CN115058372B - 一种复配发酵剂及其在低糖气泡型发酵豆乳中的应用 - Google Patents
一种复配发酵剂及其在低糖气泡型发酵豆乳中的应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种复配发酵剂及其在低糖气泡型发酵豆乳中的应用。所述发酵剂包含植物乳杆菌CMRC 19L和酿酒酵母CMRC 1Y。该复配发酵剂应用于发酵豆乳中具有以下性能：（1）凝乳速率较快，豆乳发酵4小时后开始凝乳，发酵6小时完全凝乳；（2）生长速率快，与使用单一乳酸菌发酵剂相比，使用复配发酵剂，6小时乳酸菌活菌数增量即可达到2个数量级，适合工业化生产；（3）产生稳定的二氧化碳气泡和芳香气味，赋予发酵豆乳独特的口感。采用本发明复配发酵剂进行发酵的豆乳，风味独特，易被消费者接受。
Description
技术领域
本发明属于微生物技术领域，具体地说，涉及一种复配发酵剂及其在低糖气泡型发酵豆乳中的应用。
背景技术
大豆是我国主要的植物性蛋白食物资源，大豆中蛋白质含量高达35~40%，同时富含人体必需的亚油酸、维生素等物质，营养价值高，大豆食品为大多数消费者所喜好。然而大豆含有一些抗营养因子，例如棉籽糖可引起人体胀气且不易通过加热的方式除去，因此影响了大豆食品例如大豆豆乳的营养功效。
经过微生物发酵的豆乳，也称为酸豆乳，风味独特，营养价值高，近年来受到很多消费者青睐。然而，由于大豆豆乳中含有一定量的蔗糖、棉籽糖和水苏糖，许多发酵菌株不能很好地利用这些糖中的一种或全部，因此发酵豆乳生产时糖类添加量通常高达6~10%，导致发酵豆乳含糖量过高，容易引起消费者肥胖等健康问题。研究表明，乳酸菌作为发酵剂可利用蔗糖、棉籽糖等豆乳中所含糖类，从而降低发酵豆乳生产中糖类添加量。然而，单一乳酸菌发酵出的豆乳，存在口感较酸等特征，其风味不易被消费者接受。
研究表明，一些酵母和乳酸菌之间存在相互作用，例如酵母可促进乳酸菌生长代谢，加快凝乳速率。同时，酵母自身也可以产生大量风味物质，其中支链醇类可产生威士忌酒、香草等气味，酯类物质则可形成水果香气。另外，酿酒酵母所产二氧化碳可形成稳定气泡，赋予发酵豆乳独特的口感，从而使发酵豆乳风味更易被消费者接受。
发明内容
本发明的目的是提供一种复配发酵剂及其在低糖气泡型发酵豆乳中的应用。
为了实现本发明目的，第一方面，本发明提供一种复配发酵剂，有效成分为保藏编号为CGMCC No. 11347的植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）CMRC 19L和保藏编号为CGMCC No. 18725的酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）CMRC 1Y。
本发明中，植物乳杆菌CMRC 19L已在CN114231473A中公开，酿酒酵母CMRC 1Y已在CN112089024A中公开。
本发明所述的复配发酵剂可为固体制剂或液体制剂。
优选地，所述复配发酵剂为固体制剂，所述固体制剂中，植物乳杆菌CMRC 19L的有效活菌含量≥1010 CFU/g，酿酒酵母CMRC 1Y的有效活菌含量为≥108 CFU/g。
所述固体制剂包括但不限于冻干粉。冻干粉可采用本领域常规方法制备得到。
第二方面，本发明提供复配发酵剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）发酵培养保藏编号为CGMCC No. 11347的植物乳杆菌CMRC 19L，所得发酵液经离心，收集菌体沉淀，然后将菌体沉淀与等质量的冻干保护剂I混合，冷冻干燥至菌粉含水量2.5~3%，得到乳酸菌菌剂；
其中，所述冻干保护剂I的制备方法为：将质量百分浓度为10%的脱脂乳100mL与2g甘油和3g蔗糖混合，即得；
（2）发酵培养保藏编号为CGMCC No. 18725的酿酒酵母CMRC 1Y，所得发酵液经离心，收集菌体沉淀，然后将菌体沉淀与等质量的冻干保护剂II混合，冷冻干燥至菌粉含水量2.5~3%，得到酵母菌剂；
其中，所述冻干保护剂II的制备方法为：将质量百分浓度为10%的脱脂乳100mL与2g甘油、6g蔗糖和10g海藻糖混合，即得；
（3）将所制得的乳酸菌菌剂、酵母菌剂进行混合，即得复配发酵剂；
所述复配发酵剂中植物乳杆菌CMRC 19L的有效活菌含量≥1010 CFU/g，酿酒酵母CMRC 1Y的有效活菌含量≥108 CFU/g。
在本发明的一个具体实施方式中，所述复配发酵剂的制备方法包括如下步骤：
（1）乳酸菌菌剂的制备
将保存的植物乳杆菌CMRC 19L接种至MRS肉汤培养基中，30℃培养20~24 h后，再传代培养2次，得到第三代发酵菌液；将200 mL第三代发酵菌液经4℃、5000 rpm、离心15min后，用无菌生理盐水（0.85%氯化钠溶液）洗涤菌体两次，继续经4℃、5000 rpm、离心15min后得到的菌体沉淀与等质量的冻干保护剂（每100 ml质量浓度为10%的脱脂乳中添加有2 g甘油和3 g蔗糖）混合，-20℃预冻2 h后，置于真空冷冻干燥机中，进行真空干燥（冷阱温度-45℃，真空度10~20 Pa）22~24 h，菌粉含水量降至2.5~3%时停止干燥，即得到干粉形式的乳酸菌发酵剂，发酵剂中活菌含量为1011 CFU/g。
（2）酵母菌剂的制备
将酿酒酵母CMRC 1Y接种于YPD培养基中，接种量为1~2%（V/V），28℃培养20~24 h，连续转接培养2次，得到第三代发酵菌液；将200 mL第三代发酵菌液经4℃、5000 rpm、离心15 min后，用无菌生理盐水（0.85%氯化钠溶液）洗涤菌体两次，继续经4℃、5000 rpm、离心15 min后得到的菌体沉淀与等质量的冻干保护剂（每100 ml质量浓度为10%的脱脂乳中添加有2 g甘油、6 g蔗糖和10g海藻糖。）混合，-20℃预冻2 h后，置于真空冷冻干燥机中，进行真空干燥（冷阱温度-45℃，真空度10~20 Pa）22~24 h，菌粉含水量降至2.5~3%时停止干燥，即得到干粉形式的菌剂，菌剂中活菌含量为109 CFU/g。
（3）复配发酵剂的制备
将所制得的乳酸菌菌剂、酵母菌剂进行混合，即得复配发酵剂。所述复配发酵剂中植物乳杆菌CMRC 19L的活菌含量为1011 CFU/g，酿酒酵母CMRC 1Y的活菌含量为109 CFU/g。
第三方面，本发明提供所述复配发酵剂或者按照所述方法制备的复配发酵剂在发酵豆乳（特别是低糖气泡型发酵豆乳）制备中的应用。
第四方面，本发明提供一种低糖气泡型发酵豆乳的制备方法，包括以下步骤：
（1）将大豆浸泡去皮后取出，沥干，向大豆中加入大豆7~9倍体积的水，煮沸研磨30~40分钟，过滤，得到浆液；
（2）浆液在95~110℃加热灭菌20分钟，得到豆乳；
（3）豆乳冷却，向1000 g豆乳中加入1~5 g葡萄糖，溶解，搅拌均匀；然后向每1000g豆乳中加入0.1~10 g的复配发酵剂，搅拌均匀，然后在30~35℃发酵5~10 h；
（4）发酵结束后，于0~4℃冷藏后熟12~24 h，得到成品。
进一步地，步骤（1）包括：将大豆在0.2~0.3%碳酸氢钠溶液中，于70-80℃浸泡1~2h。
第五方面，本发明提供按照所述方法制备的低糖气泡型发酵豆乳。
所述低糖气泡型酸豆乳中葡萄糖添加量≤0.5%。
借由上述技术方案，本发明至少具有下列优点及有益效果：
（一）本发明从自然发酵酸肉中分离获得植物乳杆菌CMRC 19L和酿酒酵母CMRC1Y，这两株菌之间存在相互作用，可促进乳酸菌生长代谢。
（二）本发明将该复配发酵剂用于生产低糖发酵豆乳，可将糖类添加量控制在0.5%左右，较传统发酵豆乳6~10%糖类添加量降低了90%以上。在低糖发酵环境下，可产生稳定的二氧化碳气泡和芳香气味，赋予发酵豆乳独特的口感。该产品糖添加量低且具有独特风味，符合消费者的健康需求，具有良好的应用前景。
（三）该复配发酵剂应用于发酵豆乳中具有以下性能：1）凝乳速率较快，豆乳发酵4小时后开始凝乳，发酵6小时完全凝乳；2）生长速率快，与使用单一乳酸菌发酵剂相比，使用复配发酵剂，6小时乳酸菌活菌数增量即可达到2个数量级，适合工业化生产；3）产生稳定的二氧化碳气泡和芳香气味，赋予发酵豆乳独特的口感。采用本发明复配发酵剂进行发酵的豆乳，风味独特，易被消费者接受。
具体实施方式
本发明旨在提供一种复配发酵剂及其在低糖气泡型发酵豆乳中的应用。
本发明采用如下技术方案：
本发明提供一种复配发酵剂，有效成分为植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）CMRC 19L和酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）CMRC 1Y。
所含植物乳杆菌CMRC 19L，其保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC No. 11347，植物乳杆菌CMRC 19L已在CN114231473A中公开。
所含酿酒酵母CMRC 1Y，其保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC No. 18725，酿酒酵母CMRC 1Y已在CN112089024A中公开。
在本发明的一个具体实施方式中，所述复配发酵剂的制备方法包括如下步骤：
（1）乳酸菌菌剂的制备
将保存的植物乳杆菌CMRC 19L接种至MRS肉汤培养基中，30℃培养20~24 h后，再传代培养2次，得到第三代发酵菌液；将200 mL第三代发酵菌液经4℃、5000 rpm、离心15min后，用无菌生理盐水（0.85%氯化钠溶液）洗涤菌体两次，继续经4℃、5000 rpm、离心15min后得到的菌体沉淀与等质量的冻干保护剂（每100 ml质量浓度为10%的脱脂乳中添加有2 g甘油和3 g蔗糖）混合，-20℃预冻2 h后，置于真空冷冻干燥机中，进行真空干燥（冷阱温度-45℃，真空度10~20 Pa）22~24 h，菌粉含水量降至2.5~3%时停止干燥，即得到干粉形式的乳酸菌发酵剂，发酵剂中活菌含量为1011 CFU/g。
（2）酵母菌剂的制备
将酿酒酵母CMRC 1Y接种于YPD培养基中，接种量为1~2%（V/V），28℃培养20~24h，连续转接培养2次，得到第三代发酵菌液；将200 mL第三代发酵菌液经4℃、5000 rpm、离心15 min后，用无菌生理盐水（0.85%氯化钠溶液）洗涤菌体两次，继续经4℃、5000 rpm、离心15 min后得到的菌体沉淀与等质量的冻干保护剂（每100 ml质量浓度为10%的脱脂乳中添加有2 g甘油、6 g蔗糖和10g海藻糖。）混合，-20℃预冻2 h后，置于真空冷冻干燥机中，进行真空干燥（冷阱温度-45℃，真空度10~20 Pa）22~24 h，菌粉含水量降至2.5~3%时停止干燥，即得到干粉形式的菌剂，菌剂中活菌含量为109 CFU/g。
（3）复配发酵剂的制备
将所制得的乳酸菌菌剂、酵母菌剂进行混合，即得复配发酵剂。所述复配发酵剂中植物乳杆菌CMRC 19L的活菌含量为1011 CFU/g，酿酒酵母CMRC 1Y的活菌含量为109 CFU/g。
本发明还提供一种低糖气泡型发酵豆乳的制备方法，其包括利用植物乳杆菌CMRC19L、酿酒酵母CMRC 1Y或所述发酵剂发酵豆乳的步骤。
为实现低糖气泡型发酵豆乳的制备，所述豆乳原料中葡萄糖含量优选为0.1~0.5%。
优选地，所述复配发酵剂的加入量为每1000 g豆乳0.1~10 g。
优选地，在30~35℃进行发酵。
具体地，所述低糖气泡型酸豆乳的制备方法包括如下步骤：
（1）将所述植物乳杆菌CMRC 19L和酿酒酵母CMRC 1Y或所述复配发酵剂按照每1000 g豆乳0.1~10 g的用量与原料混匀；
（2）在30~35℃进行发酵10小时。
优选地，所述原料包括豆乳以及占豆乳质量百分比为0.1-0.5%的葡萄糖。
本发明提供利用所述方法制备得到的低糖气泡型酸豆乳，所述葡萄糖添加量≤0.5%。
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段，所用原料均为市售商品。
以下实施例中大肠埃希氏菌检测参照GB 4789.38-2012，金黄色葡萄球菌检测参照GB 4789.10-2016。
MRS肉汤培养基的组成成分为(1L)：蛋白胨10.0g，牛肉粉10.0g，酵母粉5.0g，葡萄糖20.0g，硫酸镁0.1g，醋酸钠5.0g，柠檬酸铵2.0g，磷酸氢二钾2.0g，硫酸锰0.05g，吐温801.0g。
YPD液体培养基的组成成分为(1L)：酵母提取物10.0g，蛋白胨20.0g，葡萄糖20.0g。
以下实施例中涉及的对照菌株植物乳杆菌CGMCC No. 9741已于2014年9月28日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(简称为CGMCC，地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，邮政编码100101)，该菌株已在CN104560808A中公开。
对照菌株清酒乳杆菌(Lactobacillus sake)CGMCC No. 9742已于2014年9月28日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心。该菌株已在CN104560802A中公开。
实施例1 植物乳杆菌CMRC 19L和酿酒酵母CMRC 1Y相互作用测定
1、生长速率试验
将CMRC 19L、对照菌株CGMCC No. 9741、对照菌株CGMCC No. 9742，分别与酿酒酵母CMRC 1Y菌株按1:1（106 CFU/g：106 CFU/g）比例接种于含0.5%葡萄糖豆乳中，置于恒温培养箱中35℃培养，6小时后检测活菌数。如表1所示，3种菌株组合中，CMRC 19L生长最快，因此CMRC 1Y和CMRC 19L适合作为复配发酵剂。
表1 不同复配组合对乳酸菌生长性能的影响
2、凝乳试验
将CMRC 19L菌株、对照菌株CGMCC No. 9741、对照菌株CGMCC No. 9742分别按106CFU/g接种于含0.5%葡萄糖的豆乳中，置于恒温培养箱中35℃培养，期间连续观察凝乳情况。如表2所示，3种菌株组合中，CMRC 19L组凝乳性能最强，该菌株组合培养4小时后出现凝乳，发酵6小时后完全凝乳并且无大豆乳清析出。
表2 菌株相互作用对凝乳性能的影响
实施例2 发酵低糖气泡型酸豆乳的制备方法
1、发酵剂菌粉的制备
将保存的植物乳杆菌CMRC 19L接种至MRS肉汤培养基中，30℃培养20~24 h后，再传代培养2次，得到第三代发酵菌液。将200 mL第三代发酵菌液经4℃、5000 rpm、离心15min后，用无菌生理盐水（0.85%氯化钠溶液）洗涤菌体两次，继续经4℃、5000 rpm、离心15min后得到的菌体沉淀与等质量的冻干保护剂（每100 ml质量浓度为10%的脱脂乳中添加有2 g甘油和3 g蔗糖）混合，-20℃预冻2 h后，置于真空冷冻干燥机中，进行真空干燥（冷阱温度-45℃，真空度10~20 Pa）22~24 h，菌粉含水量降至2.5~3%时停止干燥，即得到干粉形式的发酵剂，发酵剂中活菌含量为1011 CFU/g。
将酿酒酵母CMRC 1Y接种于YPD培养基中，接种量为1~2%（V/V），28℃培养20~24h，连续转接培养2次，得到第三代发酵菌液；将200 mL第三代发酵菌液经4℃、5000 rpm、离心15 min后，用无菌生理盐水（0.85%氯化钠溶液）洗涤菌体两次，继续经4℃、5000 rpm、离心15 min后得到的菌体沉淀与等质量的冻干保护剂（每100 ml质量浓度为10%的脱脂乳中添加有2 g甘油、6 g蔗糖和10g海藻糖。）混合，-20℃预冻2 h后，置于真空冷冻干燥机中，进行真空干燥（冷阱温度-45℃，真空度10~20 Pa）22~24 h，菌粉含水量降至2.5~3%时停止干燥，即得到干粉形式的菌剂，菌剂中活菌含量为109 CFU/g。
将所制得的乳酸菌菌剂、酵母菌剂按1:1混合，即得复配发酵剂。
2、低糖气泡型酸豆乳的生产
（1）大豆在70℃碳酸氢钠溶液（0.2%）浸泡1小时，大豆与水的体积比为1: 3；
（2）取出大豆，沥干，加水煮沸研磨30分钟；过滤，得到浆液；所述的加水，为加大豆7倍体积的水；
（3）在105℃加热灭菌20分钟，得到大豆豆乳；
（4）冷却，每1000 g豆乳中加入5 g葡萄糖，溶解，搅拌均匀；
（5）每1000g豆乳中加入0.1 g复配发酵剂，搅拌均匀；
（6）豆乳在30℃发酵10小时，达到发酵终点；
（7）在4℃条件中冷藏后熟12小时，得到成品。
微生物检测结果表明，所有发酵豆乳中均未检测到大肠杆菌和金黄色葡萄球菌。如表3所示，发酵6小时后，CMRC 19L复配发酵剂组制备的发酵豆乳pH即可降低至5.0以下。因此，CMRC 19L组复配发酵剂可快速降低豆乳pH值，缩短发酵时间。
表3 不同复配发酵剂对发酵豆乳pH的影响
感官风味评价：规定发酵豆乳所带有的发酵香气最浓且没有令人不愉快的气味（例如豆腥味）为5分，发酵香气越淡或有不愉快的气味则分值越低；规定发酵豆乳滋味具有令人愉悦的发酵味道、气泡均匀细腻且酸度适宜的为5分，发酵味道越淡、有颗粒感或口感越酸则分值越低；外观质地细腻，无豆清析出。对结果的评定主要通过不同性别、不同年龄段的人进行嗅觉感官评定。各组参与气味评价的人数为10人，男女比例均为1:1，年龄在25~40岁之间。
结果见表4，三种复配发酵剂中，CMRC 19L组制备的发酵豆乳，气味和滋味平均分最高；所有发酵豆乳，外观评价平均分无显著性差异。
表4 不同复配发酵剂对发酵豆乳感官风味评分的影响
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之做一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (2)
1.复配发酵剂在发酵豆乳制备中的应用，其特征在于，所述复配发酵剂的有效成分为保藏编号为CGMCC No. 11347的植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）CMRC 19L和保藏编号为CGMCC No. 18725的酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）CMRC 1Y；
所述复配发酵剂的制备方法包括以下步骤：
（1）发酵培养保藏编号为CGMCC No. 11347的植物乳杆菌CMRC 19L，所得发酵液经离心，收集菌体沉淀，然后将菌体沉淀与等质量的冻干保护剂I混合，冷冻干燥至菌粉含水量2.5~3%，得到乳酸菌菌剂；
其中，所述冻干保护剂I的制备方法为：将质量百分浓度为10%的脱脂乳100mL与2g甘油和3g蔗糖混合，即得；
（2）发酵培养保藏编号为CGMCC No. 18725的酿酒酵母CMRC 1Y，所得发酵液经离心，收集菌体沉淀，然后将菌体沉淀与等质量的冻干保护剂II混合，冷冻干燥至菌粉含水量2.5~3%，得到酵母菌剂；
其中，所述冻干保护剂II的制备方法为：将质量百分浓度为10%的脱脂乳100mL与2g甘油、6g蔗糖和10g海藻糖混合，即得；
（3）将所制得的乳酸菌菌剂、酵母菌剂进行混合，即得复配发酵剂；
所述复配发酵剂中植物乳杆菌CMRC 19L的有效活菌含量≥1010 CFU/g，酿酒酵母CMRC1Y的有效活菌含量≥108 CFU/g；
所述发酵豆乳为低糖气泡型发酵豆乳，其制备方法包括以下步骤：
S1、将大豆浸泡去皮后取出，沥干，向大豆中加入大豆7~9倍体积的水，煮沸研磨30~40分钟，过滤，得到浆液；
S2、浆液在95~110℃加热灭菌20分钟，得到豆乳；
S3、豆乳冷却，向1000 g豆乳中加入1~5 g葡萄糖，溶解，搅拌均匀；然后向每1000 g豆乳中加入0.1~10 g所述复配发酵剂，搅拌均匀，然后在30~35℃发酵5~10 h；
S4、发酵结束后，于0~4℃冷藏后熟12~24 h，得到成品。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，步骤S1包括：将大豆在0.2~0.3%碳酸氢钠溶液中，于70-80℃浸泡1~2 h。
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