CN1949982A - 用微生物片剂接种培养基的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种接种培养基的方法，所述方法包括：使微生物与培养基接触，其中所述微生物为片剂形式。

Description

用微生物片剂接种培养基的方法
技术领域
本发明涉及能用于直接或半直接接种的微生物片剂。
背景技术
微生物，特别是乳酸菌(lactic bacteria)，用于许多工业特别是农业食品工业中。
具体地说，乳酸菌尤其被用于给食品发酵、加味、精制或使食品松软，特别是乳制品或腌制食品。乳酸菌还被用于保护含有它们的培养基免受其他的微生物污染，并且它们还具有益生菌作用。
取决于各种用途，乳酸菌以组合物形式销售，该组合物尤其包括乳酸菌混合物，其被称作酵素或引子。
酵素通常为浓缩形式、干燥形式、冻干或冷冻形式，或为悬浮剂，并且大多以悬浮液形式使用。就干燥形式、冻干或冷冻形式的乳酸菌来说，在使用它们之前，必须预先制成悬浮液。
这些浓缩制剂类型具有双重优点，既长时间地保持了菌种的存活，又非常适合于直接接种，其中酵素直接被引入需要处理或接种的培养基中。后者是有利的，因为已证实酵素在使用之前无需在培养基里预培养，这与所谓的半直接接种不同。
当所使用的这些酵素为干燥形式或冻干形式时，它们为粉末形式，其具有某些缺点。特别是，由于微生物粉末的密度较低，它们不能穿过液体倒入工业用桶时可能形成的泡沫，例如一大桶乳液上的泡沫。
为满足工业需要，必须找到另一种能避免粉末缺点的直接接种的方法。
发明内容
因此本发明需要解决的问题是提供一种适于直接接种的新方法。
意想不到地，发明人证明了片剂形式的微生物用于直接或半直接接种是可行的。
本发明的第一方面是提供一种接种培养基的方法，所述方法包括：使微生物与培养基接触，其特征在于所述微生物为片剂形式。
本发明的第二个方面是提供一种生产发酵制品的方法，所述方法包括：根据前述任一项权利要求接种培养基，并发酵所述培养基。
本发明的第三方面是提供微生物用于接种培养基的用途，其中该微生物为片剂形式。
本发明显示出决定性的优势，特别是当微生物为酵素时；这些优势是较小体积的酵素具有立即可用性，温度为，取决于微生物的种类，0℃到40℃时片剂形式微生物的稳定性、以确定和恒定比例产生不同种类或不同株的复合混合物的可能性、与使用了所述微生物而制备的标准酵素相比较增加的性能规律性、酵素的严格确定的质量。
该优点所显示出的另一个优点是，微生物片剂可以等同有效地用于直接或半直接接种。
本发明的另一个优点是，片剂形式微生物保持存活性，且当它们被再次混悬时活化。在根据本发明压缩之后，它们可以在适合它们生长的培养基中重新繁殖。
此外，片剂形式的微生物具有使用时不产生粉尘的优点，这意味着没有产物损失。
有利地，微生物片剂具有使之可操作的的机械抗性。
本发明还有能应用于所有工业的优点，特别是农业食品、药品、化妆品、食品和农产品加工业，以及动物营养、动物饲料、去污剂、废水处理、污染控制和广义卫生学领域，所述的广义卫生学领域特别是日常卫生、个人卫生(例如牙膏)或工业卫生。
优选地，本发明片剂的密度宜高于或等于0.8，优选高于或等于1。该优点使得本发明片剂更容易使用，特别是用于工业容器中接种培养基。
本发明的其他优点和特性将通过阅读以下说明书和实施例而明朗化，所述实施例纯粹作为示例而不具有限制性。
本发明涉及微生物用于接种培养基的用途，其特征在于，该微生物为片剂形式。
术语“片剂形式”是指，经过压缩或任何其他压实手段的含微生物粉末。
本发明的微生物片剂可以由本领域普通技术人员以标准方法、使用任何标准压缩装置通过压缩而得。可以使用压片机，特别是具有冷却装置的压片机。适于本发明的压片机类型中，可以提到单轴Zwick1478压片机。所用的压片压力最多为400MPa，优选最多200MPa。优选地，所施加的压片压力为20MPa到100MPa，更优选为40MPa到80MPa。
压片之后，片剂优选存贮在非潮湿或仅略微潮湿的气氛下，以预防微生物变得潮湿。因此可以将片剂存贮在例如塑料袋、容器、药丸盒、防氧气和湿气的镀铝袋中。优选地，将片剂保持在高于0℃例如4℃的温度下。
本发明所用的微生物优选干燥或冻干的粉末形式。它们可以含有在干燥或冻干过程中增加的不同的添加剂。它们还可以含有促进它们生物活性的活化剂，其被称作活化剂，例如描述在专利申请WO02/24870里所述。
本发明所用的微生物可以是细菌，例如乳酸菌或益生菌、酵母、真菌、霉菌、藻类或微生物孢子。
可能适合本发明的乳酸菌包括所有通常用于下述领域中的乳酸菌：农业食品、药品、化妆品、食品和农产品加工业，以及动物营养、动物饲料、去污剂、废水处理、污染控制和广义卫生学领域，所述的广义卫生学领域特别是日常卫生、个人卫生(例如牙膏)或工业卫生。
作为指引，存在于酵素中使用最多的乳酸菌属于下述菌属：乳球菌属(Lactococcus)、链球菌属(Streptococcus)、乳杆菌属(Lactobacillus)、白联珠菌属(Leuconostoc)、片球菌属(Pediococcus)、双歧杆菌属(Bifidobacterium)、短杆菌属(Brevibacterium)、肉食杆菌属(Carnobacterium)、肠球菌属(Enterococcus)、小球菌属(Micrococcus)、漫游球菌属(Vagococcus)、葡萄球菌属(Staphylococcus)、杆菌属(bacillus)、库克菌属(Kocuria)、节杆菌属(Arthrobacter)、丙酸杆菌属(Proprionibacterium)和棒杆菌属(Corynebactrium)。这些乳酸菌可以单独使用或混合使用。上述所列不是穷举的。
此外，还可以提及什么是适合于本发明的被称作益生菌的细菌。益生菌或菌株是指一种菌株，以活体形式被摄取，对宿主具有有益的效果，对肠内菌群的平衡起作用。这些益生菌株经过消化道上部后能够存活。它们是非病原性的和非毒性的，且对健康有着有益的作用，一方面通过与消化道的常居菌群的生态相互作用，另一方面通过它们以积极的方式影响着与肠有关的免疫组织的能力。根据益生菌的定义，当存在的数量足够时，这些细菌具有活着穿过整个肠道的能力。然后，在服用期间，它们成为常居菌群的一部分。这种建群现象(或暂时性的建群现象)使得益生菌具有有益的效果，例如抑制存在于菌群中的潜在的病原微生物，以及与肠的免疫系统相互影响。
在被压入片剂成型之前，本发明微生物可以与适于压片的成分混合。
适于压片的成分可以是：
●可溶性可压缩化合物，特别是多糖类、寡聚糖例如菊粉、糖例如蔗糖、果糖或乳糖、多元醇例如山梨醇或甘露醇、可溶性盐例如碳酸盐或可溶性磷酸酯盐包括磷酸二钙；
●不溶性可压缩化合物，特别是微晶纤维素、硅酸钙或不溶性磷酸酯盐例如磷酸三钙；
●崩解剂，当片剂浸在液体中时，其可促进片剂崩解并使微生物释放，特别是交联羧甲纤维素钠、支链羧甲基纤维素钠、聚乙烯聚吡咯烷酮、N-乙烯基-2-吡咯烷酮、淀粉或预胶化淀粉、卡拉胶、瓜尔胶、藻酸盐；
●润滑剂，其可促进粉末流动，压片之后使片剂从压片机中释出，或其还可以减弱被压团块之内压力的各向异性。举例来说，润滑剂可以是硬脂酸、金属硬脂酸盐如硬脂酸镁、硬脂酸钙、硬脂酸钠或硬脂酸铵、二氧化硅、氨基酸例如亮氨酸、苯甲酸钠、聚乙二二醇或滑石。
也可以使用市场上可买到的预配制的可压缩化合物。
本发明的实施可以通过将微生物片剂直接引入需要接种(直接接种)的培养基中，或通过制备其中添加有微生物片剂的预培养基，接着将该预培养基添加到需要接种的培养基中。
能用于微生物片剂的培养基优选为食品培养基，例如奶制品、肉类、基于果汁的培养基或水性培养基。优选为水性培养基。
乳制品培养基意为包括动物来源和/或植物来源的乳液。动物来源的乳液可以是牛奶、绵羊奶、山羊奶或水牛奶。植物来源的乳液可以是能用于本发明的任何植物来源的发酵性物质，特别是源于大豆种子、大米或麦芽。
根据本发明，需要接种的培养基可以任选为液体、凝胶、可胶凝化或起泡沫的培养基。
根据本发明，需要接种的培养基可以任选为可发酵培养基或不可发酵培养基。
通常，微生物片剂的使用方法和它们为干燥形式或冻干形式时相同。
在本发明的用途/方法/工艺中，可以提及用微生物片剂接种乳液容器，以生成例如发酵牛奶、酸奶、硬化奶油、奶酪、清爽干酪、含乳饮料、干乳制品、加工奶酪、奶油甜品(cream dessert)、白软干酪或婴儿奶粉。
本发明允许连续或非连续接种培养基，自动化且无菌的在线接种。
本发明的接种意为将微生物添加到培养基中。也可以使用术语“培养基接种”。所述培养基优选工业培养基，即，由工业制造的培养基。
本发明可包含在有利于微生物代谢活性的条件下，培养用微生物片剂接种的培养基的步骤。取决于实际情况，该步骤可以得到富含微生物的培养基，或取决于所使用的微生物种类，得到富含发酵制品的培养基。
本发明可以用于农业食品、药品、化妆品、食品和农产品加工业，以及动物营养、动物饲料、去污剂、废水处理、污染控制和广义卫生领域，所述广义卫生特别指日常卫生、个人卫生(例如牙膏)或工业卫生。
可利用本发明，用微生物片剂接种培养基来制备发酵制品。优选的发酵制品为家制发酵制品。微生物片剂对制备家制发酵制品特别有用。这种片剂不需要消费者仔细计量和/或再悬浮所用的微生物，同时保证了分批使用的微生物的量及组合的一致性。
优选地，可利用本发明，用微生物片剂接种培养基来制备发酵奶制品。发酵奶的例子包括但不限于：酸奶酒(Kefir)、乳酒(Koumiss)、达希酸奶(Dahi)、冰岛酸牛奶(Skyr)、Irgo、Itito、Mala和酸奶(Acidophilus milk)。
可利用本发明，用微生物片剂接种乳液来产生酸奶酒。酸奶酒通过在20℃时用微生物片剂培养经热处理的乳液约24小时，或在21-22℃时培养20小时而制得。在一个实施例中，所述微生物包含80％乳球菌、5％乳杆菌和5％酵母。在另一个实施例中，所述微生物包含等于80％的乳球菌、等于10％的乳杆菌和等于1％的酵母。优选地，所述微生物包含99％乳酸菌和1％酵母。更优选地，微生物包含99％乳酸菌和0.02％酵母。
附图说明
图1显示细菌片剂和相同的冻干细菌的酸化结果的比较。
图2显示用酸奶酒培养物和片剂(根据所述方法制备)接种24℃下培养的超高温灭菌奶之后的酸化结果比较。
图3显示不同温度下的酸化结果的比较。
以下实施例仅为示例而非限制性。
具体实施方式
实施例1
1-1制备乳酸菌片剂：
压片步骤之前，先用例如aTurbula行星型混合器将乳酸菌与压片添加剂混合。
所用的压片添加剂为：
0.5％硬脂酸
2％交联羧甲基纤维素钠
48.75％微晶纤维素
48.75％冻干乳酸菌(EZAL MYE 95酵素)。
该百分比是相对于粉末总质量的质量百分比。
然后，用Zwick1478单轴压片机(压片压力：60MPa，片剂质量1g，片剂直径：1.3厘米)直接将混合物压片。
然后得到可以处理的非粉末片剂(硬度约为7kP)，该片剂一经接触水性培养基就迅速地在小于5分钟之内崩解。酵素片剂仍保持它的功能(酸化、质地、香味等等)。
“非常迅速地崩解”意为在标准测试的条件下，片剂在小于5分钟内完全崩解(目视没有颗粒)。该标准测试包括，将片剂于室温下置于水中(一个2升烧杯中装满1.8升的水，温度为18℃到25℃)，轻微搅拌(使用55×40mm的搅拌格栅，将其置于烧杯底部向上3厘米处，其转速是120rpm)，显示片剂的崩解。
1-2发酵培养基的制备：
根据本发明，按照这些乳酸菌的建议接种剂量，用1-1制备的片剂接种需要发酵的培养基。例如，对牛奶基质来说，酵素MYE 95的建议用量是4单位(U)/100升奶。
下图1显示了用冻干剂(点线)和片剂(根据所述方法制备-实线)接种43℃下培养的4U/100升的超高温灭菌奶培养基之后的酸化结果比较。
由于显示冻干剂和片剂的酸化曲线实际上是叠加的，因此可以得出结论，压片没有改变乳酸菌的功能。
实施例2
2-1制备用于自制酸奶酒-“Tybet酸奶酒”的片剂
酸奶酒培养物组分：
酸奶酒曲
BT001(乳酸菌-嗜中温细菌-乳球菌)
嗜酸乳杆菌(Lactobacillus acidophilus)NCFM
所有组分为冻干型。
压片阶段之前，用例如Turbula行星型混合器将酸奶酒培养物与压片添加剂混合。
所用的压片添加剂为：
1％硬脂酸镁
2％交联羧甲纤维钠
4％乙醇酸钠
53％微晶纤维素
40％冻干酸奶酒培养物(Tybet酸奶酒)。
该百分比是相对于粉末总质量的质量百分比。
然后，用每分钟可压450片的压片机Greatide(Taivan)(压片压力：60MPa，片剂质量：0.5g，片剂直径0.8厘米)直接将混合物压片。
然后得到非粉末片剂(硬度约为5.5kP)，该片剂一经接触水性培养基就迅速地在小于4分钟之内崩解，并在小于9分钟之内完全溶解。培养物片剂仍保持它的功能(酸化、质地、香味等等)。
“完全溶解”意为，片剂在标准测试的条件下完全崩解(目视没有颗粒)。该标准测试包括，室温下将片剂置于水中(使用250ml的水，温度为22℃到24℃)，以750-800rpm的速度搅拌，显示片剂的溶解。
压片(片剂)前后的酸奶酒培养物的微生物组合物显示于表1中。图2显示用酸奶酒培养物和片剂(根据所述方法制备)接种24℃下培养的超高温灭菌奶之后的酸化结果比较。
2-2在家制备酸奶酒“Tybet酸奶酒”
根据本发明，用片剂接种需发酵的奶。酸奶酒培养物的建议用量为1片(0.5g)/1升奶。可以使用从脱脂到全脂奶的任何奶。例如，牛奶、山羊奶、绵羊奶和豆奶都可用于制备酸奶酒。建议使用商购超高温或巴氏工艺灭菌的奶。然而，对生奶来说，应将其加热到约80℃，并在自来水中立即冷却到室温，然后添加片剂。建议的培养温度为室温，最佳范围为20到25℃。
取决于温度，发酵时间在16到24小时之间。温度越高，所需发酵时间越短。
下图3显示不同温度时酸化结果的比较。发酵的终点可以通过可见凝结物和一部分乳清的释放来确认。
由于后酸化效应是非常有限的(图2)，因此延长发酵时间没有负面影响(直到24小时)。
冷却酸奶酒以停止发酵过程。
制备
将一片片剂直接添加到室温经超高温灭菌奶的敞开的1升硬纸盒中，该奶含2％的脂肪，关闭硬纸盒，振摇两次，每次振摇几秒(第二次振摇在培养15分钟之后)。
存放于室温下(24℃)。达到PH4.55-4.6所需的发酵时间约为16小时。
冷却酸奶酒以停止发酵过程。
制成以后的某一天，微生物酸奶酒的组分列于表2中。
表1：压片前后的酸奶酒培养物的微生物组分
  样品   全部嗜中温乳酸菌   嗜酸乳杆菌   酵母
  cfu/g
  酸奶酒培养物(粉剂)   5.4E+10   1.0E+08   8.0E+04
  酸奶酒培养物(片剂)   2.2E+10   1.3E+07   4.2E+04
表2：制成以后的某一天，微生物酸奶酒的组分
  样品   全部乳酸菌   所形成的全部芳香   嗜酸乳酸菌   酵母   白联珠菌属或/和嗜中温异型发酵的乳酸菌
  cfu/ml
  酸奶酒培养物(粉剂)   3.0E+09   1.8E+09   1.6E+07   1.2E+02   3.0E+06
  酸奶酒培养物(片剂)   2.2E+09   1.2E+09   1.4E+07   7.0E+01   2.5E+06
图2显示24℃下压片前(粉剂)和压片后(片剂)的酸奶酒培养物类型的奶酸化曲线(超高温灭菌，2％的脂肪)。
图3显示酸奶酒培养物片剂在不同温度下的奶酸化曲线(超高温灭菌，2％的脂肪)。
现在用编号的段落来说明本发明的一些实施方式：
1.微生物在接种培养基中的用途，其特征在于，该微生物为片剂。
2.如段落1所述的用途，其特征在于，该微生物经受了最多400MPa的压片压力，优选最多200MPa。
3.如前任一段落所述的用途，其特征在于，需要接种的培养基是液体、胶凝、可胶凝化的、起泡沫的、可发酵的或不可发酵的培养基。
4.如前任一段落所述的用途，其特征在于，需要接种的培养基是食品培养基，例如奶制品、奶、基于果汁的培养基或水性培养基。
5.如前任一段落所述的用途，其特征在于，该微生物是细菌例如乳酸菌或益生菌、酵母、真菌、霉菌、藻类或微生物孢子。
6.如前任一段落所述的用途，其特征在于，所述用途用于农业食品、药品、化妆品、食品和农产品加工业，以及动物营养、动物饲料、去污剂、废水处理、污染控制和广义保健领域，所述广义保健领域特别指日常保健、个人卫生(例如牙膏)或工业卫生。
7.如前任一段落所述的用途，其特征在于，该微生物是冻干的。
8.如前任一段落所述的用途，其特征在于，该接种为直接接种。
所有本说明书提及的出版物在此引入作为参考。在不背离本发明范围和精神的情况下，任何对本发明所述方法和系统的各种修改和变化对本领域的普通技术人员来说将是显而易见的。尽管本发明以具体的优选实施例描述，但是本发明所要求的权利不应过度地局限于这种具体的实施方式。的确，所述对化学或相关领域技术人员而言为显而易见的用于实施本发明的方式的各种修改确定为在下列权利要求书的范围内。

Claims (22)

1.接种培养基的方法，所述方法包括：使微生物与培养基接触，其中所述的微生物为片剂形式。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的培养基是食品培养基。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的食品培养基是奶制品、奶、基于果汁的培养基或水性培养基。
4.如前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，微生物经受最多400Mpa的压片压力。
5.如前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，微生物经受最多200Mpa的压片压力。
6.如前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，需要接种的培养基是液体的、凝胶化的、可凝胶化的、起泡沫的、可发酵的或不可发酵的培养基。
7.如前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，该微生物是细菌、酵母、真菌、霉菌、藻类或微生物孢子。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述的细菌是乳酸菌或益生菌。
9.如前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述方法用于农业食品、药品、化妆品、食品和农产品加工业，以及动物营养、动物饲料、去污剂、废水处理、污染控制和广义卫生领域，所述广义卫生领域特别指日常卫生、个人卫生(例如牙膏)或工业卫生。
10.如前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述微生物是冻干的。
11.如前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述接种是直接接种。
12.制备发酵制品的方法，所述方法包括：根据前述任一项权利要求所定义的方法接种培养基，并使所述培养基发酵。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述发酵制品是发酵奶制品。
14.如权利要求12或13所述的方法，其特征在于，所述发酵制品是家制发酵制品。
15.微生物用于接种培养基的用途，其中该微生物为片剂形式。
16.如权利要求15所述的用途，其中该用途用于制备发酵制品。
17.如权利要求16所述的用途，其特征在于，所述发酵制品是发酵奶制品。
18.如权利要求17所述的用途，其特征在于，所述发酵奶制品是酸乳酒、乳酒、达希酸奶、冰岛酸牛奶、lrgo、Itito、Mala或酸奶。
19.如权利要求18所述的用途，其特征在于，所述发酵奶制品是酸奶酒。
20.如权利要求16-19中任一所述的用途，其特征在于，所述发酵制品为家制发酵制品。
21.基本如上所述参考实施例的方法。
22.基本如上所述参考实施例的用途。
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