CN114350589B - 一种微生物增殖剂、饮料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及微生物技术领域，公开了一种微生物增殖剂、饮料及其制备方法，所述的增殖剂的原料由无花果肉、燕麦和碳源组成，所述的无花果肉、所述的燕麦和所述的碳源的质量比为(1‑20)：(1‑30)：(0.2‑5)。本发明所提供的微生物增殖剂可适用于多种微生物菌种，如乳酸杆菌属细菌、链球菌属细菌、乳球属细菌、干酪乳杆菌属细菌；其能显著提高微生物的活菌数，并且能抑制杂菌生长，即便保藏30天后，活菌数依然可以达到4.7×108CFU/g；在本发明的微生物增殖剂中接种微生物，经发酵获得的饮料，活菌数高、无异味口感好，且贮存中不会出现凝乳现象，深受消费者喜欢。
Description
技术领域
本发明涉及微生物技术领域，特别是涉及一种微生物增殖剂、饮料及其制备方法。
背景技术
植物饮料是以植物或植物提取物为原料，添加或不添加其他食品原辅料和(或)食品添加剂，经加工或发酵制成的液体饮料。目前，以植物为原料，进行发酵制备植物发酵饮料的研究已成为热点。
应用于植物发酵饮料的微生物主要包括乳杆菌，如植物乳杆菌、干酪乳杆菌、鼠李糖乳杆菌和嗜酸乳杆菌等；以及双歧杆菌，如动物双歧杆菌、两歧双歧杆菌和长双歧杆菌等。
但是，微生物的存活性受到菌株、培菌期、饮料pH、作为甜味剂使用的糖类的浓度等的影响，难以在维持植物发酵饮料本来的味道的同时使微生物的存活性提高。因此，一直以来使用尽可能抑制氧气渗透性的特殊容器，但存在着成本提高的问题。另外，也有报道，在发酵中添加油酸或其盐、酯来提高微生物的存活率，但是存在有异味的问题，而且也仅能获得40％的存活率；也有报道，通过在原料混合物中添加过氧化物酶，获得低粘度且存活性好的植物发酵饮料的方法，然而过氧化物酶的添加提高了饮料的成本。
另一方面，为了发挥微生物所具有的生理效果，维持植物发酵饮料中更高的活菌数十分重要，然而为了增加活菌数就必须延长培养时间，这引起了生产率的降低。促进微生物的增殖以提高活菌浓度，并减少杂菌污染及缩短培养时间，可以简便又便宜制造植物发酵饮料，在植物发酵饮料产业上来说具有极大的意义。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种微生物增殖剂、饮料及其制备方法，用于解决现有技术中的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明是通过以下技术方案获得的。
本发明的目的之一在于提供一种微生物增殖剂，所述的增殖剂的原料由无花果肉、燕麦和碳源组成，所述的无花果肉、所述的燕麦和所述的碳源的质量比为(1-20)：(1-30)：(0.2-5)。
优选地，所述的无花果肉、所述的燕麦和所述的碳源的质量比可以为(1-15)：(1-30)：(0.2-1.5)，也可以为(10-20)：(1-30)：(1-2.5)，也可以为(1-20)：(1-15)：(2-3.5)，也可以为(1-20)：(10-25)：(3-4.5)，也可以为(1-20)：(20-30)：(4-5)。
优选地，所述的燕麦选自燕麦粉或燕麦片中的一种或两种。
更优选地，所述燕麦的粒径为150μm-270μm。进一步优选地，所述燕麦的粒径可以为150μm-200μm，也可以为170-220μm，也可以为200-250μm，也可以为250-270μm。
优选地，所述的无花果肉为冻干无花果肉或新鲜无花果果肉。
更优选地，所述无花果果肉的粒径为5-8cm。进一步优选地，所述无花果果肉的粒径可以为5-6.6cm，也可以为6-7.5cm，也可以为7-8cm。
更优选地，所述的碳源选自蔗糖、乳糖和葡萄糖中的一种或多种。
本发明的目的之二在于提供如上文所述的增殖剂在增加微生物活菌数和/或延长微生物保藏时间和/或增加饮料活菌数和/或延长饮料保藏时间中的用途。
本发明的目的之三在于提供如上文所述的增殖剂的制备方法，包括如下步骤：
将如上文所述的原料与水匀浆，保温，蒸煮，固液分离，灭菌，获得所述的增殖剂。
优选地，所述的原料和水的质量比为(3-5)：(4-7)。
更优选地，所述的原料和水的质量比可以为(3-4.2)：(4-7)，也可以为(4.0-5)：(4-7)，也可以为(3-5)：(4-6)，也可以为(3-5)：(5-7)。
优选地，所述的保温温度为40-70℃。
更优选地，所述的保温温度可以为40-55℃，也可以为50-65℃，也可以为60-70℃，可以为40℃、42℃、44℃、46℃、48℃、50℃。
优选地，所述的保温时间为1-4h。
更优选地，所述的保温时间为1-2.5h，也可以为2-3.5h，也可以为3-4h，可以为1、1.3、1.6、1.9、2.1、2.4、2.7、3.0、3.3、3.7、4h。
优选地，所述的蒸煮时间为1-3h。
更优选地，所述的蒸煮时间为1-1.5h，也可以为2-3h，可以为1、1.3、1.6、1.9、2.1、2.4、2.7、3.0h。
优选地，所述灭菌的温度为120～200℃。
更优选地，所述灭菌的温度可以为120～160℃，也可以为150～190℃，也可以为160～190℃，可以为120、130、140、150、160℃。
优选地，所述灭菌的时间为10～60min。
更优选地，所述灭菌的时间为10-30min，也可以为20-40min，也可以为30-50min，也可以为40-60min，也可以为10、20、30、40、50、60min。
本发明的目的之四在于提供一种饮料，所述的饮料的原料包括如上文所述的增殖剂。
本发明的目的之五在于提供如上文所述的饮料的制备方法，包括如下步骤：
在如上文所述的增殖剂中接种微生物，发酵，获得所述的饮料。
优选地，所述的微生物选自乳酸杆菌属细菌、链球菌属细菌、乳球属细菌、干酪乳杆菌属细菌中的至少一种。
在一些优选实施方式中，所述的微生物选自乳酸杆菌属细菌。
具体地，所述的乳酸杆菌属细菌选自Lactobacillus plantarum CGMCC1.119、Lactobacillus plantarum MCC1.11、Lactobacillus plantarum CICC22710、Lactobacillus plantarum CICC6234、Lactobacillus plantarum CGMCC1.3、Lactobacillus plantarum CICC20871和Lactobacillus plantarum CICC23132中的一种或多种。较佳地，为Lactobacillus plantarum ST-Ⅲ。
在一些优选实施方式中，所述的微生物选自干酪乳杆菌属细菌。
具体地，所述的干酪乳杆菌属细菌为Lactobacillus casei LC01。
在一些优选实施方式中，所述的微生物选自乳球属细菌。
具体地，所述的乳球属细菌为Lactococcus lactis.Lactis 2263。
在一些优选实施方式中，所述的微生物选自链球菌属细菌。
具体地，所述的链球菌属细菌为Streptococcus thermophilus TA-40。
优选地，所述的微生物的接种浓度为0.1-200×106CFU/g。
更优选地，所述的微生物的接种浓度可以为1～200×106CFU/g，也可以为10×106、15×106、20×106、25×106、30×106、35×106、40×106、45×106、50×106、55×106、60×106、65×106、70×106、75×106、80×106、85×106、90×106、95×106、100×106CFU/g。较佳地，为1×106CFU/g。
优选地，所述的发酵温度为36-38℃。
更优选地，所述的发酵温度可以为36-37.5℃，也可以为37-38℃。较佳地，为37℃。
优选地，所述的发酵时间为7-20h。
更优选地，所述的发酵时间可以为7-20h，也可以为7-15h，也可以为8-16h，也可以为15-20h。较佳地，为12h。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1)本发明所提供的微生物增殖剂，可适用于多种微生物菌种，如乳酸杆菌属细菌、链球菌属细菌、乳球属细菌、干酪乳杆菌属细菌。
2)本发明所提供的微生物增殖剂能显著提高微生物的活菌数，并且能抑制杂菌生长，即便保藏30天后，活菌数依然可以达到4.7×108CFU/g，远高于《GB 16321-2003乳酸菌饮料卫生标准》中规定的“乳酸菌活菌数最低限量标准：1.0×106CFU/g”。
3)本发明所提供的微生物增殖剂经接种微生物菌种发酵获得的饮料，不仅活菌数，且口感良好，没有异味产生，贮存中不会出现凝乳现象，深受消费者的喜欢。此外，本发明所提供的饮料成本也比较低。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
在进一步描述本发明具体实施方式之前，应理解，本发明的保护范围不局限于下述特定的具体实施方案；还应当理解，本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本发明的保护范围。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或者按照各制造商所建议的条件。
当实施例给出数值范围时，应理解，除非本发明另有说明，每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义，本发明中使用的所有技术和科学术语与本技术领域技术人员通常理解的意义相同。除实施例中使用的具体方法、设备、材料外，根据本技术领域的技术人员对现有技术的掌握及本发明的记载，还可以使用与本发明实施例中所述的方法、设备、材料相似或等同的现有技术的任何方法、设备和材料来实现本发明。
本申请的下述实施例中，燕麦为燕麦粉，燕麦粉的粒径为200μm；无花果为市售的冻干无花果肉，无花果肉的粒径为7cm。
本申请的下述实施例中，匀浆采用的设备为深圳优米仪器公司生产的电动匀浆仪，型号为YQ-3。
实施例1
本实施例中，在微生物增殖剂中接种不同微生物进行发酵，观察微生物增殖剂的增菌效果。包括如下：
实验组：取1份重量份燕麦、1份重量份蔗糖、2份重量份冻干无花果肉和6份重量份水混匀，匀浆，于60℃保温1h，于100℃蒸煮1h，过滤除去滤渣，于150℃灭菌，冷却，获得增殖剂。取1000mL的增殖剂中接种终浓度为1×106CFU/g不同种类的微生物，于37℃发酵12h，然后计算活菌数。不同种类的微生物具体见表1。
对照组：以1份重量份燕麦、1份重量份蔗糖和8份重量份水混合，匀浆，于60℃保温1h，于100℃蒸煮1h，过滤除去滤渣，于150℃灭菌，冷却，得到基料。接种微生物、发酵温度和时间均同实验组，计算活菌数。
实验组和对照组的活菌数见表1。
表1
从表1可知，微生物不能在仅含有燕麦和蔗糖的基料中生长，但都能在本发明的含有无花果、燕麦和碳源的增殖剂中生长，且采用本发明的增殖剂进行发酵培养微生物，活菌数可达6.0×108CFU/g以上，比对照组的MRS活菌数增长100％。因此本发明的微生物增殖剂适用于多种微生物，且能提高微生物的活菌数。
实施例2
本实施例中，制备3组微生物增殖剂，以植物乳杆菌为接种微生物，发酵制备饮料，观察各饮料中好氧污染菌数和植物乳杆菌活菌数。包括如下：
(1)制备微生物增殖剂
微生物增殖剂的制备方法为：将原料和水混匀，匀浆，保温，蒸煮，过滤除去滤渣，于150℃灭菌，冷却，获得增殖剂。各组增殖剂的原料配方、保温温度和时间、蒸煮温度和时间见下表2。分别记为实验组1、实验组2和实验组3。
同时，设立对照组1和对照组2。对照组的制备方法同微生物增殖剂的制备方法。
各实验组和对照组的原料的配方和水均按照重量份计。
表2
(2)接种植物乳杆菌，发酵，制备获得饮料
在步骤(1)获得的实验组1、实验组2、实验组3、对照组1和对照组2中接种植物乳杆菌Lactobacillus plantarum ST-Ⅲ，发酵，获得饮料。接种植物乳杆菌的剂量、发酵温度和时间见表3。
表3
取各组对应得到的饮料，梯度稀释，用LB培养基计数好氧污染菌(用LB琼脂培养基37℃好氧培养48h后，计数)，用MRS培养基计数植物乳杆菌(用MRS琼脂培养基37℃厌氧培养72h后，计数)，实验结果见表4。
表4
| 好氧菌落总数(CFU/g) | MRS活菌计数(CFU/g) | |
| 实验组1 | <1×101 | 5.7×108 |
| 实验组2 | <1×101 | 8.5×108 |
| 实验组3 | <1×101 | 1.1×109 |
| 对照组1 | <1×101 | 1.2×106 |
| 对照组2 | <1×101 | 1.2×107 |
从表4可知，对照组1是将植物乳杆菌接种于不含有无花果的增殖剂中，结果发现植物乳杆菌不能生长；对照组2是将植物乳杆菌接种于不含有燕麦的增殖剂中，结果发现植物乳杆菌也不能生长。实验组1、实验组2和实验组3均为将植物乳杆菌接种于含有燕麦、无花果果肉和碳源的增殖剂中，植物乳杆菌生长良好，活菌数高，且没有杂菌污染，增菌效果明显。
实施例3
本实施例，进行增殖剂对微生物的贮藏存活实验研究、感官评定研究。包括如下：
(1)贮藏存活实验研究
将实施例2获得的饮料，分装后，置于10℃保存30天，梯度稀释，分别在0d和30d用LB培养基计数好氧污染菌以及用MRS培养基计数植物乳杆菌，实验结果见表5。
表5
| 时间 | 口味状态 | 好氧菌落总数(CFU/g) | MRS活菌计数(CFU/g) |
| 0天 | 酸甜，可口，无分层 | <1×101 | 8.9×108 |
| 30天后 | 酸甜，可口，无分层 | <1×101 | 4.7×108 |
从表5可知，10℃保存30天后，饮料中的活菌数下降不多，依然可以达到4.7×108CFU/g，远远高于《GB 16321-2003乳酸菌饮料卫生标准》中规定的“乳酸菌活菌数最低限量标准：1.0×106CFU/g”，说明本发明的含有无花果、燕麦和燕麦的微生物增殖剂有利于微生物的存活。同时在30天的贮存期中，未发现杂菌污染。
(2)感官评定研究
分别采用蛋白酶替代无花果、豆类替代燕麦以及水果替代无花果制备增殖剂，并在获得的增殖剂中接种植物乳杆菌制备饮料，进行口感研究。包括如下：
1)蛋白酶替代无花果实验
分别用中性蛋白酶、木瓜蛋白酶和碱性蛋白酶替代无花果，其他均同实施例2中实验组2中微生物增殖剂的制备方法，然后接种植物乳杆菌发酵制备饮料，饮料的制备方法均同实施例2中实验组2饮料的制备方法。蛋白酶的添加量见表6。
中性蛋白酶替代无花果制备的饮料标记为中性蛋白酶组，木瓜蛋白酶替代无花果制备获得的饮料标记为中性蛋白酶组，碱性蛋白酶替代无花果制备的饮料标记为碱性蛋白酶组。
对获得的饮料进行好氧菌落总数、MRS活菌计数和口感统计，实验结果见表6。
表6
从表6可知，蛋白酶替代无花果获得的饮料中的活菌数均低于本发明以无花果、燕麦和碳源获得的饮料，且成本比较高，口感均有苦味和异味。植物乳杆菌生长需要碳源、氮源、矿物质离子、维生素、生长因子等，缺少任何一项都难以生长良好。而蛋白酶只能水解蛋白，提供植物乳杆菌生长的氮源，所以蛋白酶组的活菌数比较少。而本发明中的无花果含有18种氨基酸(其中天门冬氨酸的含量高于其他各种果品)、葡萄糖、果糖、蔗糖、柠檬酸、苹果酸、维生素C和钙、磷、铁等多种营养成分，此外，无花果含有蛋白酶、脂肪酶、蛋白酶等其它水解酶；燕麦相对含量多的有维生素B1、维生素E、酚类、淀粉、β-葡聚糖、锰等离子；燕麦和无花果以一定比例混合获得的增殖剂能协同互补满足微生物生长的需求，能促进微生物的增殖和存活。
2)水果替代无花果实验
分别采用木瓜和菠萝替代无花果，其他均同实施例2中实验组2微生物增殖剂的制备方法，然后接种植物乳杆菌发酵制备饮料，饮料的制备方法均同实施例2中实验组2饮料的制备方法。
木瓜替代无花果制备的饮料标记为木瓜组，菠萝替代无花果制备获得的饮料标记为菠萝组。对得到的饮料进行品尝计分。
品尝计分：采用不记名打分的方式进行品尝；分别对上述饮料的色泽、风味、口感、质地项进行单独打分，每一项满分是25分，计算平均分及其总分，统计结果记录于表7。同时，根据对饮料的整体喜好程度给出的意见，统计对每个单品的喜好人数，统计结果记录于表8。
表7
| 组别 | 实验组2 | 木瓜组 | 菠萝组 |
| 色泽 | 22 | 22 | 19 |
| 风味 | 23 | 13 | 10 |
| 口感 | 24 | 17 | 9 |
| 质地 | 21 | 18 | 15 |
| 总分 | 90 | 70 | 53 |
表8
| 喜好程度 | 实验组2 | 木瓜 | 菠萝 |
| 喜欢 | 36 | 2 | - |
| 良好 | 9 | 6 | 2 |
| 一般 | 3 | 14 | 13 |
| 不喜欢 | 2 | 28 | 35 |
从表7可知，在口味方面，相比与木瓜组和菠萝组，实验组2获得饮料的风味最佳，且没有异味，而木瓜组和菠萝组均有异味。从表8综合可知，本发明的含有无花果、燕麦和碳源的微生物增殖剂获得的饮料的可被大部分消费者所接受，喜欢程度较佳。
3)豆类替代燕麦实验
分别用绿豆、红豆和黄豆替代燕麦，其他均同实施例2中实验组2增殖剂的制备方法，然后接种植物乳杆菌发酵制备饮料，饮料的制备方法均同实施例2中实验组2饮料的制备方法。
绿豆替代燕麦制备的饮料标记为绿豆组，红豆替代燕麦制备获得的饮料标记为红豆组，黄豆替代燕麦制备的饮料标记为黄豆组。
对获得的饮料进行好氧菌落总数、MRS活菌计数、酸度、凝乳和口感统计，实验结果见表9。
酸度是指中和100g样品所需0.1000mol/L氢氧化钠标准溶液的体积(mL)。
表9
从表9可知，豆类替代燕麦接种植物乳杆菌发酵获得的饮料，酸度较高，均有豆腥味，口味不佳，且增菌效果不佳，此外还会出现凝乳现象。本发明的含有无花果、燕麦和碳源的微生物增殖剂接种植物乳杆菌经发酵获得的饮料，混合均匀不会出现凝乳现象，酸度值也较低，增菌效果明显，无论口感和外观都具有优势。
综上所述，本发明所提供的微生物增殖剂可适用于多种微生物菌种，如乳酸杆菌属细菌、链球菌属细菌、乳球属细菌、干酪乳杆菌属细菌；其能显著提高微生物的活菌数，并且能抑制杂菌生长，即便保藏30天后，活菌数依然可以达到4.7×108CFU/g；在本发明的微生物增殖剂中接种微生物，经发酵获得的饮料，活菌数高、无异味口感好，且贮存中不会出现凝乳现象，深受消费者喜欢。本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (9)
1.一种微生物增殖剂，其特征在于，所述的增殖剂的原料由无花果肉、燕麦和碳源组成，所述的无花果肉、所述的燕麦和所述的碳源的质量比为(1-2)：
(1-3)：1，所述的微生物选自乳酸杆菌属细菌、链球菌属细菌、乳球属细菌、干酪乳杆菌属细菌中的至少一种，所述的碳源选自蔗糖、葡萄糖和乳糖中的一种或多种。
2.如权利要求1所述的增殖剂，其特征在于，所述的燕麦选自燕麦粉或燕麦片中的一种或两种；
和/或，所述的无花果肉为冻干无花果肉或新鲜无花果果肉；
和/或，所述的燕麦的粒径为150μm-270μm；
和/或，所述的无花果肉的粒径为5-8cm。
3.如权利要求1-2任一项所述的增殖剂在增加微生物活菌数和/或延长微生物保藏时间和/或增加饮料活菌数和/或延长饮料保藏时间中的用途。
4.如权利要求1-2任一项所述的增殖剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将所述的原料与水匀浆，保温，蒸煮，固液分离，灭菌，获得所述的增殖剂。
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述的原料和水的质量比为(3-5)：
(4-7)；
和/或，所述的保温温度为40-70℃；
和/或，所述的保温时间为1-4h；
和/或，所述的蒸煮时间为1-3h。
6.一种饮料，其特征在于，所述的饮料的原料包括如权利要求1-2任一项所述的增殖剂。
7.如权利要求6所述的饮料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
在所述的增殖剂中接种微生物，发酵，获得所述的饮料。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述的微生物的接种浓度为0.1～200×106CFU/g。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述的发酵温度为32-40℃；
和/或，所述的发酵时间为7-20h。
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