的风味、延长了发酵食品的货架期。
本发明的技术方案如下：
本发明提供了一株鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)BBE K4，所述鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)已于2017年12月19日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCC NO:M 2017807，保藏地址为中国.武汉.武汉大学。
所述鼠李糖乳杆菌是从开菲尔粒中分离得到的，该菌株经测序分析，其16S rRNA序列如SEQ ID NO.1所示，将该序列在GenBank中进行比对，结果显示菌株与鼠李糖乳杆菌的同源性为100％，故判定菌株为鼠李糖乳杆菌，命名为鼠李糖乳杆菌(Lactobacillusrhamnosus)BBE K4。
所述鼠李糖乳杆菌经培养，在固体培养基上生长为大的、奶油白色的不透明菌落，且散发奶油味；其在厌氧情况下能很好生长，发酵液pH值较低，产酸能力强。
本发明提供了一种利用上述鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)BBE K4生产发酵面包的方法，其特征在于，所述方法为将水、高筋面粉、鼠李糖乳杆菌菌液按照一定的比例进行混合后，在一定的条件下进行发酵，得到酸面团；将酸面团与高筋面粉、糖、干酵母、盐、水和起酥块按照一定的比例进行混合后进行静置，得到面团；将面团分割后，于一定的条件下进行醒发，得到发酵面团；将发酵面团进行烘烤，得到酸面包。
在本发明的一种实施方式中，所述方法为将水、高筋面粉、鼠李糖乳杆菌菌液按照一定的比例进行混合后，在一定的条件下进行发酵，得到酸面团；将酸面团与高筋面粉、糖、干酵母和盐按照一定的比例混合后，加入一定比例的水进行慢搅，加入一定比例的起酥块进行快搅，于室温下覆膜进行静置，得到面团；将面团分割后，于一定的条件下进行醒发，得到发酵面团；将发酵面团进行烘烤，得到酸面包。
在本发明的一种实施方式中，所述水、高筋面粉、鼠李糖乳杆菌菌体的质量比为1:1:0.01～0.02。
在本发明的一种实施方式中，所述水、高筋面粉、鼠李糖乳杆菌菌体的质量比为1:1:0.015。
在本发明的一种实施方式中，所述鼠李糖乳杆菌菌体是通过将鼠李糖乳杆菌进行培养后离心得到的。
在本发明的一种实施方式中，所述培养为将鼠李糖乳杆菌接种至MRS培养基，于36～38℃下培养22～26h。
在本发明的一种实施方式中，所述培养为将鼠李糖乳杆菌接种至MRS培养基，于37℃下培养24h。
在本发明的一种实施方式中，所述MRS培养基的成分包含蛋白胨10g/L、牛肉膏8g/L、酵母提取物4g/L、葡萄糖20g/L、吐温80 1mL/L、磷酸氢二钾2g/L、三水乙酸钠5g/L、柠檬酸铵2g/L、七水硫酸镁0.2g/L、四水硫酸锰钾0.05g/L。
在本发明的一种实施方式中，所述发酵的温度为30～37℃、时间为4～8h。
在本发明的一种实施方式中，所述发酵的温度为30℃、时间为6h。
在本发明的一种实施方式中，所述酸面团、高筋面粉、糖、干酵母、盐、水和起酥块的质量比为1～2:10:1～1.2:0.1～0.2:0.1～0.15:5～12:0.3～1。
在本发明的一种实施方式中，所述酸面团、高筋面粉、糖、干酵母、盐、水和起酥块的质量比为1.11:10:1.20:0.17:0.14:6.11:0.69。
在本发明的一种实施方式中，所述快搅的速度为200～300rpm、时间为3～5min。
在本发明的一种实施方式中，所述快搅的速度为280rpm、时间为3min。
在本发明的一种实施方式中，所述慢搅的速度为50～150rpm、时间为1～3min。
在本发明的一种实施方式中，所述慢搅的速度为140rpm、时间为1min。
在本发明的一种实施方式中，所述静置的温度为22～28℃、时间为10～15min。
在本发明的一种实施方式中，所述静置的温度为25℃、时间为10min
在本发明的一种实施方式中，所述分割为将面团分割为80～100g/个的小面团。
在本发明的一种实施方式中，所述分割为将面团分割为90g/个的小面团。
在本发明的一种实施方式中，所述醒发的温度为36～40℃、相对湿度为80～90％、时间为1～2h。
在本发明的一种实施方式中，所述醒发的温度为38℃、相对湿度为85％、时间为1.5h。
在本发明的一种实施方式中，所述烘烤的温度为上火170～180℃、下火200～210℃；所述烘烤的时间为20～30min。
在本发明的一种实施方式中，所述烘烤的温度为上火170℃、下火210℃；所述烘烤的时间为25min。
本发明提供了应用上述方法制备得到的发酵面包。
本发明提供了一种利用上述鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)BBE K4制备得到的发酵剂，其特征在于，所述发酵剂还包含酵母菌。
在本发明的一种实施方式中，所述鼠李糖乳杆菌在发酵剂中的浓度不低于1.5×108CFU/g。
本发明提供了上述鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)BBE K4或上述发酵剂在发酵食品领域的应用。
有益效果：
(1)本发明的鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)BBE K4具有生长性能好、产酸能力强等优势，在制备发酵食品以及制备发酵剂等方面有巨大价值；
(2)本发明的鼠李糖乳杆菌能够将食品原料中的糖转变为乳酸并发酵产生抗菌肽、胞外多糖和风味代谢产物，显著改善了发酵食品的品质、风味、营养价值；
(3)利用本发明鼠李糖乳杆菌采用酵母-乳酸菌联合发酵方式发酵得到的酸面包酸感适中不刺激，发酵香气浓厚宜人，麦香味浓厚，整体香气清新表面呈金黄色，色泽均匀一致，有光泽，面包为圆形，表面向外鼓凸，切面气孔均匀细密，无大孔洞，内质洁白而富有弹性，组织蓬松之海绵状，无生心；其内部含有大量不同于其他酸面包的风味物质或风味前体物质，增加了如1-己醇、丁酸-3-羟基-乙酯、2-丁烯-1-醇-乙酸酯、2-甲基-丁酸、丁醛等能带来果香、青草香、奶酪味的风味物质，面包风味更加浓郁，整体可接受度提高；
(4)本发明的鼠李糖乳杆菌能够与酵母进行协同发酵，显著提升了发酵食品的风味、延长了发酵食品的货架期；
(5)利用本发明鼠李糖乳杆菌发酵得到的面包在同一贮藏时间下硬度和老化焓值明显低于普通酵母发酵面包，保质期从5天延长到15天，显著延长货架期；
生物材料保藏
一株鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)BBE K4，分类学命名为鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)，已于2017年12月19日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCC NO：M 2017807，保藏单位地址为中国武汉，武汉大学。
附图说明
图1为鼠李糖乳杆菌的生长曲线和发酵液pH值变化曲线；
图2为不同面包在贮藏期内硬度的变化；
图3为不同面包在贮藏期内老化焓值的变化。
具体实施方式
本发明的实施例仅作为本发明内容的进一步说明，不能作为本发明的限定内容或范围。下述实施例中涉及的MRS培养基购自Oxoid公司。下述实施例中涉及的GC-MS条件参照《含天然酵母粉发酵面包的营养与老化特性及风味化合物特征》，(作者张薇等，2014年，第23期33-38页)。
实施例1：本发明菌株的鉴定
将本发明菌株进行16S rDNA分子鉴定，步骤如下：
提取BBE K4的基因组，用BBE K4的16S rDNA通过引物27F和1492R从细菌的基因组DNA扩增其16S rDNA序列，将扩增产物测序(上海生工生物工程股份有限公司)，将该序列在GenBank中进行比对，结果显示菌株与鼠李糖乳杆菌的同源性为99％，故判定菌株为鼠李糖乳杆菌。
将BBE K4在MRS平板上划线，37℃倒置培养24h后观察其菌落形态，菌落呈大的、奶油白色、不透明菌落、且散发奶油味。
挑取单菌落至MRS液体培养基中，37℃静置培养，每2h取样测定发酵液OD600值和pH值，结果如图1所示。
实施例2：本发明菌株的应用
(1)将鼠李糖乳杆菌BBE K4以1％接种量接种至MRS培养基中，在37℃下活化培养12h，再以3％的接种量接种至MRS培养基中，37℃下培养24h至对数末期，获得浓度为3×108CFU/mL菌悬液，取20mL上述菌液8000r/min离心10min，无菌生理盐水冲洗后加入200g水中与200g高筋面粉混合均匀，放入恒温恒湿培养箱中，30℃预发酵6h；
(2)取(1)所得的鼠李糖乳杆菌酸面团24g，加入干料(高精面粉216g、干酵母3.6g、糖30g、盐3g)以及水132g慢搅，加入15g起酥油快搅3min至面筋网络结构形成，慢搅1min，室温下覆膜静置10min；
(3)将(2)获得的面团分割为90g/个，搓圆成型，于醒发箱内(38℃，相对湿度85％)醒发1.5h；
(4)将(3)得到的醒发好的面团放入烤箱内(上火170℃，下火210℃)烘烤25min。
以不添加Lactobacillus rhamnosus BBE K4、添加植物乳杆菌作为对照，采用固相微萃取-气相色谱-质谱联用(SPME-GC-MS)对三种面包进行挥发性风味物质成分分析，其结果见表1-2，表明酵母-鼠李糖乳杆菌BBE K4联合发酵，挥发性风味物质和风味前体物质的种类和含量明显增加。
表1普通酵母和鼠李糖乳杆菌发酵面包中挥发性风味化合物GC-MS分析结果
表2普通酵母和鼠李糖乳杆菌发酵面包中挥发性风味化合物GC-MS分析结果
参照GB/T 20981 2007面包的方法进行比容、酸度、组织结构、风味、评分等评定，保质期跟踪指的是发现面包开始出现霉斑的天数，结果见表3。
表3普通酵母面包与鼠李糖乳杆菌面包品质对比
与对照组相比，由Lactobacillus rhamnosus BBE K4发酵制备所得的面包表面呈金黄色，色泽均匀一致，有光泽，面包为圆形，表面向外鼓凸，切面气孔均匀细密，无大孔洞，内质洁白而富有弹性，组织蓬松之海绵状，无生心。面包比容增大，酸度增加，风味有所改善。
将由Lactobacillus rhamnosus BBE K4发酵制备的面包与对照组的面包置于常温下，对照组在第5天开始发现明显可见菌斑，而添加本发明Lactobacillus rhamnosusBBE K4的面包在第15天才开始出现明显可见菌斑。可见Lactobacillus rhamnosus BBE K4发酵制备的面包显著延长了货架期。
对制备的面包进行感官评价，评价标准格式参照表4，评价结果见表5。
表4面包感官评价标准
表5面包感官评分表
面包贮藏期内老化特性的测定：采用质构仪分别测定贮藏1、3、5、7d的面包硬度变化，结果见图2，采用差示量热扫描仪分别测定贮藏1、3、5、7d的面包芯的老化焓值，结果见图3。
由表5和图3可以看出，由Lactobacillus rhamnosus BBE K4发酵制备的面包酸感适中不刺激，发酵香气浓厚宜人，麦香味浓厚，整体香气清新，表面呈金黄色，色泽均匀一致，有光泽，面包为圆形，表面向外鼓凸，切面气孔均匀细密，无大孔洞，内质洁白而富有弹性，组织蓬松之海绵状，无生心；硬度和老化焓值降低，老化速率明显减小，老化缓慢，显著延长货架期。所述鼠李糖乳杆菌分离自开菲尔粒，具备如下特性：赋予面包不同于其它乳杆菌制备面包的浓郁风味，对面包色泽、口感、货架期等品质具有显著改善作用，在很大程度上提高了面包的整体品质。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。
序列表
<110> 江南大学
<120> 一株鼠李糖乳杆菌及其应用
<160> 1
<170> PatentIn version 3.3
<210> 1
<211> 1476
<212> DNA
<213> 人工序列
<400> 1
aaaggagtgg cgggtgctat acatgcagtc gaacgagttc tgattattga aaggtgcttg 60
catcttgatt taattttgaa cgagtggcgg acgggtgagt aacacgtggg taacctgccc 120
ttaagtgggg gataacattt ggaaacagat gctaataccg cataaatcca agaaccgcat 180
ggttcttggc tgaaagatgg cgtaagctat cgcttttgga tggacccgcg gcgtattagc 240
tagttggtga ggtaacggct caccaaggca atgatacgta gccgaactga gaggttgatc 300
ggccacattg ggactgagac acggcccaaa ctcctacggg aggcagcagt agggaatctt 360
ccacaatgga cgcaagtctg atggagcaac gccgcgtgag tgaagaaggc tttcgggtcg 420
taaaactctg ttgttggaga agaatggtcg gcagagtaac tgttgtcggc gtgacggtat 480
ccaaccagaa agccacggct aactacgtgc cagcagccgc ggtaatacgt aggtggcaag 540
cgttatccgg atttattggg cgtaaagcga gcgcaggcgg ttttttaagt ctgatgtgaa 600
agccctcggc ttaaccgagg aagtgcatcg gaaactggga aacttgagtg cagaagagga 660
cagtggaact ccatgtgtag cggtgaaatg cgtagatata tggaagaaca ccagtggcga 720
aggcggctgt ctggtctgta actgacgctg aggctcgaaa gcatgggtag cgaacaggat 780
tagataccct ggtagtccat gccgtaaacg atgaatgcta ggtgttggag ggtttccgcc 840
cttcagtgcc gcagctaacg cattaagcat tccgcctggg gagtacgacc gcaaggttga 900
aactcaaagg aattgacggg ggcccgcaca agcggtggag catgtggttt aattcgaagc 960
aacgcgaaga accttaccag gtcttgacat cttttgatca cctgagagat caggtttccc 1020
cttcgggggc aaaatgacag gtggtgcatg gttgtcgtca gctcgtgtcg tgagatgttg 1080
ggttaagtcc cgcaacgagc gcaaccctta tgactagttg ccagcattta gttgggcact 1140
ctagtaagac tgccggtgac aaaccggagg aaggtgggga tgacgtcaaa tcatcatgcc 1200
ccttatgacc tgggctacac acgtgctaca atggatggta caacgagttg cgagaccgcg 1260
aggtcaagct aatctcttaa agccattctc agttcggact gtaggctgca actcgcctac 1320
acgaagtcgg aatcgctagt aatcgcggat cagcacgccg cggtgaatac gttcccgggc 1380
cttgtacaca ccgcccgtca caccatgaga gtttgtaaca cccgaagccg gtggcgtaac 1440
cctttaggga gcgagccgtc taagtgaccg attgct 1476

Claims (10)

1.一株鼠李糖乳杆菌，其特征在于，所述鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)已于2017年12月19日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCC NO:M 2017807，保藏地址为中国武汉，武汉大学。
2.一种利用权利要求1所述鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)生产发酵面包的方法，其特征在于，所述方法为将水、高筋面粉、鼠李糖乳杆菌菌液按照一定的比例进行混合后，在一定的条件下进行发酵，得到酸面团；将酸面团与高筋面粉、糖、干酵母、盐、水和起酥块按照一定的比例进行混合后进行静置，得到面团；将面团分割后，于一定的条件下进行醒发，得到发酵面团；将发酵面团进行烘烤，得到酸面包。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法为将水、高筋面粉、鼠李糖乳杆菌菌液按照一定的比例进行混合后，在一定的条件下进行发酵，得到酸面团；将酸面团与高筋面粉、糖、干酵母和盐按照一定的比例混合后，加入一定比例的水进行慢搅，加入一定比例的起酥块进行快搅，于室温下覆膜进行静置，得到面团；将面团分割后，于一定的条件下进行醒发，得到发酵面团；将发酵面团进行烘烤，得到酸面包。
4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述水、高筋面粉、鼠李糖乳杆菌菌体的质量比为1:1:0.01～0.02。
5.如权利要求2-4任一所述的方法，其特征在于，所述发酵的温度为30～37℃、时间为4～8h。
6.如权利要求2-5任一所述的方法，其特征在于，所述酸面团、高筋面粉、糖、干酵母、盐、水和起酥块的质量比为1～2:10:1～1.2:0.1～0.2:0.1～0.15:5～12:0.3～1。
7.如权利要求2-6任一所述的方法，其特征在于，所述醒发的温度为36～40℃、相对湿度为80～90％、时间为1～2h。
8.应用权利要求2-7任一所述的方法制备得到的发酵面包。
9.一种利用权利要求1所述鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)制备得到的发酵剂，其特征在于，所述发酵剂还包含酵母菌。
10.权利要求1所述鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)或权利要求9所述的发酵剂在发酵食品领域的应用。
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