CN112020303A - 包括应用乳糖缺陷型嗜热链球菌菌株、乳糖缺陷型德氏乳杆菌保加利亚亚种菌株和益生菌菌株的生产发酵乳制品的组合物和方法 - Google Patents
包括应用乳糖缺陷型嗜热链球菌菌株、乳糖缺陷型德氏乳杆菌保加利亚亚种菌株和益生菌菌株的生产发酵乳制品的组合物和方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及用于生产在储存期间表现出低程度的后酸化的发酵乳制品的组合物,其包含:1)乳酸菌起子培养物,所述乳酸菌起子培养物包含至少一种能够代谢非乳糖碳水化合物的乳糖缺陷型嗜热链球菌菌株和至少一种能够代谢非乳糖碳水化合物的乳糖缺陷型德氏乳杆菌保加利亚亚种菌株,和2)选自由乳杆菌属菌株和双歧杆菌属菌株组成的组的益生菌菌株。
Description
技术领域
本发明涉及用于生产发酵乳制品的组合物和方法。
背景技术
EP-A1-2 957 180公开了使用能够代谢非乳糖碳水化合物的乳糖缺陷型乳酸菌,特别是乳糖缺陷型嗜热链球菌(Streptococcus thermophilus)菌株和德氏乳杆菌保加利亚亚种(Lactobacillus delbrueckii subsp.bulgaricus)菌株生产发酵乳制品的方法。
在使用含有乳糖缺陷型乳酸菌的起子培养物进行乳发酵时,在发酵开始时将非乳糖碳水化合物,例如蔗糖、葡萄糖或半乳糖以测量的量添加到乳基质(milk base)中,以使非乳糖碳水化合物在目标pH时变得耗尽,并因此导致停止乳酸菌的生长和停止发酵。因此,在随后的储存期间的后酸化得以显著降低或甚至得以完全防止。
然而,当期望生产包含添加的蔗糖以使产品变甜的发酵乳制品时,存在这样的风险,即在储存期间会导致不可接受的后酸化程度,特别是在升高的温度下。
益生菌菌株,例如作为ATCC53103保藏的鼠李糖乳杆菌(Lactobacillusrhamnosus)菌株被广泛用于发酵乳制品中。然而,在许多发酵乳制品中,益生菌菌株会在储存期间生长,特别是在升高的温度下,从而导致不希望的后酸化。
发明内容
本发明的目的是提供用于生产具有改进的后酸化性质的发酵乳制品的组合物。
本发明的目的通过用于生产发酵乳制品的组合物来实现,所述组合物包含:
1)乳酸菌起子培养物,其包含至少一种能够代谢非乳糖碳水化合物的乳糖缺陷型嗜热链球菌菌株和至少一种能够代谢非乳糖碳水化合物的乳糖缺陷型德氏乳杆菌保加利亚亚种菌株,以及
2)选自由乳杆菌属(Lactobacillus)菌株和双歧杆菌属(Bifidobacterium)菌株组成的组的益生菌菌株。
本发明基于令人惊讶的实验发现,即当使用由乳糖缺陷型菌株与益生菌菌株的组合组成的起子培养物时,与所述起子培养物和所述益生菌菌株有关的后酸化的问题得以大大减少。特别是,当将增甜的碳水化合物例如蔗糖添加到发酵乳制品中时,在发酵乳制品的储存期间由起子培养物引起的后酸化水平大大降低。在发酵乳制品的储存期间由益生菌菌株引起的后酸化水平也大大降低。
此外,在乳基质发酵以生产发酵乳制品的过程中,与不含益生菌菌株的相应组合物相比,本发明的组合物的发酵时间减少。
本发明还涉及生产发酵乳制品的方法,包括以下步骤:
1)向乳基质中添加乳酸菌起子培养物,所述乳酸菌起子培养物包含至少一种能够代谢非乳糖碳水化合物的乳糖缺陷型嗜热链球菌菌株和至少一种能够代谢非乳糖碳水化合物的乳糖缺陷型德氏乳杆菌保加利亚亚种菌株,
2)将乳基质发酵一段时间,直到达到目标pH,以获得发酵乳制品;以及
3)向该方法中添加选自由乳杆菌属菌株和双歧杆菌属菌株组成的组的益生菌菌株。
具体实施方式
乳糖缺陷型乳酸菌
术语“乳糖代谢缺陷”和“乳糖缺陷”在本发明的上下文中用于表征部分或完全丧失使用乳糖作为细胞生长或维持细胞活力来源的能力的LAB。各LAB能够代谢选自蔗糖、半乳糖和/或葡萄糖或另一种可发酵碳水化合物的一种或几种碳水化合物。由于这些碳水化合物不是以足以支持乳糖缺陷型突变体发酵的量天然存在于乳中,因此必须向乳中添加这些碳水化合物。可以将乳糖缺陷型和部分缺陷型LAB表征为在含有乳糖和X-Gal的培养基上的白色菌落。
在本发明的具体实施方案中,乳糖缺陷型菌株能够代谢选自由蔗糖、半乳糖和葡萄糖组成的组的、优选蔗糖的非乳糖碳水化合物。在本发明的具体实施方案中,乳糖缺陷型菌株能够代谢半乳糖。
在本发明的具体实施方案中,乳糖缺陷型嗜热链球菌菌株选自由以下组成的组:
(a)(i)2014年06月12日以保藏号DSM 28952保藏于布伦瑞克因霍芬街7B,D-38124的DSMZ-德国微生物保藏中心(DSMZ-Deutsche Sammlung von Mikroorganismen undZellkulturen GmbH,Inhoffenstr.7B,D-38124 Braunschweig)的菌株;
(ii)衍生自DSM 28952的菌株,其中该衍生的菌株的特征还在于具有在含有乳糖和X-Gal的培养基上产生白色菌落的能力;
(b)(i)2014年06月12日以保藏号DSM 28953保藏于布伦瑞克因霍芬街7B,D-38124的DSMZ-德国微生物保藏中心的菌株;
(ii)衍生自DSM 28953的菌株,其中该衍生的菌株的特征还在于具有在含有乳糖和X-Gal的培养基上产生白色菌落的能力;
(c)(i)2017年08月22日以保藏号DSM 32599保藏于布伦瑞克因霍芬街7B,D-38124的DSMZ-德国微生物保藏中心的菌株;
(ii)衍生自DSM 32599的菌株,其中该衍生的菌株的特征还在于具有在含有乳糖和X-Gal的培养基上产生白色菌落的能力;和
(d)(i)2017年08月22日以保藏号DSM 32600保藏于布伦瑞克因霍芬街7B,D-38124的DSMZ-德国微生物保藏中心的菌株;和
(ii)衍生自DSM 32600的菌株,其中该衍生的菌株的特征还在于具有在含有乳糖和X-Gal的培养基上产生白色菌落的能力。
在本发明的具体实施方案中,乳糖缺陷型嗜热链球菌菌株选自由以下组成的组:
(a)(i)2014年06月12日以保藏号DSM 28952保藏于布伦瑞克因霍芬街7B,D-38124的DSMZ-德国微生物保藏中心的菌株;
(ii)衍生自DSM 28952的菌株,其中该衍生的菌株的特征还在于具有在含有乳糖和X-Gal的培养基上产生白色菌落的能力;和
(b)(i)2014年06月12日以保藏号DSM 28953保藏于布伦瑞克因霍芬街7B,D-38124的DSMZ-德国微生物保藏中心的菌株;和
(ii)衍生自DSM 28953的菌株,其中该衍生的菌株的特征还在于具有在含有乳糖和X-Gal的培养基上产生白色菌落的能力。
在本发明的具体实施方案中,乳糖缺陷型嗜热链球菌菌株选自由以下组成的组:
(c)(i)2017年08月22日以保藏号DSM 32599保藏于布伦瑞克因霍芬街7B,D-38124的DSMZ-德国微生物保藏中心的菌株;
(ii)衍生自DSM 32599的菌株,其中该衍生的菌株的特征还在于具有在含有乳糖和X-Gal的培养基上产生白色菌落的能力;和
(d)(i)2017年08月22日以保藏号DSM 32600保藏于布伦瑞克因霍芬街7B,D-38124的DSMZ-德国微生物保藏中心的菌株;和
(ii)衍生自DSM 32600的菌株,其中该衍生的菌株的特征还在于具有在含有乳糖和X-Gal的培养基上产生白色菌落的能力。
在本发明的具体实施方案中,乳糖缺陷型德氏乳杆菌保加利亚亚种菌株选自由以下组成的组:
(i)2014年6月12日以保藏号DSM 28910保藏于布伦瑞克因霍芬街7B,D-38124的DSMZ-德国微生物保藏中心的菌株;和
(ii)衍生自DSM 28910的菌株,其中该衍生的菌株的特征还在于具有在含有乳糖和X-Gal的培养基上产生白色菌落的能力。
益生菌菌株
术语“益生菌”是指为了在消费者中达到促进健康效果的目的而以足够的量向消费者施用的活细菌。益生菌在摄入后能够在胃肠道的条件中生存,并在消费者的肠道中定殖。在本发明的具体实施方案中,本发明的益生菌菌株选自由以下组成的组:乳杆菌属的细菌,例如嗜酸乳杆菌(Lactobacillus acidophilus)、副干酪乳杆菌(Lactobacillusparacasei)、鼠李糖乳杆菌、干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)、德氏乳杆菌(Lactobacillus delbrueckii)、乳酸乳杆菌(Lactobacillus lactis)、植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)、罗伊氏乳杆菌(Lactobacillus reuteri)和约翰逊乳杆菌(Lactobacillus johnsonii),双歧杆菌属(Bifidobacterium)的细菌,例如长双歧杆菌(Bifidobacterium longum)、青春双歧杆菌(Bifidobacterium adolescentis)、两歧双歧杆菌(Bifidobacterium bifidum)、短双歧杆菌(Bifidobacterium breve)、动物双歧杆菌乳酸亚种(Bifidobacterium animalis subsp.lactis)、齿双歧杆菌(Bifidobacteriumdentium)、链状双歧杆菌(Bifidobacterium catenulatum)、角双歧杆菌(Bifidobacteriumangulatum)、大双歧杆菌(Bifidobacterium magnum)、假链状双歧杆菌(Bifidobacteriumpseudocatenulatum)和婴儿双歧杆菌(Bifidobacterium infantis)等。
在本发明的具体实施方案中,益生乳杆菌属菌株选自由以下组成的组:嗜酸乳杆菌、副干酪乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、干酪乳杆菌、德氏乳杆菌、乳酸乳杆菌、植物乳杆菌、罗伊氏乳杆菌和约翰逊乳杆菌。
在本发明的具体实施方案中,益生乳杆菌属菌株选自由鼠李糖乳杆菌菌株和副干酪乳杆菌菌株组成的组。
在本发明的具体实施方案中,益生菌菌株是作为ATCC 55544保藏的副干酪乳杆菌菌株CRL 431。
在本发明的具体实施方案中,益生双歧杆菌属菌株选自由以下组成的组:长双歧杆菌、青春双歧杆菌、两歧双歧杆菌、短双歧杆菌、动物双歧杆菌乳酸亚种、齿双歧杆菌、链状双歧杆菌、角双歧杆菌、大双歧杆菌、假链状两歧双歧杆菌和婴儿双歧杆菌。
在本发明的具体实施方案中,益生双歧杆菌属益生菌菌株是作为DSM15954保藏的动物双歧杆菌乳酸亚种BB-12。
本发明的组合物
在具体实施方案中,组合物含有两种或更多种乳糖缺陷型嗜热链球菌菌株和一种乳糖缺陷型德氏乳杆菌保加利亚亚种菌株。
在组合物的具体实施方案中,非乳糖碳水化合物选自由蔗糖、半乳糖和葡萄糖组成的组。
在本发明的具体实施方案中,组合物包含104至1012CFU(菌落形成单位)/g的嗜热链球菌菌株,例如105至1011CFU/g,例如106至1010CFU/g,或例如107至109CFU/g的嗜热链球菌菌株。
在具体的实施方案中,组合物还包含104至1012CFU/g的德氏乳杆菌亚保加利亚种菌株,例如105至1011CFU/g,例如106至1010CFU/g,或例如107至109CFU/g的德氏乳杆菌亚保加利亚种菌株。
德氏乳杆菌亚保加利亚种、嗜热链球菌和其他乳酸菌通常用作起子培养物,其在生产各种食品时,例如在乳制品行业,例如用于发酵乳制品,用于技术目的。因此,在另一个优选的实施方案中,组合物适合作为起子培养物。
除液体起子培养物外,起子培养物还可以冷冻或干燥的起子培养物形式提供。因此,还在另一个优选的实施方案中,组合物为冷冻、冷冻干燥或液体形式。
如WO 2005/003327中所公开的,将某些冷冻保护剂添加到起子培养物中是有益的。因此,本发明的起子培养物组合物可以包含一种或多种选自由以下组成的组的冷冻保护剂:肌苷-5'-单磷酸酯(IMP)、腺苷-5'-单磷酸酯(AMP)、鸟苷-5'-单磷酸酯(GMP)、尿苷-5'-单磷酸酯(UMP)、胞苷5'-单磷酸酯(CMP)、腺嘌呤、鸟嘌呤、尿嘧啶、胞嘧啶、腺苷、鸟苷、尿苷、胞苷、次黄嘌呤、黄嘌呤、次黄嘌呤、乳清酸核苷、胸苷、肌苷和任何此类化合物的衍生物。
本发明的方法
本发明还涉及用于生产发酵乳制品的方法,包括以下步骤:
1)向乳基质中添加乳酸菌起子培养物,所述乳酸菌起子培养物包含至少一种能够代谢非乳糖碳水化合物的乳糖缺陷型嗜热链球菌菌株和至少一种能够代谢非乳糖碳水化合物的乳糖缺陷型德氏乳杆菌保加利亚亚种菌株,
2)将乳基质发酵一段时间,直到达到目标pH,以获得发酵乳制品;以及
3)向该方法中添加选自由乳杆菌属菌株和双歧杆菌属菌株组成的组的益生菌菌株。
在本发明的具体实施方案中,乳糖缺陷型菌株能够代谢选自由蔗糖、半乳糖和葡萄糖组成的组的、优选蔗糖的非乳糖碳水化合物。
在本发明的具体实施方案中,在发酵步骤开始时将非乳糖碳水化合物添加到乳基质中。
在本发明的具体实施方案中,通过选自由以下组成的组的方法终止发酵步骤:1)发酵乳的酸化,从而使得起子培养物的至少一种菌株不能生长;2)冷却处理;和3)耗尽非乳糖碳水化合物。
优选地,将非乳糖碳水化合物以测量的量添加至乳基质中,以使非乳糖碳水化合物变得耗尽,并因此导致停止乳酸菌的生长和停止发酵。优选地,将非乳糖碳水化合物以测量的量添加至乳基质中,以使非乳糖碳水化合物在目标pH时变得耗尽,并因此导致停止乳酸菌的生长和停止发酵。
要添加到乳基质中的非乳糖碳水化合物的量取决于许多参数,包括起子培养物所用的乳酸菌菌株、乳基质的组成、发酵温度和所需的目标pH。可以通过实验确定要添加到乳基质中的非乳糖碳水化合物的量,并且进行这种实验完全在技术人员的技能范围内。
在本发明的具体实施方案中,目标pH为3.2-4.8,更优选3.6-4.6,更优选3.8-4.5,最优选4.0-4.4。
在本发明的具体实施方案中,发酵温度为35℃至45℃,优选37℃至43℃,并且更优选40℃至43℃。
在本发明的具体实施方案中,在发酵步骤结束之后和包装之前,不对发酵乳制品进行冷却步骤。
在本发明的具体实施方案中,在15-45℃的温度下包装发酵乳制品。
在本发明的具体实施方案中,添加的非乳糖碳水化合物的量为1mg/g至30mg/g,优选2mg/g至20mg/g,并且更优选3mg/g至10mg/g乳基质。
在本发明的具体实施方案中,添加的非乳糖碳水化合物的量为0.1%至10%,优选0.2%至8%,优选0.3%至2%,优选0.4%至1.5%,以及更优选0.5%至1.2%,其中%为基于乳基质的(w/w)。
在本发明的优选实施方案中,在发酵步骤开始时乳基质的乳糖含量为30.0mg/ml至70mg/ml,优选35mg/ml至65mg/ml,更优选40mg/ml至60mg/ml,最优选50mg/ml至60mg/ml。
在本发明的具体实施方案中,当发酵终止后在高于10℃的温度下储存至少7天时,发酵乳制品的pH值保持在0.5pH单位的范围内。
在本发明的具体实施方案中,当发酵终止后在高于10℃的温度下储存至少7天时,发酵乳制品的pH值保持在0.5pH单位的范围内,优选在0.4pH单位的范围内,优选在0.3pH单位的范围内,优选在0.2pH单位的范围内,最优选在0.1pH单位的范围内。
在本发明的具体实施方案中,当发酵终止后在高于4℃,优选高于6℃,优选高于8℃,优选高于10℃,优选高于12℃,优选高于14℃,优选高于16℃,优选高于18℃,优选高于20℃,优选更高低于22℃,优选高于24℃,优选高于26℃,优选高于28℃,和最优选高于30℃的温度下储存至少7天时,发酵乳制品的pH值保持在0.5pH单位的范围内。
在本发明的具体实施方案中,当发酵终止后在高于4C,优选高于6C,优选高于8C,优选高于10℃,优选高于12℃,优选高于14℃,优选高于16℃,优选高于18℃,优选高于20℃,优选高于22℃,优选高于24℃,优选高于26℃,优选高于28℃,最优选高于30℃的的温度下保存至少7天时,发酵乳制品的pH值保持在0.5pH单位的范围内,优选在0.4pH单位的范围内,优选在0.3pH单位的范围内,优选在0.2pH的范围内,最优选在0.1pH单位的范围内。
可以在发酵步骤的任何阶段将益生菌菌株添加到该方法中,包括(i)在发酵开始时,(ii)在发酵过程中,和(iii)在发酵结束时。
在具体的实施方案中,在发酵开始时将益生菌菌株添加到乳基质中。在可替代的具体实施方案中,在发酵过程中将益生菌菌株添加到乳基质中。在另一个可替代的具体实施方案中,在发酵结束时将益生菌菌株添加到发酵乳制品中。
在本发明的具体实施方案中,以至少1.0exp06 CFU/g,,优选至少1.0exp07 CFU/g,更优选至少1.0exp08 CFU/g的接种剂量添加益生菌菌株。
在本发明的具体实施方案中,益生菌菌株是作为ATCC53103保藏的鼠李糖乳杆菌菌株且以至少1.0exp06 CFU/g,优选至少1.0exp07CFU/g,更优选至少1.0exp08CFU/g的接种剂量添加益生菌菌株。
在本发明的具体实施方案中,添加的非乳糖碳水化合物的量为1mg/g至30mg/g,优选2mg/g至20mg/g,并且更优选3mg/g至10mg/g乳基质。
在本发明的具体实施方案中,添加的非乳糖碳水化合物的量为0.1%至10%,优选0.2%至8%,优选0.3%至2%,优选0.4%至1.5%,更优选0.5%至1.2%,其中%为基于乳基质的(w/w)。
在具体的实施方案中,为了生产变甜的产品,将甜味剂添加到方法中。可以在发酵步骤的任何阶段将甜味剂添加到方法中,包括(i)在发酵开始时,(ii)在发酵过程中,以及(iii)在发酵结束时。
在本发明的优选实施方案中,用于与起子培养物一起发酵的乳基质(milksbustrate)含有甜味剂。优选,甜味剂选自由以下组成的组:人工糖;高强度天然甜味剂;从选自由水果、蔬菜和谷物组成的组的来源获得的糖浆、果泥、果汁和花蜜。优选,糖浆选自由以下组成的组:槭糖浆、玉米糖浆、葡萄糖浆、高果糖玉米糖浆和黄糖浆(golden syrup)。
关于本发明,术语“甜味剂”是指选自由果糖、葡萄糖、蔗糖及其混合物组成的组的天然糖,人工糖或高强度天然甜味剂。
优选,高强度天然甜味剂是甜菊醇糖苷,包括甜菊糖。优选,人工糖是选自由阿斯巴甜、三氯蔗糖、纽甜、乙酰磺胺酸钾、糖精、申糖精(Advantame)和环己氨基磺酸盐(cyclamate)组成的组的高强度人工甜味剂。
大多数商业发酵乳制品都含有添加的甜味剂,例如糖浆或果泥。甜味剂与乳基质的其他成分一起添加的优点是,可以避免另外单独添加甜味剂的步骤。另外,当在发酵步骤之后将甜味剂添加到发酵乳制品中时,应将甜味剂进行热处理或灭菌,并且还应在无菌步骤中将其添加到发酵乳制品中,这昂贵且难以进行。因此,优选在发酵步骤之前添加甜味剂。
在本发明的具体实施方案中,甜味剂是蔗糖。在本发明的具体实施方案中,蔗糖的添加量为2%(w/w)至12%(w/w),优选4%(w/w)至11%(w/w),更优选5%(w/w)至10%(w/w),更优选6%(w/w)至9%(w/w),最优选7%(w/w)至8%(w/w)。
在本发明的优选实施方案中,在发酵步骤开始时乳基质的乳糖含量为30.0mg/ml至70mg/ml,优选35mg/ml至65mg/ml,更优选40mg/ml至60mg/ml,最优选50mg/ml至60mg/ml。
发酵乳制品
本发明还涉及通过本发明的方法生产的发酵乳制品。
在本发明的具体实施方案中,发酵乳制品是可以使用乳酸菌菌株起子培养物生产的产品,所述起子培养物包含至少一种乳糖缺陷型嗜热链球菌菌株和至少一种乳糖缺陷型德氏乳杆菌保加利亚亚种菌株。
在本发明的具体实施方案中,发酵乳制品选自由酸奶、奶油干酪、酸乳、酸奶油、酪乳、发酵乳清、培养乳、斯美塔那(Smetana)、开菲尔(Kefir)、饮用酸奶和养乐多(Yakult)组成的组。优选地,酸奶选自由凝固型酸奶、搅拌型酸奶和饮用酸奶组成的组。
在本发明的优选实施方案中,发酵乳制品含有选自由以下组成的组的另一种食品:水果饮料、谷物产品、发酵谷物产品、化学酸化谷物产品、豆浆产品、发酵豆浆产品及其任何混合物。
发酵乳制品通常含有的蛋白质水平为2.0重量%至3.5重量%。发酵乳制品也可以是蛋白质水平在1.0重量%至2.0重量%的低蛋白质产品。或者,发酵乳制品可以是蛋白质水平高于3.5重量%的高蛋白质产品。
本发明的用途
本发明还涉及组合物在生产发酵乳制品方法中的用途,所述方法包括以下步骤:
1)向乳基质中添加乳酸菌起子培养物,所述乳酸菌起子培养物包含至少一种能够代谢非乳糖碳水化合物的乳糖缺陷型嗜热链球菌菌株和至少一种能够代谢非乳糖碳水化合物的乳糖缺陷型德氏乳杆菌保加利亚亚种菌株,
2)将乳基质发酵一段时间,直到达到目标pH,以获得发酵乳制品;以及
3)向该方法中添加选自由乳杆菌属菌株和双歧杆菌属菌株组成的组的益生菌菌株,
所述组合物包含:
1)乳酸菌起子培养物,所述乳酸菌起子培养物包含至少一种能够代谢非乳糖碳水化合物的乳糖缺陷型嗜热链球菌菌株和至少一种能够代谢非乳糖碳水化合物的乳糖缺陷型德氏乳杆菌保加利亚亚种菌株,和
2)选自由乳杆菌属菌株和双歧杆菌属菌株的益生菌菌株。
与使用没有益生菌菌株的相应起子培养物相比,本发明的具体实施方案涉及在发酵终止后的储存期间减少发酵乳制品的后酸化的用途。
本发明的具体实施方案涉及,在发酵终止后在高于10℃的温度下储存至少7天时,将发酵乳制品的pH值保持在0.5pH单位范围内的用途。
定义
关于本发明,适用以下定义:
表述“乳酸菌”(“LAB”)表示革兰氏阳性、微需氧菌或厌氧细菌,其发酵糖产生酸,包括作为主要产生的酸的乳酸、乙酸和丙酸。工业上最有用的乳酸菌见于“乳杆菌目(Lactobacillales)”,其包括乳球菌属种(Lactococcus spp.)、链球菌属种(Streptococcus spp.)、乳杆菌属种(Lactobacillus spp.)、明串珠菌属种(Leuconostocspp.)、假明串珠菌(Pseudoleuconostoc spp.)、片球菌属种(Pediococcus spp.)、短杆菌属种(Brevibacterium spp.)、肠球菌属种(Enterococcus spp.)和丙酸杆菌属种(Propionibacterium spp.)。它们经常单独或与其他乳酸菌一起用作食品培养物。
通常将乳酸菌,包括乳杆菌属种和乳球菌属种的细胞,作为用于批量起子繁殖的冷冻或冻干培养物的形式,或作为所谓“直投式”(Direct Vat Set,DVS)培养物的形式供应给乳制品行业,用于直接接种到发酵容器或桶中以生产诸如发酵乳制品或干酪的乳制品。这样的乳酸菌培养物通常称为“起子培养物”或“起子”。通常,用于酸奶的起子培养物包括嗜热链球菌和德氏乳杆菌保加利亚亚种,在大多数国家/地区,酸奶通过立法定义为使用包含两种所述菌株的起子培养物生产的发酵乳制品。
表述“起子培养物”既包括组合物的所有三种菌株的混合物形式的起子培养物,即,乳糖缺陷型嗜热链球菌菌株、乳糖缺陷型德氏乳杆菌保加利亚亚种菌株、益生菌菌株,又包括包含两种菌株即嗜热链球菌和德氏乳杆菌保加利亚亚种的混合物的起子培养物,其中所述益生菌菌株为单独的形式,允许将所述益生菌菌株添加于方法中与添加所述两种其他菌株分开。
术语“乳”应理解为通过对诸如奶牛、绵羊、山羊、水牛或骆驼等任何哺乳动物挤奶获得的乳状分泌物。在优选的实施方案中,乳是牛乳。术语乳也包括由植物材料例如豆浆制备的蛋白质/脂肪溶液。
术语“乳基质”可以是可以根据本发明的方法进行发酵的任何未加工的和/或加工的乳材料。因此,有用的乳基质包括但不限于任何乳或包含蛋白质的乳状产品的溶液/悬浮液,例如全脂乳或低脂乳、脱脂乳、酪乳、复原乳粉(reconstituted milk powder)、炼乳、奶粉(dried milk)、乳清、乳清渗透物、乳糖、乳糖结晶的母液、乳清蛋白浓缩物或奶油。显然,乳基质可以来自任何哺乳动物,例如是基本上纯的哺乳动物乳或复原乳粉。
在发酵之前,可以根据本领域已知的方法将乳基质均质化并巴氏灭菌。
本文所用的“均质化”是指强烈混合以获得可溶性悬浮液或乳化液。如果在发酵之前进行均质化,则可以进行均质化以将乳脂分解成更小的尺寸,使得它不再与乳分离。这可以通过在高压下迫使牛乳通过小孔来实现。
本文所用的“巴氏灭菌”是指乳基质的处理以减少或消除诸如微生物的活生物体的存在。优选,通过将指定温度保持指定时间段来实现巴氏灭菌。通常通过加热来达到指定的温度。可以选择温度和持续时间,以杀伤或灭活某些细菌,例如有害细菌。随后可以进行快速冷却步骤。
本发明方法中的“发酵”是指通过微生物的作用将碳水化合物转化为醇或酸。优选,本发明方法中的发酵包括将乳糖转化为乳酸。
用于生产乳制品的发酵方法是众所周知的,本领域技术人员应当知道如何选择合适的工艺条件,例如温度、氧气、微生物的量和特性以及处理时间。显然,选择发酵条件以支持实现本发明,即获得固体(例如干酪)或液体(例如发酵乳制品)形式的乳制品。
表述“发酵乳制品”是指食品或饲料制品,其中食品或饲料制品的制备涉及用乳酸菌发酵乳基质。本文所用的“发酵乳制品”包括但不限于诸如嗜热发酵乳制品(thermophilic fermented milk product),例如酸奶,嗜温发酵乳制品(mesophilicfermented milk product),例如酸奶油和酪乳等制品,以及发酵乳清。
术语“嗜热生物(thermophile)”在本文中是指在高于35℃的温度下成长得最好的微生物。工业上最有用的嗜热细菌包括链球菌属种和乳杆菌属种。术语“嗜热发酵”在本文中是指在高于约35℃的温度下的发酵,例如在约35℃至约45℃。术语“嗜热发酵乳制品”是指通过嗜热起子培养物的嗜热发酵制备的发酵乳制品,并且包括诸如凝固型酸奶、搅拌型酸奶和饮用酸奶例如养乐多的发酵乳制品。
术语“嗜温生物(mesophile)”本文中是指在中等温度(15℃-35℃)下成长得最好的微生物。工业上最有用的嗜温菌包括乳球菌属种和明串珠菌属种。术语“嗜温发酵”在本文中是指在约22℃至约35℃的温度下发酵。术语“嗜温发酵乳制品”是指通过嗜温起子培养物的嗜温发酵制备的发酵乳制品,包括诸如酪乳、酸乳、培养乳、斯美塔那、酸奶油、浓奶油(thick cream)、酸性稀奶油(cultured cream)、欧默(ymer)、发酵乳清、开非尔、养乐多和新鲜干酪的发酵乳制品,新鲜干酪例如夸克干酪(Quark)和特沃劳格干酪(tvarog)和奶油干酪。
术语“非乳糖碳水化合物”是指不是乳糖并且本发明方法所用的乳糖缺陷型乳酸菌能够代谢的任何碳水化合物。
关于非乳糖碳水化合物的术语“耗尽(depletion)”是指非乳糖碳水化合物的浓度为零或低至起子培养物不再能够生长。
表述“在发酵步骤开始时”是指在将起子培养物添加到乳基质中之前不久、同时或之后不久。在此,术语“不久”是指少于30分钟。
表述“在发酵步骤期间”是指在发酵开始之后和发酵结束之前的发酵期间中的任何时间。
表述“在发酵步骤结束时”是指在达到目标pH之前不久、同时或之后不久。在此,术语“不久”是指少于30分钟。
术语“目标pH”是指发酵步骤结束时的pH。根据方法的各种参数,通过选自以下组成的组的方法终止发酵步骤:1)发酵乳的酸化,从而使得起子培养物的至少一种菌株不能生长,2)冷却处理,和3)耗尽非乳糖碳水化合物。
在本发明的上下文中,术语“突变菌株”应当理解为,通过例如基因工程、辐射和/或化学处理衍生自或可以衍生自本发明的菌株(或其母菌株)的菌株。“衍生自……的菌株”也可以是自发发生的突变体。优选的是,“衍生自……的菌株”是功能上等同的突变体,例如,具有与其母菌株基本相同或改良的特性的突变体。尤其是,术语“突变菌株”是指通过使本发明的菌株经历任何常规使用的诱变处理而获得的菌株,包括用化学诱变剂例如乙烷甲烷磺酸盐(EMS)或N-甲基-N'-硝基-N-硝基胍(NTG)、紫外线处理,或是指自发发生的突变体。突变体可能已经经历了几次诱变处理(单次处理应理解为一个诱变步骤,然后是筛选/选择步骤),但本发明优选进行不超过20次,或不超过10次或不超过5次处理(或筛选/选择步骤)。在本发明优选的突变体中,与母菌株相比,细菌基因组中少于1%、少于0.1%、少于0.01%、少于0.001%或甚至少于0.0001%的核苷酸已经被另一核苷酸替换或缺失。
保藏和专家解决方案
申请人要求,保藏的微生物样品仅供申请人批准的专家使用。
嗜热链球菌菌株,于2014年06月12日以保藏号DSM 28952保藏于布伦瑞克因霍芬街7B,D-38124的DSMZ-德国微生物保藏中心。
嗜热链球菌菌株,于2014年06月12日以保藏号DSM 28953保藏于布伦瑞克因霍芬街7B,D-38124的DSMZ-德国微生物保藏中心。
嗜热链球菌菌株,于2017年08月22日以保藏号DSM 32599保藏于布伦瑞克因霍芬街7B,D-38124的DSMZ-德国微生物保藏中心。
嗜热链球菌菌株,于2017年08月22日以保藏号DSM 32600保藏于布伦瑞克因霍芬街7B,D-38124的DSMZ-德国微生物保藏中心。
德氏乳杆菌保加利亚亚种菌株,于2014年06月12日以保藏号DSM28910保藏于布伦瑞克因霍芬街7B,D-38124的DSMZ-德国微生物保藏中心。
动物双歧杆菌乳酸亚种菌株BB-12于2003年09月30日以保藏号DSM1595保藏于布伦瑞克因霍芬街7B,D-38124的DSMZ-德国微生物保藏中心。
保藏是根据国际上承认的用于专利程序的微生物保藏的布达佩斯条约进行的。
实施例
实施例1
使用乳糖缺陷型和乳糖阳性培养物与益生菌的组合在升高的温度下对酸奶进行后酸化
本实验的目的是,针对本发明的乳糖缺陷型培养物和对比性乳糖阳性培养物,比较添加益生菌培养物LGG和BB-12对在室温下长期储存期间的后酸化的影响。
起子培养物
Acidifix:乳糖缺陷型培养物,含有乳糖缺陷型嗜热链球菌菌株和乳糖缺陷型德氏乳杆菌保加利亚亚种菌株。商业菌株YoFlex Acidifix 1.0来自Chr.Hansen A/S(科.汉森有限公司)。
Premium:商业性乳糖阳性培养物,含有乳糖缺陷型嗜热链球菌菌株和乳糖阳性德氏乳杆菌保加利亚亚种菌株。商业菌株YoFlex Premium 1.0来自Chr.Hansen A/S(科.汉森有限公司)。
益生菌培养物
BB-12:作为DSM 15954保藏的动物双歧杆菌乳酸亚种菌株BB-12。
培养物组成
表1
乳基质
表2:乳基质的组成
*每1L发酵乳添加100g蔗糖溶液(66%)
程序
在3L发酵罐中于43℃的温度下进行乳发酵以生产酸奶,直至达到最终pH 4.55。然后将酸奶在后处理装置(Post Treatment Unit,PTU)中在25℃和2巴(bar)冷却,然后转移到100ml的杯子中,将杯子储存在25℃下。对于发酵前添加了0.75%蔗糖的每种酸奶,都储存了发酵后未添加糖的样品和发酵后添加了糖的样品(达到总计7%的蔗糖)。
测量
测量了达到最终pH的时间、后酸化以及益生菌菌株的细胞计数。
结果
达到最终pH的时间
表3
根据表3,显示下述内容:
对于Acidifix(低蔗糖),LGG和BB-12分别将发酵时间减少1h和30min.。
对于Acidifix(7%蔗糖),LGG和BB-12均将发酵时间减少20min.。
对于Premium(无蔗糖),LGG将发酵时间减少15min.。
对于Premium(7%蔗糖),LGG可将发酵时间减少15min.。
总之,LGG减少Acidifix培养物的发酵时间要比LGG减少Premium培养物的发酵时间多得多。
后酸化
表4
表5
从表5可以看出,在25℃下第7天时,Acdifix培养物添加LGG对酸化后的影响明显小于Premium培养物添加LGG对酸化后的影响。此外,对于Acidifix培养物与BB-12的组合,添加BB-12对后酸化完全没有影响。
同样,对于Acidifix培养物与LGG的组合,在发酵前添加蔗糖的影响仅略高于发酵后添加蔗糖的影响,并且该影响小于Premium培养物与LGG的组合的影响。这表明,当使用Acidifix培养物与LGG的组合时,实际上有可能在发酵前以非常过量的量添加蔗糖,并且在储存过程中仍保持可接受的低水平的后酸化。对于Acidifix培养物与BB-12的组合也是如此。
益生菌细胞计数
表6
LGG(CFU/ml) | BB-12(CFU/ml) | |
Acidifix LGG | 2.5E08 | |
Acidifix LGG,发酵前具有蔗糖 | 2.7E08 | |
Acidifix LGG,发酵后具有蔗糖 | 1.8E08 | |
Acidifx BB-12 | 1.6E07 | |
Acidifix BB-12,发酵前具有蔗糖 | 1.8E07 | |
Acidifix BB-12,发酵后具有蔗糖 | 1.3E07 | |
Premium LGG | 3.6E08 | |
Premium LGG,发酵前具有蔗糖 | 3.3E08 | |
Premium LGG,发酵后具有蔗糖 | 1.9E08 |
实施例2
使用乳糖缺陷型和乳糖阳性培养物与益生菌的组合对酸奶进行后酸化
本实验的目的是,针对本发明的乳糖缺陷型培养物和比较性乳糖阳性培养物,比较添加益生菌培养物LGG对在冷藏和室温下长期储存期间的后酸化的影响。
乳基质
表7:乳基质的组成
量 | 蛋白质 | 碳水化合物 | 脂肪 | 蔗糖 | |
3.5%乳 | 3500g | 3.4% | 4.7% | 3.5% | |
水 | 200g | 0.0% | 0.0% | 0.0% | |
蔗糖 | 278g | 0.0% | 100.0% | 0.0% | |
乳基质7%蔗糖 | 3978g | 2.99% | 11.12% | 3.08% | 6.99% |
起子培养物
Acidifix:乳糖缺陷型培养物,含有乳糖缺陷型嗜热链球菌菌株和乳糖缺陷型德氏乳杆菌保加利亚亚种菌株。商业菌株YoFlex Acidifix 1.0来自Chr.Hansen A/S(科.汉森有限公司)。
Premium:商业性乳糖阳性培养物,含有乳糖缺陷型嗜热链球菌菌株和乳糖阳性德氏乳杆菌保加利亚亚种菌株。商业菌株YoFlex Premium 1.0来自Chr.Hansen A/S(科.汉森有限公司)。
益生菌培养物
培养物组成
表8
Acidifix |
Premium |
Acidifix+LGG |
Premium+LGG |
程序
在3L发酵罐中于43℃的温度下进行乳发酵以生产酸奶,直至达到最终pH 4.55。然后,将酸奶后处理装置(PTU)中在4℃和2巴冷却,并转移到120ml的杯子中,将杯子储存在4℃和25℃下。
测量
测量了后酸化和益生菌菌株的细胞计数。
结果
后酸化
表9
表10
益生菌细胞计数
表11
实施例3
使用乳糖缺陷型培养物与不同接种剂量的益生菌的组合在升高的温度下对酸奶进行后酸化
本实验的目的是,针对本发明的乳糖缺陷型培养物,比较添加不同接种剂量的益生菌培养物LGG对在室温下长期保存期间的后酸化的影响。
表12:乳基质的组成
起子培养物
Acidifix:乳糖缺陷型培养物,含有乳糖缺陷型嗜热链球菌菌株和乳糖缺陷型德氏乳杆菌保加利亚亚种菌株。商业菌株YoFlex Acidifix 1.0来自Chr.Hansen A/S(科.汉森有限公司)。
益生菌培养物
培养物组成
表13
Acidifix |
Acidifix+LGG(10exp06 CFU/g) |
Acidifix+LGG(10exp07CFU/g) |
Acidifix+LGG(10exp08CFU/g) |
程序
在1L SCHOTT蓝盖瓶中于43℃的温度下进行乳发酵。当具有Acidifix且无LGG的样品中的蔗糖耗尽(pH 4.39)时,停止所有样品的发酵。摇动瓶子打破凝乳,然后将瓶子储存在4℃下以冷却。第二天,将酸奶样品无菌转移到120ml的杯子中,将杯子在25℃下储存56天。
测量
测量了后酸化和益生菌菌株的细胞计数。
结果
后酸化
表14
益生菌细胞计数
表15
从表15可以看出,在25℃下56天的完整储存期间,LGG培养物的水平保持在高水平。另外,从表14可以看出,观察到,LGG的接种剂量越高,在56天的储存期间观察到越少的后酸化。特别是,当使用1.0exp08 CFU/g的LGG接种剂量时,完全避免了后酸化。
Claims (20)
1.用于生产发酵乳制品的组合物,包含:
1)乳酸菌起子培养物,所述乳酸菌起子培养物包含至少一种能够代谢非乳糖碳水化合物的乳糖缺陷型嗜热链球菌(Streptococcus thermophilus)菌株和至少一种能够代谢非乳糖碳水化合物的乳糖缺陷型德氏乳杆菌保加利亚亚种(Lactobacillus delbrueckiisubsp.bulgaricus)菌株,和
2)选自由乳杆菌属(Lactobacillus)菌株和双歧杆菌属(Bifidobacterium)菌株组成的组的益生菌菌株。
2.根据权利要求1所述的组合物,其中所述非乳糖碳水化合物选自由蔗糖、半乳糖和葡萄糖组成的组。
3.根据权利要求1或2所述的组合物,其中所述嗜热链球菌乳糖缺陷型菌株选自由以下组成的组:
(a)(i)2014年06月12日以保藏号DSM 28952保藏于布伦瑞克因霍芬街7B,D-38124的DSMZ-德国微生物保藏中心的菌株;
(ii)衍生自DSM 28952的菌株,其中所述衍生的菌株的特征还在于具有在含有乳糖和X-Gal的培养基上产生白色菌落的能力;
(b)(i)2014年06月12日以保藏号DSM 28953保藏于布伦瑞克因霍芬街7B,D-38124的DSMZ-德国微生物保藏中心的菌株;
(ii)衍生自DSM 28953的菌株,其中所述衍生的菌株的特征还在于具有在含有乳糖和X-Gal的培养基上产生白色菌落的能力;
(c)(i)2017年08月22日以保藏号DSM 32599保藏于布伦瑞克因霍芬街7B,D-38124的DSMZ-德国微生物保藏中心的菌株;
(ii)衍生自DSM 32599的菌株,其中所述衍生的菌株的特征还在于具有在含有乳糖和X-Gal的培养基上产生白色菌落的能力;和
(d)(i)2017年08月22日以保藏号DSM 32600保藏于布伦瑞克因霍芬街7B,D-38124的DSMZ-德国微生物保藏中心的菌株;和
(ii)衍生自DSM 32600的菌株,其中所述衍生的菌株的特征还在于具有在含有乳糖和X-Gal的培养基上产生白色菌落的能力。
4.根据权利要求1-3中任一项的组合物,其中所述乳糖缺陷型德氏乳杆菌保加利亚亚种菌株选自由以下组成的组:
(i)2014年6月12日以保藏号DSM 28910保藏于布伦瑞克因霍芬街7B,D-38124的DSMZ-德国微生物保藏中心的菌株;和
(ii)衍生自DSM 28910的菌株,其中所述衍生的菌株的特征还在于具有在含有乳糖和X-Gal的培养基上产生白色菌落的能力。
5.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,其中所述益生菌乳杆菌属菌株选自由鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)菌株和副干酪乳杆菌(Lactobacillusparacasei)菌株组成的组。
8.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,其中所述益生菌双歧杆菌属菌株选自由以下组成的组:长双歧杆菌(Bifidobacterium longum)、青春双歧杆菌(Bifidobacteriumadolescentis)、两歧双歧杆菌(Bifidobacterium bifidum)、短双歧杆菌(Bifidobacterium breve)、动物双歧杆菌乳酸亚种、齿双歧杆菌(Bifidobacteriumdentium)、链状双歧杆菌(Bifidobacterium catenulatum)、角双歧杆菌(Bifidobacteriumangulatum)、大双歧杆菌(Bifidobacterium magnum)、假链状双歧杆菌(Bifidobacteriumpseudocatenulatum)和婴儿双歧杆菌(Bifidobacterium infantis)。
9.根据权利要求8所述的组合物,其中所述益生菌双歧杆菌菌株是作为DSM15954保藏的动物双歧杆菌乳酸亚种BB-12。
10.生产发酵乳制品的方法,包括以下步骤:
1)向乳基质中添加乳酸菌起子培养物,所述乳酸菌起子培养物包含至少一种能够代谢非乳糖碳水化合物的乳糖缺陷型嗜热链球菌菌株和至少一种能够代谢非乳糖碳水化合物的乳糖缺陷型德氏乳杆菌保加利亚亚种菌株,
2)将所述乳基质发酵一段时间,直到达到目标pH,以获得发酵乳制品;以及
3)向所述方法中添加选自由乳杆菌属菌株和双歧杆菌属菌株组成的组的益生菌菌株。
11.根据权利要求10所述的方法,其中在发酵开始时将所述益生菌菌株添加到乳基质中。
12.根据权利要求10或11所述的方法,其中所述非乳糖碳水化合物选自由蔗糖、半乳糖和葡萄糖组成的组。
13.根据权利要求10-12中任一项所述的方法,其中在发酵步骤开始时将非乳糖碳水化合物添加到所述乳基质中。
14.根据权利要求13所述的方法,其中所述非乳糖碳水化合物以测量的量被添加到所述乳基质中,以使所述非乳糖碳水化合物在所述目标pH时变得耗尽,并因此导致停止所述乳酸菌的生长和停止所述发酵。
15.根据权利要求10-14中任一项所述的方法,其中所述嗜热链球菌乳糖缺陷型菌株选自由以下组成的组:
(a)(i)2014年06月12日以保藏号DSM 28952保藏于布伦瑞克因霍芬街7B,D-38124的DSMZ-德国微生物保藏中心的菌株;
(ii)衍生自DSM 28952的菌株,其中所述衍生的菌株的特征还在于具有在含有乳糖和X-Gal的培养基上产生白色菌落的能力;
(b)(i)2014年06月12日以保藏号DSM 28953保藏于布伦瑞克因霍芬街7B,D-38124的DSMZ-德国微生物保藏中心的菌株;
(ii)衍生自DSM 28953的菌株,其中所述衍生的菌株的特征还在于具有在含有乳糖和X-Gal的培养基上产生白色菌落的能力;
(c)(i)2017年08月22日以保藏号DSM 32599保藏于布伦瑞克因霍芬街7B,D-38124的DSMZ-德国微生物保藏中心的菌株;
(ii)衍生自DSM 32599的菌株,其中所述衍生的菌株的特征还在于具有在含有乳糖和X-Gal的培养基上产生白色菌落的能力;和
(d)(i)2017年08月22日以保藏号DSM 32600保藏于布伦瑞克因霍芬街7B,D-38124的DSMZ-德国微生物保藏中心的菌株;和
(ii)衍生自DSM 32600的菌株,其中所述衍生的菌株的特征还在于具有含有乳糖和X-Gal的培养基上产生白色菌落的能力。
16.根据权利要求10-15中任一项所述的方法,其中所述乳糖缺陷型德氏乳杆菌保加利亚亚种菌株选自由以下组成的组:
(i)2014年6月12日以保藏号DSM 28910保藏于布伦瑞克因霍芬街7B,D-38124的DSMZ-德国微生物保藏中心的菌株;和
(ii)衍生自DSM 28910的菌株,其中所述衍生的菌株的特征还在于具有在含有乳糖和X-Gal的培养基上产生白色菌落的能力。
17.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中以至少1.0exp06CFU/g,优选至少1.0exp07 CFU/g,更优选至少1.0exp08 CFU/g的接种剂量添加所述益生菌菌株。
18.通过权利要求10-17所述方法生产的发酵乳制品。
19.组合物在用于生产发酵乳制品的方法中的用途,所述方法包括以下步骤:
4)向乳基质中添加乳酸菌起子培养物,所述乳酸菌起子培养物包含至少一种能够代谢非乳糖碳水化合物的乳糖缺陷型嗜热链球菌菌株和至少一种能够代谢非乳糖碳水化合物的乳糖缺陷型德氏乳杆菌保加利亚亚种菌株,
5)将所述乳基质发酵一段时间,直到达到目标pH,以获得发酵乳制品;以及
6)向所述方法中添加选自由乳杆菌属菌株和双歧杆菌属菌株组成的组的益生菌菌株,
所述组合物包含:
3)乳酸菌起子培养物,所述乳酸菌起子培养物包含至少一种能够代谢非乳糖碳水化合物的乳糖缺陷型嗜热链球菌菌株和至少一种能够代谢非乳糖碳水化合物的乳糖缺陷型德氏乳杆菌保加利亚亚种菌株,以及
4)选自由乳杆菌属菌株和双歧杆菌属菌株组成的组的益生菌菌株。
20.根据权利要求19的用途,与使用没有益生菌菌株的相应起子培养物相比,其减少发酵终止后的储存期间所述发酵乳制品的后酸化。
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