CN113755365B - 一种乳酸菌抽提物的制备方法及应用 - Google Patents
一种乳酸菌抽提物的制备方法及应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种乳酸菌抽提物的制备方法,步骤如下:(1)菌种活化及接种培养;(2)制备乳酸菌泥;(3)乳酸菌自溶;(4)灭酶活:于85~95℃,加热10~20min;5)分离并浓缩干燥:破碎液于6000~10000r/min,离心10~20min,收集自溶上清液,沉淀细胞壁,减压浓缩或喷雾干燥成膏状或粉状,即得乳酸菌抽提物。本发明方法制得的乳酸菌抽提物具有呈味性能,可应用于酱油、豆豉等多种调味料中,而且还含有丰富的肽、氨基酸、核苷酸、多糖、维生素及微量元素等,能够起到营养和医疗辅助作用。因此,乳酸菌抽提物是一种兼具食品添加、营养和保健三大功能的天然制品,具有广泛的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于食品技术领域,尤其是一种乳酸菌抽提物的制备方法及应用。
背景技术
乳酸菌(lactic acid bacteria,LAB)是一类能利用可发酵碳水化合物产生大量乳酸的一类无芽孢、革兰氏阳性细菌的通称,它是微生物家族中重要的一员,广泛分布于人体、动物体、植物以及发酵食品中,部分菌种已经被列为可用于食品的菌种。它们不仅是研究生化、遗传、分子生物学和基因工程的理想材料,在理论上具有重要的学术价值,而且在工业、农牧业、食品和医药等与人类生活密切相关的重要领域应用价值也极高。乳酸菌溶解破壁后营养丰富,富含多种氨基酸、肽类物质和呈味核苷酸等。应用到食品中,丰富食品营养的同时有增强食品醇厚味、降盐增鲜的效果,可以缓冲、平衡腥味、苦味等令人不愉悦的味道和气味,从而满足人们对美味的不懈追求。
目前已公开的专利或专利申请中发现有将乳酸菌活化后制得的乳酸菌菌液接种在含有灭活赤芝发酵液和水的培养基中,混合后进行发酵培养,得到赤芝乳酸菌发酵提取物。但是,该发酵提取物是加入了赤芝与乳酸菌进行复合发酵之后的提取物,忽略了乳酸菌本身的营养成分及其功效等。同时,发酵培养还会消耗乳酸菌本身富含的营养物质及其代谢产物。以乳酸菌为原料,将乳酸菌细胞内的蛋白质、核酸等进行降解及后加工的纯天然制品尚未见报道。因此,开发以营养丰富的乳酸菌为原料,采用自溶、酶解、分离、浓缩等现代生物高新技术,将乳酸菌部分或全部溶解,使乳酸菌细胞内的蛋白质、核酸等进行降解,加工处理而成的纯天然制品,并将其应用于工业、农牧业、食品和医药等与人类生活密切相关的重要领域,具有非常广泛的应用价值和现实意义。
通过检索,尚未发现与本发明专利申请相关的专利公开文献。
发明内容
本发明目的在于克服现有技术中的不足之处,提供一种乳酸菌抽提物的制备方法及应用。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种乳酸菌抽提物的制备方法,步骤如下:
(1)菌种活化及接种培养:选取具有保健功能的乳酸菌菌株,于37℃在M17或MRS肉汤培养基斜面上活化培养20~28h;以10~15%的接种量接种于M17或MRS液体培养基,37℃静止培养16~24h,得到一级种子液;再以10~15%的接种量接种一级种子液于M17或MRS液体培养基中,37℃静止培养12~20h,得到二级种子液,备用;
(2)制备乳酸菌泥:取二级种子液于6000~10000r/min转速下离心10~20min,收集乳酸菌泥,并用pH6~7.4的磷酸缓冲液洗涤3~5次后,用无菌水配制浓度为10%~15%(w/v:g/mL)的菌悬液,调节(酸度调节剂种类及添加量依照GB 2760-2014《食品安全国家标准食品添加剂使用标准》使用)pH=5~7;
(3)乳酸菌自溶:在冰浴中超声破碎细胞,工作功率190~475W、工作时间2s、间隔3s、工作次数600次,按乳酸菌湿重添加质量分数为2%的自溶促进剂促进自溶,然后按乳酸菌湿重添加质量分数为0.5~4.5%的具有破壁作用的酶,控制温度为37℃,自溶20~28小时;再添加2000~18000U/g蛋白酶,于45℃下自溶20~28小时;
(4)灭酶活:于85~95℃,加热10~20min;
(5)分离并浓缩干燥:破碎液于6000~10000r/min,离心10~20min,收集自溶上清液,沉淀细胞壁,减压浓缩或冷冻干燥成膏状或粉状,即得乳酸菌抽提物。
进一步地,所述乳酸菌菌株为植物乳杆菌CGMCC8198。
进一步地,所述乳酸菌菌株为乳杆菌属、微球菌属、链球菌属、片球菌属、乳球菌属、双歧杆菌属、芽孢杆菌属、拟杆菌属中一种或几种菌株。
进一步地,所述自溶促进剂为脂肪酸钠、乙酸乙酯、硫醇类试剂、乙醇、氯化钠中的一种或几种的混合物。
进一步地,所述具有破壁作用的酶为溶菌酶、溶葡萄球菌酶或具有破壁作用的复合酶中的一种或几种的混合物。
进一步地,所述蛋白酶为木瓜蛋白酶、胃蛋白酶、碱性蛋白酶、中性蛋白酶、酸性蛋白酶、胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、羧肽酶中的一种或几种的混合物。
如上所述的乳酸菌抽提物的制备方法制得的乳酸菌抽提物在食品方面中的应用。
进一步地,所述食品为饮料、调味料。
利用如上所述的方法制得的乳酸菌抽提物的饮料,所述饮料的配方及其添加量为:5~7wt%全脂奶粉、8~12wt%水果浓缩汁、0.03~0.08wt%稳定剂、1~3wt%蔗糖或白砂糖、0.05~0.2wt%柠檬酸、0.8~1.2wt%乳酸菌抽提物;
或者,所述饮料的配方及其添加量为:向按草莓浓缩汁:水的质量比为1:5~1:10稀释的果汁中加入1~3wt%蔗糖、0.05~0.2wt%柠檬酸、0.03~0.08wt%果胶和0.5~2.5wt%乳酸菌抽提物,上述百分数为质量百分比。
利用如上所述的方法制得的乳酸菌抽提物的调味料,所述调味料为酱油,酱油的配方及其添加量为:向高盐稀态酱醪中添加质量终浓度为0.5~2.5wt%乳酸菌抽提物;
或者,所述调味料为食醋,食醋的配方及其添加量为:先对醋基进行粗过滤,使液体达到透明,无明显可见杂质及悬浮物;
再进行调配:分别称取过滤好的醋液90-95%、食盐0.5-1%、0.05~0.1%苯甲酸钠,其余为水,上述百分数为质量百分比;
分别把各原料预溶解,再加入调配罐中充分溶解,然后向其中加入质量终浓度为0.5~2.5wt%乳酸菌抽提物,混合均匀并进行精过滤。
本发明取得的优点和积极效果为:
1、本发明乳酸菌抽提物是以乳酸菌为原料,采用超声、盐类等促溶剂(如氯化钠)促溶、酶解、分离、浓缩等现代生物高新技术,将乳酸菌部分或全部溶解,从而使乳酸菌细胞内的蛋白质、核酸等进行降解后加工处理而成的一种浅黄色粉状纯天然制品。乳酸菌抽提物具有呈味性能,可应用于酱油、豆豉等多种调味料中,而且还含有丰富的肽、氨基酸、核苷酸、多糖、维生素及微量元素等,能够起到营养和医疗辅助作用。因此,乳酸菌抽提物是一种兼具食品添加、营养和保健三大功能的天然制品,具有广泛的应用前景。
2、本发明所述的乳酸菌抽提物的生产条件生产方法能够保留乳酸菌本身的营养成分,可有效激活乳酸菌细胞体内蛋白酶类和核酸酶类,促进乳酸菌的自溶,外加的具有破壁作用的酶(如溶菌酶)和蛋白酶(如复合蛋白酶)进行定向水解,提高了抽提物自溶效率,保证了稳定的产品质量,适合大批量生产。
附图说明
图1为本发明中超声破碎条件对乳酸菌自溶的影响图;
图2为本发明中NaCl添加量对乳酸菌自溶的影响图;
图3为本发明中溶菌酶添加量对乳酸菌自溶的影响图;
图4为本发明中复合蛋白酶添加量对乳酸菌自溶的影响图;
图5为本发明中两因素交互作用响应面图;其中,A为超声功率和溶菌酶浓度交互作用影响乳酸菌自溶图,B为超声功率和复合蛋白酶浓度交互作用影响乳酸菌自溶图,C为溶菌酶浓度和复合蛋白酶浓度交互作用影响乳酸菌自溶图;
图6为本发明中乳饮料的具体制备的一种工艺流程图。
具体实施方式
下面详细叙述本发明的实施例,需要说明的是,本实施例是叙述性的,不是限定性的,不能以此限定本发明的保护范围。
本发明中所使用的原料,如无特殊说明,均为常规的市售产品;本发明中所使用的方法,如无特殊说明,均为本领域的常规方法。
一种乳酸菌抽提物的制备方法,步骤如下:
(1)菌种活化及接种培养:选取具有保健功能的乳酸菌菌株,于37℃在M17或MRS肉汤培养基斜面上活化培养20~28h;以10~15%的接种量接种于M17或MRS液体培养基,37℃静止培养16~24h,得到一级种子液;再以10~15%的接种量接种一级种子液于M17或MRS液体培养基中,37℃静止培养12~20h,得到二级种子液,备用;
(2)制备乳酸菌泥:取二级种子液于6000~10000r/min转速下离心10~20min,收集乳酸菌泥,并用pH6~7.4的磷酸缓冲液洗涤3~5次后,用无菌水配制浓度为10%~15%(w/v:g/mL)的菌悬液,调节(酸度调节剂种类及添加量依照GB 2760-2014《食品安全国家标准食品添加剂使用标准》使用)pH=5~7;
(3)乳酸菌自溶:在冰浴中超声破碎细胞,工作功率190~475W、工作时间2s、间隔3s、工作次数600次,按乳酸菌湿重添加质量分数为2%的自溶促进剂促进自溶,然后按乳酸菌湿重添加质量分数为0.5~4.5%的具有破壁作用的酶,控制温度为37℃,自溶20~28小时;再添加2000~18000U/g蛋白酶,于45℃下自溶20~28小时;
(4)灭酶活:于85~95℃,加热10~20min;
(5)分离并浓缩干燥:破碎液于6000~10000r/min,离心10~20min,收集自溶上清液,沉淀细胞壁,减压浓缩或冷冻干燥成膏状或粉状,即得乳酸菌抽提物。
较优地,所述乳酸菌菌株为植物乳杆菌CGMCC8198。
较优地,所述乳酸菌菌株为乳杆菌属、微球菌属、链球菌属、片球菌属、乳球菌属、双歧杆菌属、芽孢杆菌属、拟杆菌属中一种或几种菌株。
较优地,所述自溶促进剂为脂肪酸钠、乙酸乙酯、硫醇类试剂、乙醇、氯化钠中的一种或几种的混合物。
较优地,所述具有破壁作用的酶为溶菌酶、溶葡萄球菌酶或具有破壁作用的复合酶中的一种或几种的混合物。
较优地,所述蛋白酶为木瓜蛋白酶、胃蛋白酶、碱性蛋白酶、中性蛋白酶、酸性蛋白酶、胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、羧肽酶中的一种或几种的混合物。
如上所述的乳酸菌抽提物的制备方法制得的乳酸菌抽提物在食品方面中的应用。
较优地,所述食品为饮料、调味料。
利用如上所述的方法制得的乳酸菌抽提物的饮料,所述饮料的配方及其添加量为:5~7wt%全脂奶粉、8~12wt%水果浓缩汁、0.03~0.08wt%稳定剂、1~3wt%蔗糖或白砂糖、0.05~0.2wt%柠檬酸、0.8~1.2wt%乳酸菌抽提物;
或者,所述饮料的配方及其添加量为:向按草莓浓缩汁:水的质量比为1:5~1:10稀释的果汁中加入1~3wt%蔗糖、0.05~0.2wt%柠檬酸、0.03~0.08wt%果胶和0.5~2.5wt%乳酸菌抽提物,上述百分数为质量百分比。
利用如上所述的方法制得的乳酸菌抽提物的调味料,所述调味料为酱油,酱油的配方及其添加量为:向高盐稀态酱醪中添加质量终浓度为0.5~2.5wt%乳酸菌抽提物;
或者,所述调味料为食醋,食醋的配方及其添加量为:先对醋基进行粗过滤,使液体达到透明,无明显可见杂质及悬浮物;
再进行调配:分别称取过滤好的醋液90-95%、食盐0.5-1%、0.05~0.1%苯甲酸钠,其余为水,上述百分数为质量百分比;
分别把各原料预溶解,再加入调配罐中充分溶解,然后向其中加入质量终浓度为0.5~2.5wt%乳酸菌抽提物,混合均匀并进行精过滤。
具体地,相关制备及检测实施例如下:
实施例1:
一种乳酸菌抽提物的制备方法及其应用,步骤如下:
(1)菌种活化及接种培养:选取菌种如乳球菌属,于37℃在M17/MRS肉汤培养基斜面上活化培养20h。以10~15%的接种量接种于M17/MRS液体培养基,37℃静止培养16h,得到一级种子液;再以10~15%的接种量接种一级种子液于M17/MRS液体培养基中,37℃静止培养12h,得到二级种子液,备用。
(2)制备乳酸菌泥:取二级种子液于6000r/min转速下离心10~20min,收集乳酸菌泥,并用磷酸缓冲液(pH6~7.4)洗涤3~5次后,用无菌水配制浓度为10%~15%(w/v:g/mL)的菌悬液(调节pH=5~7)。
(3)乳酸菌自溶:在冰浴中超声破碎细胞(工作功率190W、工作时间2s、间隔3s、工作次数600次),按菌种湿重添加质量分数为2%的NaCl促进自溶,然后添加0.5%溶菌酶,控制温度为37℃,自溶20小时。再添加2000U/g复合蛋白酶(复合蛋白酶为木瓜蛋白酶、胃蛋白酶、碱性蛋白酶、中性蛋白酶、酸性蛋白酶、胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、羧肽酶中的一种或几种以任意比例复配而成),于45℃下自溶20小时。
(4)灭酶活:于85~95℃,加热10~20min。
(5)分离并浓缩干燥:破碎液于6000r/min,离心10~20min,收集自溶上清液,沉淀细胞壁,减压浓缩或冷冻干燥成膏状或粉状,即得乳酸菌抽提物。
(6)添加乳酸菌抽提物在乳饮料中:5wt%全脂奶粉、8wt%水果浓缩汁、0.03wt%稳定剂、1wt%蔗糖或白砂糖和0.05wt%柠檬酸和0.8wt%乳酸菌抽提物。
(7)添加乳酸菌抽提物在饮料中:向按质量比1:5(草莓浓缩汁:水)稀释的果汁中加入1wt%蔗糖、0.05wt%柠檬酸、0.03wt%果胶和0.5wt%乳酸菌抽提物。
(8)添加乳酸菌抽提物在酱油中:向高盐稀态酱醪中添加0.5wt%乳酸菌抽提物。
(9)添加乳酸菌抽提物在食醋中:先对醋基进行粗过滤,使液体基本达到透明,无明显可见杂质及悬浮物。再进行调配:分别称取过滤好的醋液90%、食盐0.5%、0.05%苯甲酸钠,其余为水。分别把各原料预溶解,再加入调配罐中充分溶解,然后向其中加入0.5wt%乳酸菌抽提物,混合均匀并进行精过滤。
实施例2:
一种乳酸菌抽提物的制备方法及其应用,步骤如下:
(1)菌种活化及接种培养:选取菌种如片球菌属,于37℃在M17/MRS肉汤培养基斜面上活化培养22h。以10~15%的接种量接种于M17/MRS液体培养基,37℃静止培养18h,得到一级种子液;再以10~15%的接种量接种一级种子液于M17/MRS液体培养基中,37℃静止培养14h,得到二级种子液,备用。
(2)制备乳酸菌泥:取二级种子液于7000r/min转速下离心10~20min,收集乳酸菌泥,并用磷酸缓冲液(pH6~7.4)洗涤3~5次后,用无菌水配制浓度为10%~15%(w/v:g/mL)的菌悬液(调节pH=5~7)。
(3)乳酸菌自溶:在冰浴中超声破碎细胞(工作功率285W、工作时间2s、间隔3s、工作次数600次),按菌种湿重添加2%的脂肪酸纳促进自溶,然后添加1.5%溶葡萄球菌酶,控制温度为37℃,自溶22小时。再添加6000U/g复合蛋白酶(羧肽酶:胰凝乳蛋白酶=1:1),于45℃下自溶22小时。
(4)灭酶活:于85~95℃,加热10~20min。
(5)分离并浓缩干燥:破碎液于7000r/min,离心10~20min,收集自溶上清液,沉淀细胞壁,减压浓缩或冷冻干燥成膏状或粉状,即得乳酸菌抽提物。
(6)添加乳酸菌抽提物在乳饮料中:5.5wt%全脂奶粉、9wt%水果浓缩汁、0.05wt%稳定剂、1.5wt%蔗糖或白砂糖和0.1wt%柠檬酸和0.9wt%乳酸菌抽提物。
(7)添加乳酸菌抽提物在饮料中:向按质量比1:6(草莓浓缩汁:水)稀释的果汁中加入1.5wt%蔗糖、0.1wt%柠檬酸、0.05wt%果胶和1wt%乳酸菌抽提物。
(8)添加乳酸菌抽提物在酱油中:向高盐稀态酱醪中添加1wt%乳酸菌抽提物。
(9)添加乳酸菌抽提物在食醋中:先对醋基进行粗过滤,使液体基本达到透明,无明显可见杂质及悬浮物。再进行调配:分别称取过滤好的醋液91%、食盐0.6%、0.06%苯甲酸钠,其余为水。分别把各原料预溶解,再加入调配罐中充分溶解,然后向其中加入1wt%乳酸菌抽提物,混合均匀并进行精过滤。
实施例3:
一种乳酸菌抽提物的制备方法及其应用,步骤如下:
(1)菌种活化及接种培养:选取菌种如双歧杆菌、芽孢杆菌或拟杆菌,于37℃在M17/MRS肉汤培养基斜面上活化培养24h。以10~15%的接种量接种于M17/MRS液体培养基,37℃静止培养20h,得到一级种子液;再以10~15%的接种量接种一级种子液于M17/MRS液体培养基中,37℃静止培养16h,得到二级种子液,备用。
(2)制备乳酸菌泥:取二级种子液于8000r/min转速下离心10~20min,收集乳酸菌泥,并用磷酸缓冲液(pH6~7.4)洗涤3~5次后,用无菌水配制浓度为10%~15%(w/v:g/mL)的菌悬液(调节pH=5~7)。
(3)乳酸菌自溶:在冰浴中超声破碎细胞(工作功率380W、工作时间2s、间隔3s、工作次数600次),按菌种湿重添加质量分数为2%的乙酸乙酯促进自溶,然后添加2.5%破壁酶(溶菌酶:溶葡萄球菌酶=1:1),控制温度为37℃,自溶24小时。再添加10000U/g复合蛋白酶(碱性蛋白酶:木瓜蛋白酶=1:1.5),于45℃下自溶24小时。
(4)灭酶活:于85~95℃,加热10~20min。
(5)分离并浓缩干燥:破碎液于8000r/min,离心10~20min,收集自溶上清液,沉淀细胞壁,减压浓缩或冷冻干燥成膏状或粉状,即得乳酸菌抽提物。
(6)添加乳酸菌抽提物在乳饮料中:6wt%全脂奶粉、10wt%水果浓缩汁、0.06wt%稳定剂、2wt%蔗糖或白砂糖和0.15wt%柠檬酸和1wt%乳酸菌抽提物。
(7)添加乳酸菌抽提物在饮料中:向按1:7(草莓浓缩汁:水)稀释的果汁中加入2wt%蔗糖、0.15wt%柠檬酸、0.06wt%果胶和1.5wt%乳酸菌抽提物。
(8)添加乳酸菌抽提物在酱油中:向高盐稀态酱醪中添加1.5wt%乳酸菌抽提物。
(9)添加乳酸菌抽提物在食醋中:先对醋基进行粗过滤,使液体基本达到透明,无明显可见杂质及悬浮物。再进行调配:分别称取过滤好的醋液92%、食盐0.7%、0.07%苯甲酸钠,其余为水。分别把各原料预溶解,再加入调配罐中充分溶解,然后向其中加入1.5wt%乳酸菌抽提物,混合均匀并进行精过滤。
实施例4:
一种乳酸菌抽提物的制备方法,步骤如下:
(1)菌种活化及接种培养:选取菌种如微球菌属,于37℃在M17/MRS肉汤培养基斜面上活化培养26h。以10~15%的接种量接种于M17/MRS液体培养基,37℃静止培养22h,得到一级种子液;再以10~15%的接种量接种一级种子液于M17/MRS液体培养基中,37℃静止培养18h,得到二级种子液,备用。
(2)制备乳酸菌泥:取二级种子液于9000r/min转速下离心10~20min,收集乳酸菌泥,并用磷酸缓冲液(pH6~7.4)洗涤3~5次后,用无菌水配制浓度为10%~15%(w/v:g/mL)的菌悬液(调节pH=5~7)。
(3)乳酸菌自溶:在冰浴中超声破碎细胞(工作功率475W、工作时间2s、间隔3s、工作次数600次),按菌种湿重添加2%的乙醇促进自溶,然后添加3.5%破壁酶(溶菌酶:溶葡萄球菌酶=1.5:1),控制温度为37℃,自溶26小时。再添加14000U/g复合蛋白酶(酸性蛋白酶:胃蛋白酶=2:1),于45℃下自溶26小时。
(4)灭酶活:于85~95℃,加热10~20min。
(5)分离并浓缩干燥:破碎液于9000r/min,离心10~20min,收集自溶上清液,沉淀细胞壁,减压浓缩或冷冻干燥成膏状或粉状,即得乳酸菌抽提物。
(6)添加乳酸菌抽提物在乳饮料中:6.5wt%全脂奶粉、11wt%水果浓缩汁、0.07wt%稳定剂、2.5wt%蔗糖或白砂糖和0.18wt%柠檬酸和1.1wt%乳酸菌抽提物。
(7)添加乳酸菌抽提物在饮料中:向按1:8(草莓浓缩汁:水)稀释的果汁中加入2.5wt%蔗糖、0.18wt%柠檬酸、0.07wt%果胶和2wt%乳酸菌抽提物。
(8)添加乳酸菌抽提物在酱油中:向高盐稀态酱醪中添加2wt%乳酸菌抽提物。
(9)添加乳酸菌抽提物在食醋中:先对醋基进行粗过滤,使液体基本达到透明,无明显可见杂质及悬浮物。再进行调配:分别称取过滤好的醋液93%、食盐0.8%、0.08%苯甲酸钠,其余为水。分别把各原料预溶解,再加入调配罐中充分溶解,然后向其中加入2wt%乳酸菌抽提物,混合均匀并进行精过滤。
实施例5:
一种乳酸菌抽提物的制备方法,步骤如下:
(1)菌种活化及接种培养:选取植物乳杆菌CGMCC8198,于37℃在M17/MRS肉汤培养基斜面上活化培养28h。以10~15%的接种量接种于M17/MRS液体培养基,37℃静止培养24h,得到一级种子液;再以10~15%的接种量接种一级种子液于M17/MRS液体培养基中,37℃静止培养20h,得到二级种子液,备用。
(2)制备乳酸菌泥:取二级种子液于10000r/min转速下离心10~20min,收集乳酸菌泥,并用磷酸缓冲液(pH6~7.4)洗涤3~5次后,用无菌水配制浓度为10%~15%(w/v:g/mL)的菌悬液(调节pH=5~7)。
(3)乳酸菌自溶:在冰浴中超声破碎细胞(工作功率285W、工作时间2s、间隔3s、工作次数600次),按菌种湿重添加2%的NaCl促进自溶,然后添加4.5%破壁酶(溶菌酶:溶葡萄球菌酶=2:1),控制温度为37℃,自溶28小时。再添加18000U/g复合蛋白酶(中性蛋白酶:胰蛋白酶=1:2),于45℃下自溶28小时。
(4)灭酶活:于85~95℃,加热10~20min。
(5)分离并浓缩干燥:破碎液于10000r/min,离心10~20min,收集自溶上清液,沉淀细胞壁,减压浓缩或冷冻干燥成膏状或粉状,即得乳酸菌抽提物。
(6)添加乳酸菌抽提物在乳饮料中:7wt%全脂奶粉、12wt%水果浓缩汁、0.08wt%稳定剂、3wt%蔗糖或白砂糖和0.2wt%柠檬酸和1.2wt%乳酸菌抽提物。
(7)添加乳酸菌抽提物在饮料中:向按1:10(草莓浓缩汁:水)稀释的果汁中加入3wt%蔗糖、0.2wt%柠檬酸、0.08wt%果胶和2.5wt%乳酸菌抽提物。
(8)添加乳酸菌抽提物在酱油中:向高盐稀态酱醪中添加2.5wt%乳酸菌抽提物。
(9)添加乳酸菌抽提物在食醋中:先对醋基进行粗过滤,使液体基本达到透明,无明显可见杂质及悬浮物。再进行调配:分别称取过滤好的醋液95%、食盐1%、0.1%苯甲酸钠,其余为水。分别把各原料预溶解,再加入调配罐中充分溶解,然后向其中加入2.5wt%乳酸菌抽提物,混合均匀并进行精过滤。
本发明的工艺优化及相关检测:
一、乳酸菌抽提物生产工艺
选取乳酸菌→接种培养→离心收集乳酸菌泥→配制乳酸菌悬浮液→自溶(超声、自溶促进剂、蛋白酶等)→加热灭酶活→离心分离→收集自溶上清液、沉淀细胞壁→减压浓缩或喷雾干燥成膏状或粉状。
本发明的工艺参数优化及相关检测:
二、测定方法
细菌细胞密度测量(OD600):紫外分光光度计或酶标仪。
三、抽提物得率=(上清液可溶性固形物含量×上清液总重-外加物干重)/自溶前乳酸菌干重×100%
四、自溶工艺参数优化
(一)单因素试验
1)超声破碎条件对乳酸菌自溶的影响
取5个500mL锥形瓶,均加入10%的乳酸菌悬浮液,分别设定:工作功率20%(190W)、30%(285W)、40%(380W)、50%(475W),工作时间2s、间隔3s、工作次数600次。摇匀,分别测定溶液OD600。如图1所示,可得:超声破碎功率为30%(285W)时,乳酸菌自溶效果最高,可达42.3%。
2)NaCl添加量对乳酸菌自溶的影响
取5个500mL锥形瓶,10%乳酸菌悬浮液在冰浴中超声破碎细胞(工作功率285W、工作时间2s、间隔3s、工作次数60次)后,分别添加2%(100g湿乳酸菌添加2g NaCl)、6%、10%、14%和18%NaCl,在室温、pH6条件下自溶24小时后,分别测定溶液OD600。如图2所示,可得:添加2%的NaCl后乳酸菌自溶率达到了48.82%;NaCl添加量为14%时,乳酸菌自溶效果最高,可达51.44%。说明添加NaCl可以一定程度上促进乳酸菌自溶,但不同的NaCl添加量影响不显著。在保证自溶率的同时,为了避免引入过多的盐离子,增加后续分离提纯难度,故在后续试验中添加2%的NaCl来促进自溶。
3)溶菌酶添加量对乳酸菌自溶的影响
取5个500mL锥形瓶,10%乳酸菌悬浮液在冰浴中超声破碎细胞(工作功率285W、工作时间2s、间隔3s、工作次数60次)后,添加2%的NaCl,分别添加0.5%、1.5%、2.5%、3.5%、4.5%溶菌酶,在37℃、pH6条件下自溶24小时,菌液在85-95℃下15min加热灭酶活后,分别测定溶液OD600。如图3所示,可得:溶菌酶添加量为2.5%时,乳酸菌自溶效果最高,可达78.18%。
4)复合蛋白酶添加量对乳酸菌自溶的影响
取5个500mL锥形瓶,10%乳酸菌悬浮液在冰浴中超声破碎细胞(工作功率285W、工作时间2s、间隔3s、工作次数60次)后,分别添加2%的NaCl,添加2.5%溶菌酶,37℃下自溶24小时,菌液在85-95℃下15min加热灭酶活;再分别加入2000u/g、6000u/g、10000u/g、14000u/g、18000u/g复合蛋白酶,45℃条件下自溶24小时,菌液在85-95℃下15min加热灭酶活后,分别测定溶液OD600。如图4所示,可得:复合蛋白酶添加量为6000u/g时,乳酸菌自溶效果最高,可达83.88%。
(二)响应面试验
1)响应面实验设计
表1响应面试验的因素和水平
2)响应面结果与分析
表2响应面试验设计与结果
利用Design Expert软件对表2试验数据进行多项式拟合,以超声功率(X1)、溶菌酶浓度(X2)、复合蛋白酶酶活(X3)为自变量,以乳酸菌自溶率(Y)为因变量建立回归方程。
表3回归方程各项的方差分析
从表4及图5可知,因变量与3个自变量之间的线性关系均显著(P<0.05),尤以X3为极显著(P<0.01);但从交互作用来看,X2与X3的交互作用显著,而X1与X2、X1与X3之间的交互作用不显著。且3个因素对乳酸菌自溶率的影响大小为X3复合蛋白酶酶活>X2溶菌酶浓度>X1超声功率,自溶率Y=81.30+0.8500X1+0.8613X2-1.06X3-0.5950X1X2+0.5100X1X3+1.49X2X3+2.11X1 2+2.67X2 2+3.46X3 2。其中,失拟项P=0.1090>0.05,表明该方程可以接受。可以利用回归方程确定最优的乳酸菌自溶率。
3)验证实验
由响应面优化结果可知:乳酸菌自溶的最佳理想条件为超声功率474.997W,溶菌酶浓度1.5%,复合蛋白酶酶活2000.036U/g,根据实际操作的限制性,修正最佳工艺条件为超声功率475W,溶菌酶浓度1.5%,复合蛋白酶酶活2000U/g,最终得到乳酸菌自溶率为94.68%,略低于由Design Expert软件分析得到的预测值95.215%,说明试验模型合理,该结果也合理可靠。
五、乳酸菌抽提物主要成分分析
(一)理化指标检测
检测方法参考GB/T 9724-2007《化学试剂pH值测定通则》、GB/T 12456-2008《食品中总酸的测定》、GB 5009.235-2016《食品中氨基酸态氮的测定》、GB 5009.5-2016《食品中蛋白质的测定》、GB 5009.7-2016《食品中还原糖的测定》、LS/T 6119-2017《粮油检验植物油中多酚的测定分光光度法》、GB/T 20574-2006《蜂胶中总黄酮含量的测定方法分光光度比色法》、GB/T 39100-2020《多肽抗氧化性测定DPPH和ABTS法》进行,同时采用顶空固相微萃取法结合气相色谱-质谱联用技术,对其挥发性风味成分进行测定分析。
(二)检测结果
表4乳酸菌抽提物理化指标
在乳酸菌抽提物样品中共检测分析到24种挥发性风味物质,主要包括醇类、醛类、酮类、酯类、烯烃类和杂环化合物等(见表5)。
表5乳酸菌抽提物样挥发性风味物质
六、本发明乳酸菌抽提物应用实例:
(1)乳酸菌抽提物在乳饮料中的应用效果,乳饮料的具体制备步骤可以如图6所示。
饮料配方为:6.5wt%全脂奶粉、10wt%水果浓缩汁、0.05wt%稳定剂、2wt%蔗糖或白砂糖和0.1wt%柠檬酸。在此基础上添加不同比例的乳酸菌抽提物,共计5组:0.8wt%、0.9wt%、1wt%、1.1wt%、1.2wt%。经感官评定,大多数人认为1wt%添加量的效果最好。
具体应用表现为:增加了乳饮料味道的浓厚,草莓汁味道更为突出,整体喜好度提高。
其中,所述感官评定方法见表6。
表6感官评分标准(以添加草莓汁为例)
(2)乳酸菌抽提物在饮料中的应用效果,步骤如下:
饮料配方为:向50ml按1:9(草莓浓缩汁:水)稀释的果汁中加入2wt%蔗糖、0.1wt%柠檬酸、0.05wt%果胶。此次应用只是添加单一乳酸菌抽提物,共计5组:0.5wt%、1wt%、1.5wt%、2wt%、2.5wt%。经感官评定,大多数人认为添加1wt%乳酸菌抽提物的综合口感优于其他实验组。
具体应用效果如下:酸味降低,甜味升高,整体喜好度和口感均增强。
其中,所述感官评定方法参考表6。
(3)乳酸菌抽提物在酱油中的应用效果,步骤如下:
将制备的乳酸菌抽提物应用在酱油中,设计5组实验:取五个10ml高盐稀态酱醪,分别向其中加入0.5wt%、1wt%、1.5wt%、2wt%、2.5wt%的乳酸菌抽提物,经感官评定,大多数人认为1wt%乳酸菌抽提物为最佳添加量。
具体应用效果如下:不仅可以去除酱油中的豆腥味、苦味和其他杂味,还可赋予酱油醇厚底味,鲜味和咸味有所提升,使得鲜、咸、甜更加适口,整体味道协调,稳定性良好。
(4)乳酸菌抽提物在食醋中的应用效果,步骤如下:
先对醋基进行粗过滤,使液体基本达到透明,无明显可见杂质及悬浮物。再进行调配:分别称取过滤好的醋液90-95%、食盐0.5-1%、0.07%苯甲酸钠,其余为水。分别把各原料预溶解,再加入调配罐中充分溶解,然后分别向其中加入0.5wt%、1wt%、1.5wt%、2wt%、2.5wt%的乳酸菌抽提物,设计成5组实验,混合均匀并进行精过滤。进行感官评定,评定结果为添加1wt%乳酸菌抽提物口感更好。
具体应用效果如下:不仅除去了醋中的其他杂味,增强了其鲜味和香味,降低了酸味的刺激,整体味道良好。
尽管为说明目的公开了本发明的实施例,但是本领域的技术人员可以理解:在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内,各种替换、变化和修改都是可能的,因此,本发明的范围不局限于实施例所公开的内容。
Claims (5)
1.一种乳酸菌抽提物的制备方法,其特征在于:步骤如下:
(1)菌种活化及接种培养:选取具有保健功能的乳酸菌菌株,于37℃在M17或MRS肉汤培养基斜面上活化培养20~28h;以10~15%的接种量接种于M17或MRS液体培养基,37℃静止培养16~24h,得到一级种子液;再以10~15%的接种量接种一级种子液于M17或MRS液体培养基中,37℃静止培养12~20h,得到二级种子液,备用;
(2)制备乳酸菌泥:取二级种子液于6000~10000r/min转速下离心10~20min,收集乳酸菌泥,并用pH6~7.4的磷酸缓冲液洗涤3~5次后,用无菌水配制浓度为10%~15%(w/v:g/mL)的菌悬液,调节pH=5~7;
(3)乳酸菌自溶:在冰浴中超声破碎细胞,工作功率285~475W、工作时间2 s、间隔3 s、工作次数600次,按乳酸菌湿重添加质量分数为2%的自溶促进剂氯化钠促进自溶,然后按乳酸菌湿重添加质量分数为1.5~4.5 %的具有破壁作用的酶,控制温度为37℃,自溶20~28小时;再添加2000~6000 U/g蛋白酶,于45℃下自溶20~28小时;
(4)灭酶活:于85~95℃,加热10~20min;
(5)分离并浓缩干燥:破碎液于6000~10000r /min,离心10~20min,收集自溶上清液,沉淀细胞壁,减压浓缩或冷冻干燥成膏状或粉状,即得乳酸菌抽提物;
所述乳酸菌菌株为植物乳杆菌CGMCC8198;
所述具有破壁作用的酶为溶菌酶:溶葡萄球菌酶=2:1
所述蛋白酶为复合蛋白酶即中性蛋白酶:胰蛋白酶=1:2。
2.如权利要求1所述的乳酸菌抽提物的制备方法制得的乳酸菌抽提物在食品方面中的应用。
3.根据权利要求2所述的应用,其特征在于:所述食品为饮料、调味料。
4.利用如权利要求1所述的方法制得的乳酸菌抽提物制备的饮料,其特征在于:所述饮料的配方及其添加量为:5~7wt %全脂奶粉、8~12wt %水果浓缩汁、0.03~0.08wt %稳定剂、1~3wt %蔗糖或白砂糖、0.05~0.2wt %柠檬酸、0.8~1.2wt %乳酸菌抽提物;
或者,所述饮料的配方及其添加量为:向按草莓浓缩汁:水的质量比为1:5~1:10稀释的果汁中加入1~3wt %蔗糖、0.05~0.2wt %柠檬酸、0.03~0.08wt %果胶和0.5~2.5wt %乳酸菌抽提物,上述百分数为质量百分比。
5.利用如权利要求1所述的方法制得的乳酸菌抽提物制备的调味料,其特征在于:所述调味料为酱油,酱油的配方及其添加量为:向高盐稀态酱醪中添加质量终浓度为 0.5~2.5wt %乳酸菌抽提物;
或者,所述调味料为食醋,食醋的配方及其添加量为:先对醋基进行粗过滤,使液体达到透明,无明显可见杂质及悬浮物,再进行调配:分别称取过滤好的醋液90-95%、食盐0.5-1%、0.05~0.1%苯甲酸钠,其余为水,上述百分数为质量百分比,分别把各原料预溶解,再加入调配罐中充分溶解,然后向其中加入质量终浓度为0.5~2.5wt %乳酸菌抽提物,混合均匀并进行精过滤。
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