CN116286521B - 一种具有内源增甜功效的嗜热链球菌、菌株组合及其应用 - Google Patents
一种具有内源增甜功效的嗜热链球菌、菌株组合及其应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种具有内源增甜功效的嗜热链球菌、菌株组合及其应用,所述具有内源增甜功效的嗜热链球菌命名为嗜热链球菌Streptococcus thermophilus ST27菌株,保藏单位为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.24475,保藏日期为2022年3月07日,保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号。本发明提供的嗜热链球菌ST27属于葡萄糖缺陷型菌株,可代谢半乳糖,在发酵牛乳时能够利用乳糖酶酶解释放出的半乳糖产生乳酸而将葡萄糖分泌释放出,为发酵乳制品提供天然内源的甜度。
Description
技术领域
本发明属于微生物发酵技术领域,涉及一种具有内源增甜功效的嗜热链球菌、菌株组合及其应用。
背景技术
酸奶是生牛乳经杀菌后加入嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌(即德氏乳杆菌保加利亚亚种)共同发酵而成的,因其营养价值高、风味独特以及良好的保健效果,深受广大消费者的青睐。目前市场上的酸奶为了保证口感,在其配方中添加了大量的蔗糖,摄入过多的糖分,会导致肥胖、高血压、冠心病、糖尿病等诸多疾病,而且科学研究建议,人均每日添加糖摄入量不高于25克,随着减糖,抗糖概念的普及,以及消费者对健康理念的追求,越来越多的人会有意识的控制糖的摄入量,并且会选择减糖酸奶,目前市面上减糖,低糖或者无糖的酸奶产品都是通过直接降低蔗糖的使用量,为了保证甜感往往会使用一些甜味剂等代糖原料,但使用过多的甜味剂,会造成甜感不佳,往往会使产品出现后甜或者后苦等不自然的风味,而且大部分的甜味剂还是化学合成的非天然的甜味剂,因此,迫切需要一种改善甜感同时具备减糖效果的产品或方法。
酸奶发酵剂作为酸奶必不可少的原料之一,其品质也直接影响酸奶产品的质量,如果能从发酵菌种入手,通过优化菌种乳糖,葡萄糖等碳源代谢途径,从内源产生或积累一些具有甜感的物质,如葡萄糖,来提升产品的甜度,从而可以很大程度减少甜味剂的使用,减少甜味剂给产品带来的影响,同时也更加天然安全,目前市面上通过发酵菌种来从内源提升产品甜度的产品还未见报道,因此,如果能开发一款发酵性能和安全性能好的,且可以内源增甜的直投式酸奶发酵剂,并将其应用在酸奶产品中,对酸奶等发酵乳产品质量和健康属性的提升尤为重要。
嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌作为重要的酸奶发酵菌种,被广泛应用于各种乳制品生产加工中,但由于长期生长于乳制品环境,嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌进化为高度适应于牛乳环境的菌株,因此,嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌可利用碳源的范围较窄,主要是乳糖、蔗糖和葡萄糖,而对半乳糖几乎不能利用,因此乳制品工业中使用的绝大多数酸奶发酵剂只能利用乳糖水解后的葡萄糖部分,而将半乳糖部分释放到胞外,而葡萄糖是甜度和甜感比较接近蔗糖的,因此若能开发出一款可代谢半乳糖而不利用葡萄糖的直投式酸奶发酵剂,在发酵过程中将葡萄糖部分释放到胞外,从而实现内源增甜,将成为发酵剂生产中的一种创新策略。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种具有内源增甜功效的嗜热链球菌、菌株组合及其应用。
为达到此发明目的,本发明采用以下技术方案:
第一方面,本发明提供一种具有内源增甜功效的嗜热链球菌,所述具有内源增甜功效的嗜热链球菌命名为嗜热链球菌Streptococcus thermophilus ST27菌株,保藏单位为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.24475,保藏日期为2022年3月07日,保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号。
第二方面,本发明提供一种具有内源增甜功效的菌株组合,所述菌株组合包括如第一方面所述的具有内源增甜功效的嗜热链球菌、德氏乳杆菌保加利亚亚种LB42和植物乳杆菌Lp05。
优选地,所述嗜热链球菌、德氏乳杆菌保加利亚亚种LB42与植物乳杆菌Lp05的质量比为(15-30):(1-15):(1-15),优选为(20-30):(1-4):(2-6)。
上述(15-30)中的具体数值例如15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30等。
上述(1-15)中的具体数值例如1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15等。
第三方面,本发明提供如第一方面所述的具有内源增甜功效的嗜热链球菌或如第二方面所述的具有内源增甜功效的菌株组合在制备发酵剂和/或发酵食品中的应用。
所述发酵食品例如酸奶、豆乳、干酪等。
第四方面,本发明提供一种具有内源增甜功效的直投式发酵剂,所述直投式发酵剂包括菌株和保护剂,所述菌株包括如第一方面所述的具有内源增甜功效的嗜热链球菌或如第二方面所述的具有内源增甜功效的菌株组合。
优选地,所述保护剂包括海藻糖、蔗糖、甘露醇或吐温-80中的任意一种或至少两种的组合,所述至少两种的组合例如海藻糖和蔗糖的组合、甘露醇和吐温-80的组合、蔗糖和甘露醇的组合,其他任意的组合方式均可。
优选地,所述保护剂按重量份数计包括海藻糖10-15份、甘油1-2份、甘露醇0.02-0.1份、吐温-80 0.02-0.1份。
上述10-15份中的具体数值例如10份、10.5份、11份、11.5份、12份、12.5份、13份、13.5份、14份、14.5份、15份等。
上述1-2份中的具体数值例如1份、1.1份、1.2份、1.3份、1.4份、1.5份、1.6份、1.7份、1.8份、1.9份、2份等。
上述0.02-0.1份中的具体数值例如0.02份、0.03份、0.04份、0.05份、0.06份、0.07份、0.08份、0.09份、0.1份等。
第五方面,本发明提供一种如第四方面所述的具有内源增甜功效的直投式发酵剂的制备方法,所述制备方法包括培养菌株,离心得菌泥,与保护剂混合,冻干即得。
若所述直投式发酵剂中含有多种菌株,则参照上述方法分别得到各菌株的冻干菌粉后,按一定比例混合后,即得直投式发酵剂。
优选地,所述培养的温度为30-45℃,例如30℃、31℃、32℃、33℃、34℃、35℃、36℃、37℃、37.5℃、38℃、38.5℃、39℃、39.5℃、40℃、40.5℃、41℃、41.5℃、42℃、42.5℃、43℃、43.5℃、44℃、44.5℃、45℃等。
优选地,所述嗜热链球菌和德氏乳杆菌保加利亚亚种LB42的培养温度各自独立地为37-45℃,例如37℃、37.5℃、38℃、38.5℃、39℃、39.5℃、40℃、40.5℃、41℃、41.5℃、42℃、42.5℃、43℃、43.5℃、44℃、44.5℃、45℃等。
优选地,所述植物乳杆菌Lp05培养温度为30-37℃,例如30℃、31℃、32℃、33℃、34℃、35℃、36℃、37℃等。
优选地,所述培养的时间为10-30h,例如10h、12h、13h、14h、15h、16h、17h、18h、19h、20h、21h、22h、23h、24h、26h、28h、30h等。
优选地,所述培养在pH 6.5-7.5的条件下进行,例如6.5、6.6、6.7、6.8、6.9、7.0、7.1、7.2、7.3、7.4、7.5等。
优选地,所述离心的转速为6000-10000rpm,例如6000rpm、6500rpm、7000rpm、7500rpm、8000rpm、8500rpm、9000rpm、9500rpm、10000rpm等。
优选地,所述离心的时间为10-25min,例如10min、11min、12min、13min、14min、15min、16min、17min、18min、19min、20min、21min、22min、23min、24min、25min等。
第六方面,本发明提供一种内源增甜的酸奶,所述内源增甜的酸奶的制备原料包括如第四方面所述的具有内源增甜功效的直投式发酵剂、生牛乳和添加剂。
优选地,在所述酸奶中,所述直投式发酵剂的接种量为20-40g/T,例如20g/T、22g/T、24g/T、26g/T、28g/T、30g/T、32g/T、34g/T、36g/T、38g/T、40g/T等。
优选地,所述添加剂包括蔗糖、乳清蛋白或稳定剂中的任意一种或至少两种的组合,所述至少两种的组合例如蔗糖和乳清蛋白的组合、乳清蛋白和稳定剂的组合、蔗糖和稳定剂的组合等,其他任意的组合方式均可。
优选地,所述制备原料以质量百分含量计包括生牛乳85%-98%、蔗糖0.5%-6%、乳清蛋白粉0.5-3%和稳定剂0.2%-0.8%。
上述85%-98%中的具体数值例如85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%等。
上述0.5%-6%中的具体数值例如0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%、5%、5.5%、6%等。
上述0.5-3%中的具体数值例如0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%等。
上述0.2%-0.8%中的具体数值例如0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%等。
优选地,所述稳定剂包括果胶、大豆多糖、琼脂、卡拉胶或变性淀粉中的任意一种或至少两种的组合,所述至少两种的组合例如果胶和大豆多糖的组合、卡拉胶和变性淀粉的组合、琼脂和卡拉胶的组合等,其他任意的组合方式均可。
第七方面,本发明提供一种如第六方面的内源增甜的酸奶的制备方法,所述制备方法包括将生牛乳与添加剂混合,进行均质,加入直投式发酵剂,进行发酵,即得。
优选地,所述均质的温度为60-75℃,例如60℃、61℃、62℃、63℃、64℃、65℃、66℃、67℃、68℃、69℃、70℃、71℃、72℃、73℃、74℃、75℃等。
优选地,所述均质的压力为10-20MPa,例如10MPa、11MPa、12MPa、13MPa、14MPa、15MPa、16MPa、17MPa、18MPa、19MPa、20MPa等。
优选地,所述均质后还包括灭菌。
优选地,所述灭菌的方式包括巴氏灭菌。
优选地,所述灭菌的温度为90-95℃,例如90℃、90.5℃、91℃、91.5℃、92℃、92.5℃、93℃、93.5℃、94℃、94.5℃、95℃等,所述灭菌的时间为5-10min,例如5min、5.5min、6min、6.5min、7min、7.5min、8min、8.5min、9min、9.5min、10min等。
优选地,所述发酵的温度为37-45℃,例如37℃、37.5℃、38℃、38.5℃、39℃、39.5℃、40℃、40.5℃、41℃、41.5℃、42℃、42.5℃、43℃、43.5℃、44℃、44.5℃、45℃等。
优选地,所述发酵的时间为4-8h,例如4h、4.5h、5h、5.5h、6h、6.5h、7h、7.5h、8h等。
本发明所述的数值范围不仅包括上述列举的点值,还包括没有列举出的上述数值范围之间的任意的点值,限于篇幅及出于简明的考虑,本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
本发明提供的嗜热链球菌ST27属于葡萄糖缺陷型菌株,可代谢半乳糖,在发酵牛乳时能够利用乳糖酶酶解释放出的半乳糖产生乳酸而将葡萄糖分泌释放出,为发酵乳制品提供天然内源的甜度。
此外,本发明创造性地将德氏乳杆菌保加利亚亚种LB42和植物乳杆菌Lp05与嗜热链球菌ST27进行复配组合,三种菌剂相互配合,协同增效,有利于发酵过程的进行,促进了嗜热链球菌ST27利用半乳糖、释放葡萄糖,即提高了其内源增甜的能力,即,三种菌株在充分利用半乳糖、分泌释放更多的葡萄糖方面产生了协同增效的作用,为发酵乳制品提供更多的天然内部甜度。将其应用在发酵乳产品中,可以通过代谢利用半乳糖,而将葡萄糖释放出来,从而使发酵结束后酸奶中具有甜感的葡萄糖含量可达1.0-2.0g/100g,半乳糖含量可降低至0.31-0.46g/100g,乳糖含量可降低至4-5g/100g,实现从内源提高发酵乳产品的甜度,减少甜味剂或蔗糖的添加,从而减少甜味剂给产品带来的影响以及蔗糖的添加量(在保持口感的同时,可以实现将外源甜味剂的添加量减少一倍以上),更加天然安全,也可以降低发酵乳产品的生产成本。值得一提的是,除甜感外,采用本发明的发酵剂发酵得到的酸奶产品在质构,风味方面也优于现有技术中的发酵剂或其他的菌株组合,产品的综合指标优异。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果,以下结合本发明的优选实施例来进一步说明本发明的技术方案,但本发明并非局限在实施例范围内。
以下实施例中,若无特殊说明,所有的试剂及耗材均购自本领域常规试剂厂商;若无特殊说明,所用的实验方法和技术手段均为本领域常规的方法和手段。
下述制备例、实施例、对比例、测试例所涉及的菌株保藏信息如下:
德氏乳杆菌保加利亚亚种(Lactobacillus delbrueckii subsp.bulgaricus)LB42菌株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CGMCCNo.15751,保藏日期为2018年05月11日,保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号;
植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)Lp05菌株,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.23547,保藏日期为2021年10月09日,保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号。
制备例1
本制备例提供一种具有内源增甜功能的嗜热链球菌ST27,其分离筛选方法如下:
将奶豆腐样品梯度稀释后,取合适的稀释液涂布在含有10mmol/L 2-DG半乳糖M17琼脂培养基中于37℃培养16h,挑取固体平板上透明圈内外径比值较大的菌落,重复进行划线培养,获得单菌落,挑取单菌落在37℃下使用含有10mmol/L 2-DG半乳糖M17液体培养基扩大培养,再使用质量浓度为30%的甘油进行保藏。
将分离得到的单菌落接种于半乳糖M17液体培养基中,37℃培养16h后,得到的活化液后按照2%接种于灭菌生牛乳中,于43℃发酵至滴定酸度70°T终止,测定酸奶中乳糖,半乳糖和葡萄糖的含量,选择乳糖和半乳糖含量低,葡萄糖含量高的菌株,进行鉴定,得到嗜热链球菌ST27。
对筛选得到的嗜热链球菌ST27进行16S rDNA分子生物学鉴定。挑取单菌落,利用无菌水混匀,加入细菌通用引物,进行菌落PCR扩增,对其基因序列进行测定。其16S rDNA碱基序列如下(SEQ ID NO.1):
TTACCTCACCGACTTCGGGTGTTACAAACTCTCGTGGTGTGACGGGCGGTGTGTACAAGGCCCGGGAACGTATTCACCGCGGCGTGCTGATCCGCGATTACTAGCGATTCCGACTTCATGTAGGCGAGTTGCAGCCTACAATCCGAAC
TGAGATTGGCTTTAAGAGATTAGCTCGCCGTCACCGACTCGCAACTCGTTG
TACCAACCATTGTAGCACGTGTGTAGCCCAGGTCATAAGGGGCATGATGA
TTTGACGTCATCCCCACCTTCCTCCGGTTTATTACCGGCAGTCTCGCTAGA
GTGCCCAACTGAATGATGGCAACTAACAATAGGGGTTGCGCTCGTTGCGG
GACTTAACCCAACATCTCACGACACGAGCTGACGACAACCATGCACCACC
TGTCACCGATGTACCGAAGTAACTTTCTATCTCTAGAAATAGCATCGGGAT
GTCAAGACCTGGTAAGGTTCTTCGCGTTGCTTCGAATTAAACCACATGCTC
CACCGCTTGTGCGGGCCCCCGTCAATTCCTTTGAGTTTCAACCTTGCGGTC
GTACTCCCCAGGCGGAGTGCTTAATGCGTTAGCTTCGGCACTGAATCCCGG
AAAGGATCCAACACCTAGCACTCATCGTTTACGGCGTGGACTACCAGGGT
ATCTAATCCTGTTCGCTCCCCACGCTTTCGAGCCTCAGCGTCAGTTACAGA
CCAGAGAGCCGCTTTCGCCACCGGTGTTCCTCCATATATCTACGCATTTCA
CCGCTACACATGGAATTCCACTCTCCCCTTCTGCACTCAAGTTTGACAGTT
TCCAAAGCGAACTATGGTTGAGCCACAGCCTTTAACTTCAGACTTATCAAA
CCGCCTGCGCTCGCTTTACGCCCAATAAATCCGGACAACGCTCGGGACCT
ACGTATTACCGCGGCTGCTGGCACGTAGTTAGCCGTCCCTTTCTGGTAAGC
TACCGTCACAGTGTGAACTTTCCACTCTCACACCCGTTCTTGACTTACAAC
AGAGCTTTACGATCCGAAAACCTTCTTCACTCACGCGGCGTTGCTCGGTC
AGGGTTGCCCCCATTGCCGAAGATTCCCTACTGCTGCCTCCCGTAGGAGTC
TGGGCCGTGTCTCAGTCCCAGTGTGGCCGATCACCCTCTCAGGTCGGCTAT
GTATCGTCGCCTAGGTGAGCCATTACCTCACCTACTAGCTAATACAACGCA
GGTCCATCTTGTAGTGGAGCAATTGCCCCTTTCAAATAAATGACATGTGTC
ATCCATTGTTATGCGGTATTAGCTATCGTTTCCAATAGTTATCCCCCGCTACA
AGGCAGGTTACCTACGCGTTACTCACCCGTTCGCAACTCATCCAAGAAGAGCAAGCTCCTCTCTTCAGCGTTCTA。
实施例1
本实施例提供了一种具有内源增甜功效的直投式酸奶发酵剂,配方:嗜热链球菌ST27冻干菌粉、德氏乳杆菌保加利亚亚种LB42冻干菌粉和植物乳杆菌Lp05冻干菌粉,重量比为27:1:2;
其制备方法如下:
(1)将嗜热链球菌ST27甘油管溶解后,按照2%接种于半乳糖M17液体培养基中,在pH6.8,37℃培养16h得到ST27培养液;将德氏乳杆菌保加利亚亚种LB42甘油管溶解后,按照2%接种于MRS液体培养基中,在pH6.8,37℃培养24h得到LB42培养液;将植物乳杆菌Lp05冻存管溶解后,按照2%接种于MRS液体培养基中,在37℃培养得到Lp05培养液;
(2)将步骤(1)得到的ST27培养液、LB42培养液和Lp05培养液,分别用6000rpm的转速离心20min,收集菌泥,按照菌泥与冻干保护剂1:2的质量比,加入冻干保护剂(海藻糖12%,甘油1.5%,甘露醇0.05%,吐温-80 0.03%,余量为水),经过乳化后,进行冷冻干燥,分别得到嗜热链球菌ST27冻干菌粉、德氏乳杆菌保加利亚亚种LB42冻干菌粉和植物乳杆菌Lp05冻干菌粉;
(3)将步骤(2)得到的各冻干菌粉按比例进行混合,即得所述具有内源增甜功效的直投式酸奶发酵剂。
实施例2
本实施例提供了一种具有内源增甜功效的直投式酸奶发酵剂,配方:嗜热链球菌ST27冻干菌粉、德氏乳杆菌保加利亚亚种LB42冻干菌粉和植物乳杆菌Lp05冻干菌粉,重量比为13:1:1;
其制备方法如下:
(1)将嗜热链球菌ST27甘油管溶解后,按照2%接种于半乳糖M17液体培养基中,在pH 7.0,42℃培养12h得到ST27培养液;将德氏乳杆菌保加利亚亚种LB42甘油管溶解后,按照2%接种于MRS液体培养基中,在pH 6.8,42℃培养20h得到LB42培养液;将植物乳杆菌Lp05冻存管溶解后,按照2%接种于MRS液体培养基中,在pH 6.8,36℃培养得到Lp05培养液;
(2)将步骤(1)得到的ST27培养液、LB42培养液和Lp05培养液,分别用8000rpm的转速离心15min,收集菌泥,按照菌泥与冻干保护剂1:3的质量比,加入冻干保护剂(海藻糖10%,甘油2%,甘露醇0.1%,吐温-80 0.02%,余量为水),经过乳化后,进行冷冻干燥,分别得到嗜热链球菌ST27冻干菌粉、德氏乳杆菌保加利亚亚种LB42冻干菌粉和植物乳杆菌Lp05冻干菌粉;
(3)将步骤(2)得到的各冻干菌粉按比例进行混合,即得所述具有内源增甜功效的直投式酸奶发酵剂。
实施例3
本实施例提供了一种具有内源增甜功效的直投式酸奶发酵剂,配方:嗜热链球菌ST27冻干菌粉、德氏乳杆菌保加利亚亚种LB42冻干菌粉和植物乳杆菌Lp05冻干菌粉,重量比为10:2:3;
其制备方法如下:
(1)将嗜热链球菌ST27甘油管溶解后,按照2%接种于半乳糖M17液体培养基中,在pH 7.2,37℃培养24h得到ST27培养液;将德氏乳杆菌保加利亚亚种LB42甘油管溶解后,按照2%接种于MRS液体培养基中,在pH 7.0,37℃培养16h得到LB42培养液;将植物乳杆菌Lp05冻存管溶解后,按照2%接种于MRS液体培养基中,在pH 6.8,37℃培养得到Lp05培养液;
(2)将步骤(1)得到的ST27培养液、LB42培养液和Lp05培养液,分别用10000rpm的转速离心10min,收集菌泥,按照菌泥与冻干保护剂1:2.5的质量比,加入冻干保护剂(海藻糖15%,甘油1%,甘露醇0.02%,吐温-80 0.08%,余量为水),经过乳化后,进行冷冻干燥,分别得到嗜热链球菌ST27冻干菌粉、德氏乳杆菌保加利亚亚种LB42冻干菌粉和植物乳杆菌Lp05冻干菌粉;
(3)将步骤(2)得到的各冻干菌粉按比例进行混合,即得所述具有内源增甜功效的直投式酸奶发酵剂。
实施例4
本实施例提供一种具有内源增甜功效的直投式酸奶发酵剂,其与实施例1的区别仅在于不含植物乳杆菌Lp05冻干菌粉,嗜热链球菌ST27冻干菌粉与德氏乳杆菌保加利亚亚种LB42冻干菌粉的重量比为27:1,制备方法参照实施例1。
实施例5
本实施例提供一种具有内源增甜功效的直投式酸奶发酵剂,其与实施例1的区别仅在于不含德氏乳杆菌保加利亚亚种LB42冻干菌粉,嗜热链球菌ST27冻干菌粉与植物乳杆菌Lp05冻干菌粉的重量比为27:2,制备方法参照实施例1。
实施例6
本实施例提供一种具有内源增甜功效的直投式酸奶发酵剂,其与实施例1的区别仅在于将“德氏乳杆菌保加利亚亚种LB42冻干菌粉”替换为等质量的“德氏乳杆菌保加利亚亚种ATCC BAA-365冻干菌粉”,将“植物乳杆菌Lp05冻干菌粉”替换为等质量的“植物乳杆菌ATCC 8014冻干菌粉”,其他条件不变,制备方法参照实施例1。ATCC BAA-365冻干菌粉的制备方法参照LB42冻干菌粉的制备方法,ATCC 8014冻干菌粉的制备方法参照Lp05冻干菌粉的制备方法,不再赘述。
对比例1
本对比例提供一种直投式酸奶发酵剂,其与实施例1的区别仅在于将实施例1的“嗜热链球菌ST27冻干菌粉”替换为等质量的“嗜热链球菌ATCC 19258冻干菌粉”其他组分及含量均不变。
其制备方法参照实施例1。
嗜热链球菌ATCC 19258冻干菌粉的制备方法参照嗜热链球菌ST27冻干菌粉的制备方法。
应用例1
本应用例提供一种内源增甜的酸奶产品,其制备原料以质量百分数计包括乳清蛋白粉2.5%、蔗糖2%、琼脂0.5%、果胶0.3%和实施例1的直投式酸奶发酵剂0.003%,余量为原料乳(即生牛乳)。
(1)将原料乳预热至75℃左右,乳清蛋白粉、蔗糖、琼脂和果胶混合均匀后加入预热的原料乳中,剪切15min至溶解均匀,得到混合基料;
(2)将步骤(1)得到的混合基料于65℃、20MPa下均质;
(3)将均质后的混合料加热至95℃并保温5min进行灭菌,得到待发酵基料。
(4)将步骤(3)中的待发酵基料冷却至43℃,接种直投式酸奶发酵剂,于43℃发酵,发酵至70°T终止,破乳,即得所述内源增甜的酸奶产品。
应用例2
本应用例提供一种内源增甜的酸奶产品,其制备原料以质量百分数计包括乳清蛋白粉2%、蔗糖3.5%、琼脂0.3%、果胶0.4%和实施例2的直投式酸奶发酵剂0.003%,余量为原料乳。制备方法如下:
(1)将原料乳预热至75℃左右,乳清蛋白粉、蔗糖、琼脂、果胶混合均匀后加入预热的原料乳中,剪切15min至溶解均匀,得到混合基料;
(2)将步骤(1)得到的混合基料于60℃、18MPa下均质;
(3)将均质后的混合料加热至95℃并保温5min进行灭菌,得到待发酵基料;
(4)将步骤(3)中的待发酵基料冷却至40℃,接种直投式酸奶发酵剂,于40℃发酵,发酵至70°T终止,破乳,即得所述内源增甜的酸奶产品。
应用例3
本应用例提供一种内源增甜的酸奶产品,其制备原料以质量百分数计包括乳清蛋白粉2.5%,蔗糖5.5%、琼脂0.5%、果胶0.3%和实施例3的直投式酸奶发酵剂0.003%,余量为原料乳。
(1)将原料乳预热至75℃左右,乳清蛋白粉、蔗糖、琼脂和果胶混合均匀后加入预热的原料乳中,剪切15min至溶解均匀,得到混合基料;
(2)将步骤(1)得到的混合基料于65℃、20MPa下均质;
(3)将均质后的混合料加热至95℃并保温5min进行灭菌,得到待发酵基料。
(4)将步骤(3)中的待发酵基料冷却至44℃,接种直投式酸奶发酵剂,于44℃发酵,发酵至70°T终止,破乳,即得所述内源增甜的酸奶产品。
应用例4-6
应用例4-6提供三种内源增甜的酸奶产品,其制备原料与应用例1的区别仅在于,将“实施例1的直投式酸奶发酵剂”分别替换为等量的“实施例4-6的直投式酸奶发酵剂”,其他条件及制备方法参照应用例1。
对比应用例1
本对比应用例提供一种酸奶产品,其与应用例1的区别仅在于,将“实施例1的直投式酸奶发酵剂”替换为等量的“对比例1的直投式酸奶发酵剂”,其他条件及制备方法参照应用例1。
对比应用例2
本对比应用例提供一种酸奶产品,其与应用例1的区别仅在于,将“实施例1的直投式酸奶发酵剂”替换为“市售具有内源增甜的酸奶发酵剂Y-1,购自科汉森”,保持接种的活菌数不变,其他条件及制备方法参照应用例1。
对比应用例3
本对比应用例提供一种酸奶产品,其与应用例1的区别仅在于,将“实施例1的直投式酸奶发酵剂”替换为“普通的常规酸奶发酵剂,来自微康益生菌(苏州)股份有限公司”,保持接种的活菌数不变,其他条件及制备方法参照应用例1。
对比应用例3’
本对比应用例提供一种酸奶产品,其与应用例1的区别仅在于,将“实施例1的直投式酸奶发酵剂”替换为“普通的常规酸奶发酵剂,来自微康益生菌(苏州)股份有限公司”,保持接种的活菌数不变,且将制备原料“蔗糖1%”增加至“蔗糖5.5%”,其他条件及制备方法参照应用例1。
测试例1
发酵特性测试
针对应用例1-3和对比应用例1提供的酸奶产品进行发酵特性测试,测试项目包括发酵活力、持水性、粘度和货架期内后酸变化,测试方法如下;
(1)发酵活力测试分析
以pH达到4.6所需要的时间来反映发酵活力,时间越短代表发酵活力越好,采用pH计(METTLER TOLEDO pH计)进行分析测定;
(2)持水性测试分析
取4℃发酵乳20g于离心管中,室温下离心弃上清液,离心管倒置10min后立即称重。
计算公式:
持水率=(离心、倒置后剩余沉淀的重量/所称发酵乳的质量)×100%
(3)粘度测试分析
取50g酸奶样品于粘度计样品管中,采用黏度计(proRheo R180)测定产品黏度,分析在货架期内粘度的变化;
(4)后酸测试分析
将发酵好的酸奶产品置于10℃环境中,采用酸碱滴定法跟踪测定1,7,14和21天的产品酸度变化;
测试结果如表1所示。
表1
结果显示:各实施例的具有内源增甜功效的酸奶发酵剂在发酵和贮藏期间,与普通发酵菌种(对比例1)趋势基本相同,各酸奶发酵剂发酵速度快,基本4.5-5h可以终止。货架期内后酸跟踪结果发现10℃放置21天后酸度仍在90°T以下,说明本发明的发酵剂后酸化程度较弱,可以减少货架期内因后酸引起的感官品质下降,为低糖酸奶的生产提供了必要的保证。
感官状态方面,可以发现本发明提供的发酵剂持水性以及粘度均较好,而且在货架期内粘度和持水性保持也很好,也进一步说明嗜热链球菌ST27除了碳源代谢特性方面的差异外,其与普通嗜热链球菌在发酵特性方面无明显差异,而且其与德氏乳杆菌保加利亚亚种LB42和植物乳杆菌Lp05协同作用也较好,可作为酸奶发酵剂用于生产。
测试例2
酸奶中半乳糖和葡萄糖含量测定
对应用例1、4-6和对比应用例1-3的酸奶在发酵终止时的半乳糖和葡萄糖含量进行对比分析测定,半乳糖和葡萄糖含量采用高效液相色谱法(HPLC)测定:
取1g发酵乳,加入5mL 45mM H2SO4溶液,旋涡振荡器震荡1min后超声30min,将所得混合溶液在4℃,6000g下离心20min,上清液用0.22μm滤膜过滤后,采用HPLC分别测定样品中半乳糖和葡萄糖的含量,色谱柱采用HPX-87H,流动相为3mM H2SO4溶液,流速为0.5mL/min。
具体结果如表2所示。
表2
结果显示,与各对比应用例相比,应用例1,4-6提供的内源增甜的酸奶产品终止时半乳糖的含量更低且葡萄糖含量显著更高,说明本发明提供的直投式酸奶发酵剂对乳糖、半乳糖代谢能力均较高,释放产生的葡萄糖含量更高,其从内源提高酸奶甜度的能力也更好。
由应用例1与对比应用例1的对比结果可知,将本发明的内源增甜发酵剂中的嗜热链球菌ST27对乳糖、半乳糖的代谢能力,及分泌释放葡萄糖的能力显著优于其他普通嗜热链球菌,此结果充分说明了本发明的嗜热链球菌ST27在酸奶发酵内源增甜、改善酸奶风味方面的优势。
与应用例4-6相比,应用例1提供的酸奶产品的半乳糖含量更低,葡萄糖含量更高,此结果说明,嗜热链球菌ST27与德氏乳杆菌保加利亚亚种LB42和植物乳杆菌Lp05进行复配组合,三种菌剂相互配合,协同增效,有利于发酵过程的进行,促进了嗜热链球菌ST27利用半乳糖、释放葡萄糖,提高了其内源增甜的能力。
测试例3
感官评价
选取志愿者20名组成评价小组,该小组成员都经过专业的食品感官分析和评价培训,对应用例1,4-6、对比应用例1-4提供的酸奶产品进行感官评价并打分。评价指标如表3所示:
表3
各组评分结果见表4。
表4
组别 | 质构 | 风味 | 酸甜感 |
应用例1 | 9.1 | 8.7 | 8.8 |
应用例4 | 8.6 | 8.3 | 8.3 |
应用例5 | 8.7 | 8.5 | 8.3 |
应用例6 | 8.7 | 8.3 | 8.2 |
对比应用例1 | 8.9 | 7.9 | 3.0 |
对比应用例2 | 5.2 | 5.0 | 5.6 |
对比应用例3 | 8.2 | 8.1 | 3.0 |
对比应用例3’ | 8.3 | 8.5 | 8.9 |
结果显示,应用例1、4-6提供的酸奶产品质构细腻,酸奶风味好,酸甜感自然,综合品质显著优于市售甜感发酵剂Y-1(对比应用例2)或市售常规发酵剂(对比与应用例3)制得的酸奶。
特别地,对比应用例3’为采用市售常规发酵剂制得的酸奶,其蔗糖配方为5.5%;而应用例1为由本发明的内源增甜发酵剂制得的酸奶,蔗糖含量仅为2%,经评价,两种产品的酸甜感非常接近,说明本发明提供的内源增甜发酵剂用于酸奶发酵,在保持口感的同时,可以实现将外源甜味剂的添加量减少一倍以上,优势明显。
由应用例1与对比应用例1的对比结果可知,将本发明的内源增甜发酵剂中的嗜热链球菌ST27替换为等量的其他普通嗜热链球菌,得到的产品的酸甜感明显变差,同时风味也受一定的影响,此结果充分说明了本发明的嗜热链球菌ST27在酸奶发酵内源增甜、改善酸奶风味方面的优势。
对比应用例1与应用例4-6可知,由应用例1提供的酸奶产品在质构,风味和甜感方面较好于应用例4-6的酸奶产品,说明嗜热链球菌ST27与德氏乳杆菌保加利亚亚种LB42和植物乳杆菌Lp05进行复配组合,三种菌剂相互配合,协同增效,有利于发酵过程的进行,促进了嗜热链球菌ST27利用半乳糖、释放葡萄糖,即提高了其内源增甜的能力,改善了产品质构和风味,提升了产品的感官体验。
申请人声明,本发明通过上述实施例,应用例来说明本发明的一种具有内源增甜功效的嗜热链球菌、菌株组合及其应用,但本发明并不局限于上述实施例,应用例,即不意味着本发明必须依赖上述实施例,应用例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
Claims (10)
1.一种具有内源增甜功效的嗜热链球菌,其特征在于,所述具有内源增甜功效的嗜热链球菌命名为嗜热链球菌Streptococcus thermophilus ST27菌株,保藏单位为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.24475,保藏日期为2022年3月07日,保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号。
2.一种具有内源增甜功效的菌株组合,其特征在于,所述菌株组合包括如权利要求1所述的具有内源增甜功效的嗜热链球菌、德氏乳杆菌保加利亚亚种LB42和植物乳杆菌Lp05。
3.如权利要求2所述的具有内源增甜功效的菌株组合,其特征在于,所述嗜热链球菌、德氏乳杆菌保加利亚亚种LB42与植物乳杆菌Lp05的质量比为(15-30):(1-15):(1-15)。
4.如权利要求1所述的具有内源增甜功效的嗜热链球菌或如权利要求2-3中任一项所述的具有内源增甜功效的菌株组合在制备发酵剂和/或发酵食品中的应用。
5.一种具有内源增甜功效的直投式发酵剂,其特征在于,所述直投式发酵剂包括菌株和保护剂,所述菌株包括如权利要求1所述的具有内源增甜功效的嗜热链球菌或如权利要求2-3中任一项所述的具有内源增甜功效的菌株组合。
6.如权利要求5所述的具有内源增甜功效的直投式发酵剂,其特征在于,所述保护剂包括海藻糖、蔗糖、甘露醇或吐温-80中的任意一种或至少两种的组合。
7.一种如权利要求5或6所述的具有内源增甜功效的直投式发酵剂的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括培养菌株,离心得菌泥,与保护剂混合,冻干,即得。
8.如权利要求7所述的具有内源增甜功效的直投式发酵剂的制备方法,其特征在于,所述培养的温度为30-45℃,所述培养的时间为10-30h。
9.一种内源增甜的酸奶,其特征在于,所述内源增甜的酸奶的制备原料包括如权利要求5或6所述的具有内源增甜功效的直投式发酵剂、生牛乳和添加剂。
10.一种如权利要求9所述的内源增甜的酸奶的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括将生牛乳与添加剂混合,进行均质,加入直投式发酵剂,进行发酵,即得。
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