CN109588613A - 一种液体乳酸链球菌素制备方法 - Google Patents

一种液体乳酸链球菌素制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种液体乳酸链球菌素制备方法，属于生物食品添加剂领域，包括以下步骤：将发酵完成的乳酸链球菌素发酵液进行泡沫分离；收集泡沫浓缩液，并进行消泡处理，得到不同浓缩倍数的浓缩液；调节浓缩液的pH；将调节pH后的浓缩液加热至一定温度，并维持一段时间；通过陶瓷膜对浓缩液进行过滤，得到陶瓷膜滤液；对陶瓷膜滤液进行温度处理，向其中加入保护剂至完全溶解，混匀，即得液体乳酸链球菌素。本发明提供了一种使用方便、提取收率高、能耗低和污染小的液体乳酸链球菌素制备方法。

Description

一种液体乳酸链球菌素制备方法
技术领域
本发明涉及生物食品添加剂领域，尤其涉及一种液体乳酸链球菌素制备方法。
背景技术
乳酸链球菌素(Nisin)是从乳酸乳球菌(Lactococcus lactis)发酵产物中提取的一种多肽类抗菌物质，是一种世界公认的安全、天然生物食品防腐剂和抗菌剂。1928年，Rogers和Whittier首次发现，1944年Mattick和Hirsch首次命名为N_inhibitorySubstance即N群抑菌物质，简称为Nisin。1951年，Hirsch等人将乳酸链球菌素应用到奶酪保藏中，取得了成功。1953年由英国的阿普林和巴雷特公司首次以商品的形式出售。1969年，FAO/WHO食品添加剂联合专家委员会批准乳酸链球菌素作为一种生物防腐剂应用于食品工业。1988年美国国家食品和药品监督管理局(FDA)正式批准将乳酸链球菌素应用于食品中。我国在GB2760-86中批准乳酸链球菌素可用于罐藏食品、植物蛋白食品、乳制品、肉制品中。迄今为止，乳酸链球菌素已在全世界70多个国家和地区被用作防腐剂。
乳酸链球菌素从发现至今，菌种生产能力得到了很大提高，达到了现在的10000IU/mL左右，随着分离纯化技术的不断进步和相关企业、科研机构的不断努力，开发出了溶媒提取法、树脂提取法、菌体吸附法、盐析法和泡沫分离法等技术，大大提高了产品的收率，降低了生产成本，扩大了产品的应用范围。近年来，随着技术开发周期的不断延长和产能的不断扩大，产品价格不断下降，企业利润空间不断得到压缩，降低产品成本，提高利润就成了当务之急。
传统的乳酸链球菌素产品大多为使用繁琐、提取收率低、耗能高和污染较大的固体产品，而液体产品极少，主要原因在于，乳酸链球菌素在液体状态下不稳定，容易失活；随着技术的进步，这一问题逐渐被解决，液体产品使用方便，提取收率高、能耗低和污染小的优点，必将受到越来越多生产企业的关注。
发明内容
本发明的目的是提出一种液体乳酸链球菌素制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种液体乳酸链球菌素制备方法，包括以下步骤：
7)将发酵完成的乳酸链球菌素发酵液进行泡沫分离；
8)收集泡沫浓缩液，并进行消泡处理，得到不同浓缩倍数的浓缩液；
9)调节浓缩液的pH；
10)将调节pH后的浓缩液加热至一定温度，并维持一段时间；
11)通过陶瓷膜对浓缩液进行过滤，得到陶瓷膜滤液；
12)对陶瓷膜滤液进行温度处理，向其中加入保护剂至完全溶解，混匀，即得液体乳酸链球菌素
进一步的，所述1)中将发酵完成的效价为8000～10000IU/mL的乳酸链球菌素发酵液打入泡沫分离塔，从其底部以1.0～5.0m3/h的通气量通入出口压力为0.2～0.4MPa的压缩空气进行泡沫分离。
进一步的，所述2)中使用收集器收集泡沫浓缩液，根据收集器中泡沫的情况，分多次向其中加入总量为0.001％～0.005％(v/v)聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚消泡剂进行消泡处理，得到4～8倍不同浓缩倍数的浓缩液。
进一步的，所述浓缩液的浓缩倍数为4倍、6倍、8倍。
进一步的，所述3)中向消泡后的浓缩液中加入浓度为30～32％(w/w)的食品级盐酸，将其pH值调节至2.0～3.0。
进一步的，所述4)中将调节pH后的浓缩液通过水浴方式加热至60～100℃，维持10～60min。
进一步的，所述5)中使用截留孔径为50～200nm的陶瓷膜进行过滤，得到陶瓷膜滤液。
进一步的，所述6)中使用冷却水将滤液温度降至30℃以下，向其中加入保护剂，边加边搅拌直至完全溶解，混合均匀。
进一步的，所述保护剂的配方为：氯化钠1.0～3.0％(w/v)，蔗糖0.5～2.0％(w/v)，黄原胶0.1～1.0％(w/v)，吐温80 0.0001～0.001％(v/v)，聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚消泡剂0～0.05％(v/v)，乳酸2.0～5.0％
进一步的，所述乳酸含有乳酸钠。
本发明具有以下有益之处：
1)成品为液体状态，克服了固体产品在使用过程中二次溶解的问题，方便了各户；
2)按照GB2760规定食品中最大使用量为0.5g/kg，即是每公斤食品中最大添加量为450000IU，根据本发明的成品单位为30000IU/mL～60000IU/mL计算，使用量为7.5mL～15.0mL，可以方便客户直接使用，避免了客户再次稀释的问题；
3)有效的提高了产品收率，降低了能源消耗，减少了污染物的排放，降低了生产成本；
4)使用保护剂，有效的延长了液体产品的保质期；
5)通过筛选泡沫分离合适的浓缩倍数，避免了产品浓缩倍数过高，乳酸链球菌素从溶液中析出的现象，同时也避免了产品单位过低，加入量太大，影响食品加工的问题，合理使用增稠剂和稳定剂，提高了产品的稳定性。充分利用发酵过程中产生的乳酸和乳酸钠，提高了作用效果。
具体实施方式
所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1
1)将发酵完成的效价为10000IU/mL的乳酸链球菌素发酵液打入泡沫分离塔，从其底部以5.0m3/h的通气量通入出口压力0.2～0.4MPa的压缩空气进行泡沫分离；
2)使用收集器收集泡沫浓缩液，根据收集器中泡沫的情况，分多次向其中加入总量为0.001％～0.005％(v/v)聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚消泡剂进行消泡处理，得到浓缩4倍的浓缩液(效价35000IU/mL以上)；
3)向消泡后的浓缩液中加入浓度为30～32％(w/w)的食品级盐酸，将其pH值调节至2.0～3.0；
4)将调节pH后的浓缩液通过水浴方式加热至60～100℃，维持10～60min；
5)使用截留孔径为50～200nm的陶瓷膜进行过滤，得到陶瓷膜滤液(效价30000IU/mL以上)；
6)使用冷却水将滤液温度降至30℃以下，向其中加入保护剂(氯化钠3.0％(w/v)，蔗糖0.5％(w/v)，黄原胶0.1％(w/v)，吐温80 0.0005％(v/v)，聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚消泡剂0.05％(v/v)，乳酸(含乳酸钠)5.0％(w/v))，边加边搅拌直至完全溶解，混合均匀；
7)在十万级洁净室中进行灌装，即得成品，置于通风、避光、2.0～8.0℃的储藏条件下进行保存。
实施例2
1)将发酵完成的效价为9000IU/mL的乳酸链球菌素发酵液打入泡沫分离塔，从其底部以3.0m3/h的通气量通入出口压力0.2～0.4MPa的压缩空气进行泡沫分离；
2)使用收集器收集泡沫浓缩液，根据收集器中泡沫的情况，分多次向其中加入总量为0.001％～0.005％(v/v)聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚消泡剂进行消泡处理，得到浓缩6倍的浓缩液(效价50000IU/mL以上)；
3)向消泡后的浓缩液中加入浓度为30～32％(w/w)的食品级盐酸，将其pH值调节至2.0～3.0；
4)将调节pH后的浓缩液通过水浴方式加热至60～100℃，维持10～60min；
5)使用截留孔径为50～200nm的陶瓷膜进行过滤，得到陶瓷膜滤液(效价50000IU/mL以上)；
6)使用冷却水将滤液温度降至30℃以下，向其中加入保护剂(氯化钠1.0％(w/v)，蔗糖1.0％(w/v)，黄原胶0.5％(w/v)，吐温80 0.001％(v/v)，聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚消泡剂0.03％(v/v)，乳酸(含乳酸钠)3.0％。(w/v))，边加边搅拌直至完全溶解，混合均匀；
7)在十万级洁净室中进行灌装，即得成品，置于通风、避光、2.0～8.0℃的储藏条件下进行保存。
实施例3
1)将发酵完成的效价为8000IU/mL的乳酸链球菌素发酵液打入泡沫分离塔，从其底部以1.0m3/h的通气量通入出口压力0.2～0.4MPa的压缩空气进行泡沫分离；
2)使用收集器收集泡沫浓缩液，根据收集器中泡沫的情况，分多次向其中加入总量为0.001％～0.005％(v/v)聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚消泡剂进行消泡处理，得到浓缩8倍的浓缩液(效价65000IU/mL以上)；
3)向消泡后的浓缩液中加入浓度为30～32％(w/w)的食品级盐酸，将其pH值调节至2.0～3.0；
4)将调节pH后的浓缩液通过水浴方式加热至60～100℃，维持10～60min；
5)使用截留孔径为50～200nm的陶瓷膜进行过滤，得到陶瓷膜滤液(效价60000IU/mL以上)；
6)使用冷却水将滤液温度降至30℃以下，向其中加入保护剂(氯化钠3.0％(w/v)，蔗糖2.0％(w/v)，黄原胶1.0％(w/v)，吐温80 0.0001％(v/v)，聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚消泡剂0.01％(v/v)，乳酸(含乳酸钠)2.0％(w/v))，边加边搅拌直至完全溶解，混合均匀；
7)在十万级洁净室中进行灌装，即得成品，置于通风、避光、2.0～8.0℃的储藏条件下进行保存。
实施例4
将上述实施例1和2制备的液体乳酸链球菌素产品100mL加入到容积250mL的三角瓶中，塞上棉塞，经过压力0.11MPa，温度121℃的蒸汽灭菌30min，设置三个重复，分别取样，使用GB1886.231-2016所述方法测定效价，其结果见表1。
表1
产品名称 灭菌前效价(IU/mL) 灭菌后效价(IU/mL)
实施例1液体产品1 30803 30495
实施例1液体产品2 30803 30509
实施例1液体产品3 30803 30627
实施例2液体产品1 51422 50897
实施例2液体产品2 51422 50886
实施例2液体产品3 51422 50909
从表2可以看出，实施例1和实例2制备的产品在经过高温灭菌处理以后，活性降低不到1％，损失很小。
实施例5
将上述实施例1和2制备的液体乳酸链球菌素产品30mL在超净工作台上，分别装入经过压力0.11MPa，温度121℃蒸汽灭菌30min的容积50mL的样品瓶中，使用铝箔盖封口，置于2.0～8.0℃的恒温室中放置，同时取固体粉末产品做对照，分别于保存的0、3、6、9、12个月取样，每个处理每次取样取三瓶，使用GB1886.231-2016所述的方法测定效价，取平均值，其结果见表2。
表2
从表2可以看出，实施例1和实例2制备的产品在保存12个月后，活性损失只有5％左右，略低于固体粉末的3％，差异不显著。
实施例6
将实施例2制备的液体乳酸链球菌素产品加入到不同食品中，加入量根据GB2760-2014的添加限量(根据效价标准进行折算)进行，考察防腐效果，同时使用固体粉末产品作为对照，设置三个重复，放置在20℃室温条件下，结果见表3。
表3
从表3可以看出，液体产品的应用效果与固体粉末产品基本一致，完全可以达到使用要求。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种液体乳酸链球菌素制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)将发酵完成的乳酸链球菌素发酵液进行泡沫分离；
2)收集泡沫浓缩液，并进行消泡处理，得到不同浓缩倍数的浓缩液；
3)调节浓缩液的pH；
4)将调节pH后的浓缩液加热至一定温度，并维持一段时间；
5)通过陶瓷膜对浓缩液进行过滤，得到陶瓷膜滤液；
6)对陶瓷膜滤液进行温度处理，向其中加入保护剂至完全溶解，混匀，即得液体乳酸链球菌素。
2.根据权利要求1所述的一种液体乳酸链球菌素制备方法，其特征在于，所述1)中将发酵完成的效价为8000～10000IU/mL的乳酸链球菌素发酵液打入泡沫分离塔，从其底部以1.0～5.0m3/h的通气量通入出口压力为0.2～0.4MPa的压缩空气进行泡沫分离。
3.根据权利要求1所述的一种液体乳酸链球菌素制备方法，其特征在于，所述2)中使用收集器收集泡沫浓缩液，根据收集器中泡沫的情况，分多次向其中加入总量为0.001％～0.005％(v/v)聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚消泡剂进行消泡处理，得到4～8倍不同浓缩倍数的浓缩液。
4.根据权利要求3所述的一种液体乳酸链球菌素制备方法，其特征在于，所述浓缩液的浓缩倍数为4倍、6倍、8倍。
5.根据权利要求1所述的一种液体乳酸链球菌素制备方法，其特征在于，所述3)中向消泡后的浓缩液中加入浓度为30～32％(w/w)的食品级盐酸，将其pH值调节至2.0～3.0。
6.根据权利要求1所述的一种液体乳酸链球菌素制备方法，其特征在于，所述4)中将调节pH后的浓缩液通过水浴方式加热至60～100℃，维持10～60min。
7.根据权利要求1所述的一种防腐剂的制备方法，其特征在于，所述5)中使用截留孔径为50～200nm的陶瓷膜进行过滤，得到陶瓷膜滤液。
8.根据权利要求1所述的一种液体乳酸链球菌素制备方法，其特征在于，所述6)中使用冷却水将滤液温度降至30℃以下，向其中加入保护剂，边加边搅拌直至完全溶解，混合均匀。
9.根据权利要求1所述的一种液体乳酸链球菌素制备方法，其特征在于，所述保护剂的配方为：氯化钠1.0～3.0％(w/v)，蔗糖0.5～2.0％(w/v)，黄原胶0.1～1.0％(w/v)，吐温800.0001～0.001％(v/v)，聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚消泡剂0～0.05％(v/v)，乳酸2.0～5.0％。
10.根据权利要求9所述的一种液体乳酸链球菌素制备方法，其特征在于，所述乳酸含有乳酸钠。
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