JP2021136984A - プロバイオティクスで発酵させた果物野菜飲料製品 - Google Patents
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Abstract
Description
更に、0.01〜0.5部のエリソルビン酸ナトリウム又はビタミンCをさらに含み、
前記代用糖は白砂糖、スクラロース、アスパルテーム、ステビオサイド、アセスルファムカリウム、チクロ又はイソマルトオリゴ糖である。
(1)腐っていない新鮮な果物野菜を原料として選択し、洗浄後に食べられない部分を除去し、圧搾し又は搾って果物野菜パルプを得て、上記の原料成分を上記の割合で均一に撹拌して果物野菜ジュースを得て、滅菌する。
更に、新鮮な果物野菜をあらかじめ煮た後に圧搾しまたは搾りる。
更に、滅菌温度は85℃〜132℃であり、滅菌時間は2秒〜30分間である。
(2)滅菌後に果物野菜ジュースを20℃〜45℃に冷却させ、プロバイオティクスを103〜109cfu/mLの割合で滅菌冷却後の果物野菜ジュースに接種し、pH値3.0〜5.0を発酵終点として25℃〜45℃で10〜36時間発酵させる。
更に、前記プロバイオティクスはラクトバチルスカゼイNCU215であり、前記ラクトバチルスカゼイ(Lactobacillus casei)NCU215は、2019年10月21日にアドレスが北京市朝陽区北辰西路1号院3号の中国科学院微生物研究所の中国微生物菌種寄託管理委員会普通微生物センターに保存され、保存番号がCGMCC No.18702である。
1)pHが2.0のPBSにおいて2h処理した後の生存率が78.98%であり、
2)0.5%の胆汁酸環境において4h処理した後の生存率が84.89%であり、
3)pHが3.0の模擬胃液において3h消化した直後、pHが8.0の模擬腸液に移して8h消化して、活性が著しく低下せず、
4)該菌株は、良好な表面性質及び腸上皮細胞に付着する能力を有し、24hの自己凝集率が64.32%であり、表面疎水率が23.15%であり、ヒト大腸がん細胞Caco−2に対する付着率が7.47%であり、
5)該菌株は、良好な抗酸化活性を有し、DPPHラジカルの消去率が11.91%であり、ヒドロキシルラジカルの消去率が10.85%であり、総抗酸化能が95.90μmolのTroloxに相当し、総還元能力が0.28mMのFeSO4に相当し、
6)該菌株で24h発酵させた上清は、通常の食品媒介病原菌に対して優れた制菌活性を有し、特にリステリアモノサイトゲネス及び黄色ブドウ球菌に対する抑制活性が最も良好であり、それらの阻止円の直径がそれぞれ23.18mm及び24.42mmであり、また、該菌株の溶血活性測定によれば、溶血性を有さないことを示し、抗生物質感受性測定によれば、該菌株はテトラサイクリン、アンピシリン、アモキシシリン、セファロスポリンチオフェン、エリスロマイシン及びペニシリンに敏感であり、カナマイシン、シプロフロキサシン、ストレプトマイシン、ゲンタマイシンに耐性を持っていることを示し、
7)コロニーの形態は、オレンジ色であり、扁平な円形であり、表面が滑らかで、縁がきちんとしており、酸生産能力が強く、1−3mmで、グラム陽性であり、菌体が短杆状であり(図1に示される)、
生理学的及び生化学的特性と16SrRNAシーケンスと組み合わせてラクトバチルスカゼイとして同定され、システム系統樹は図2に示され、
更に、前記pH値の発酵終点は、異なる好みによって決定して調整することができる。
(3)発酵後の果物野菜ジュースに対して標準化を行って、プロバイオティクスで発酵させた果物野菜飲料を得る。
更に、前記標準化とは、業界、企業又は実際のニーズに応じて製品の酸度、甘味度に対して標準化を行うものであり、標準化により、各バッチの発酵製品の酸度、糖度又は糖酸比のわずかな違いを補償し、
更に、前記プロバイオティクスで発酵させた仕上がり果物野菜飲料を0℃〜4℃の冷蔵庫に入れて冷蔵してもよく、この場合、0℃〜4℃で製品の賞味期限が21日であり、温度85℃〜132℃で、2秒〜10分間超高温瞬時殺菌し、無菌で缶詰するようにしてもよく、この場合、常温下で製品の賞味期限が18ヶ月であり、缶詰めしてシールした後に温度75℃〜132℃で、20〜40分間殺菌してもよく、常温下で製品の賞味期限が18ヶ月である。
1、本発明の用いる菌株NCU215は優れた発酵性能を有し、果物野菜原料において酸生産速度が速く、発酵時間がその他のラクトバチルスカゼイに比べて著しく縮まり、ニンジンジュースを発酵原料としてNCU215を接種し、pH低下速度が速く、酸生産能力が強く、菌株NCU215で8h発酵させた後にニンジンジュースのpH値が3.86に下がり、24h後に3.12に下がり、酸度が4.28‰に達する。
2、本発明に係るプロバイオティクスで発酵させた果物野菜飲料は、市場の従来の果物野菜飲料に比べて以下の特徴を有する。(1)プロバイオティクスNCU215で発酵させることにより、果物野菜における風味物質の種類と含有量を増加させることができ、製品は独特な発酵風味を持ち、酸味が柔らかく、香りが心地よく(大量のオレフィンテルペン類化合物が分解し、生臭みが著しく弱まり、アルコール類、ケトン類、炭化水素類化合物の含有量が著しく増加し、エステル類、アルコール類、アルデヒド類物質の含有量もいずれも増加する)、(2)非濃縮加工プロセスを用いて、果物野菜そのものの香り成分と栄養素を十分に保持し、(3)該方法で製造される、プロバイオティクスで発酵させた果物野菜飲料は、たとえばニンジン、苦瓜などの新鮮な果物野菜を搾ったまたは圧搾した後に一般的に存在するヨモギ味などの不良風味を効果的に解消し、柔らかい酸味を提供することができるとともに、人体の腸管健康に対して所定の機能を持っており、(4)製品にはいかなるエッセンス、色素、防腐剤も添加されず、健康的かつ安全になる。
(1)腐っていない新鮮なニンジンを原料として選択し、洗浄して皮を除去した後に圧搾し、30部のニンジンパルプ、60部の純水、10部のグルコースの成分及び割合で均一に撹拌してニンジンジュースを得て、温度90℃で、8分間滅菌する。滅菌後に原料液を37℃に冷却させ、ラクトバチルスカゼイNCU215、ATCC393の凍結乾燥菌粉末をそれぞれ106cfu/mLの割合で滅菌冷却後のニンジンジュースに接種し、pH3.9を発酵終点として37℃で発酵させる。
ニンジンジュースは発酵前、層化現象を呈し、NCU215で発酵された後、層化現象が消え、常温で2ヶ月放置した後に、徐々に層化が発生する。比較菌株ラクトバチルスカゼイATCC393、CICC 6117、ATCC334で発酵された後のニンジン飲料は常に層化現象を呈する。
CGGCAGTGCGGGTGCTATACATGCAAGTCGAACGAGTTCTCGTTGATGATCGGTGCTTGCACCGAGATTCAACATGGAACGAGTGGCGGACGGGTGAGTAACACGTGGGTAACCTGCCCTTAAGTGGGGGATAACATTTGGAAACAGATGCTAATACCGCATAGATCCAAGAACCGCATGGTTCTTGGCTGAAAGATGGCGTAAGCTATCGCTTTTGGATGGACCCGCGGCGTATTAGCTAGTTGGTGAGGTAATGGCTCACCAAGGCGATGATACGTAGCCGAACTGAGAGGTTGATCGGCCACATTGGGACTGAGACACGGCCCAAACTCCTACGGGAGGCAGCAGTAGGGAATCTTCCACAATGGACGCAAGTCTGATGGAGCAACGCCGCGTGAGTGAAGAAGGCTTTCGGGTCGTAAAACTCTGTTGTTGGAGAAGAATGGTCGGCAGAGTAACTGTTGCCGGCGTGACGGTATCCAACCAGAAAGCCACGGCTAACTACGTGCCAGCAGCCGCGGTAATACGTAGGTGGCAAGCGTTATCCGGATTTATTGGGCGTAAAGCGAGCGCAGGCGGTTTTTTAAGTCTGATGTGAAAGCCCTCGGCTTAACCGAGGAAGCGCATCGGAAACTGGGAAACTTGAGTGCAGAAGAGGACAGTGGAACTCCATGTGTAGCGGTGAAATGCGTAGATATATGGAAGAACACCAGTGGCGAAGGCGGCTGTCTGGTCTGTAACTGACGCTGAGGCTCGAAAGCATGGGTAGCGAACAGGATTAGATACCCTGGTAGTCCATGCCGTAAACGATGAATGCTAGGTGTTGGAGGGTTTCCGCCCTTCAGTGCCGCAGCTAACGCATTAAGCATTCCGCCTGGGGAGTACGACCGCAAAGGTTGAAACTCAAAGGAATTGACGGGGGCCCGCACAAGCGGTGGAGCATGTGGGTTTAATTCGAAGCAACGCGAAGAACCCTTACCAGGTCTTGACATCTTTTGATCACCTGAGAGATCAGTTTTCCCCTTTCGGGGCAAAATGACAGGTGGTGCATGATGTCGTCAGCCTCGTGTCGTGAGATGGTGGGGTAGGTCCCGCACGAGCGCACCTATGAACTAGTGCAGCATTAGTTGGTCACTCTAGTAGACTGCAGTGACGACCGGAGGCAACGTTGGAATGAACGGTTCAATTCATCAG
(1)風味物質の検出方法は以下のとおりである。
スタティックヘッドスペース−ガスクロマトグラフィ−マススペクトル法を用いて、Agilentトリプル四重極ガスクロマトグラフィ質量分計で風味物質を検出する。ガスクロマトグラフィ及びマススペクトルの条件は以下のとおりである。
クロマトグラフカラム:hP−5石英キャピラリーカラム(30m×0.25mm、1μm)、
昇温プログラム:開始温度を50℃にし、3min保持し、次に2℃/minで120℃に昇温させ、最後に20℃/minで250℃に昇温して、5min保持する。キャリアガス(He)は、流速が1.0mL/minであり、圧力が7.6522psiであり、試料注入量が1μLであり、分流しない。
プロバイオティクスで発酵させたリンゴ飲料の原料配合比率は、リンゴパルプ30部、グルコース16部、エリソルビン酸ナトリウム0.02部、純水53.8部であった。
プロバイオティクスで発酵させたグレープフルーツ飲料の原料配合比率は、グレープフルーツパルプ22部、ステビオサイド0.06部、純水77.94部であった。
プロバイオティクスで発酵させたキウイフルーツ飲料の原料配合比率は、キウイフルーツパルプ24部、アセスルファムカリウム0.07部、純水75.93部であった。
プロバイオティクスで発酵させたレイシ飲料の原料配合比率は、レイシパルプ21部、スクラロース0.07部、純水78.93部であった。
プロバイオティクスで発酵させた桑の実飲料の原料配合比率は、桑の実パルプ18部、イソマルトオリゴ糖19部、純水63部であった。
プロバイオティクスで発酵させたスイカ飲料の原料配合比率は、スイカパルプ35部、グルコース12部、純水53部であった。
プロバイオティクスで発酵させたショウガ飲料の原料配合比率は、ショウガパルプ15部、アセスルファムカリウム0.07部、純水84.93部であった。
プロバイオティクスで発酵させたマンゴ飲料の原料配合比率は、マンゴパルプ22部、ステビオサイド0.08部、純水77.92部であった。
プロバイオティクスで発酵させた葡萄飲料の原料配合比率は、葡萄パルプ18部、スクラロース0.07部、純水81.93部であった。
プロバイオティクスで発酵させたカボチャ飲料の原料配合比率は、カボチャパルプ25部、グルコース16部、純水59部であった。
プロバイオティクスで発酵させた黄桃飲料の原料配合比率は、黄桃パルプ30部、ステビオサイド0.06部、純水69.94部であった。
プロバイオティクスで発酵させたビワ飲料の原料配合比率は、ビワパルプ22部、スクラロース0.07部、純水77.93部であった。
プロバイオティクスで発酵させたバナナ飲料の原料配合比率は、バナナパルプ28部、グルコース14部、0.02部エリソルビン酸ナトリウム、純水57.8部であった。
1)耐酸性試験−pHが2.0のPBSにおいて2h処理した後の生存率が78.98%であり、
選択されたNCU215をMRS液体培地で2回活性化し、次に2%(v/v)の接種量に従って37℃で24hインキュベートし、NCU215 10000gを5min遠心分離させて菌体を収集した。菌体をpHが2.0の無菌PBSで再懸濁化して生菌濃度を108CFU/mLに調整し、37℃下で2h培養し、勾配希釈コーティング法でインキュベート前後の生菌数を測定してその生存率を測定した。生存率は下記の式で計算された。
式中、N1はインキュベート後の生存細菌数であり、N0は初期菌数であった。
24h培養した後の10000gのNCU215を、4℃で5min遠心分離させて菌体を収集し、取得された菌体を0.5%胆汁酸を含む無菌PBSで再懸濁化して生菌濃度を108CFU/mLに調整し、37℃で4hインキュベートし、希釈プレート法で生菌数を測定してNCU215の耐胆汁酸能を評定した。下記の式に基づいてNCU215生存率を計算した。
式中、N1は生存細菌数であり、N0は初期菌数であった。
24h培養した後の10000gのNCU215を得て4℃で、5min遠心分離させて菌体を収集し、無菌PBSで2回洗浄した直後、pHが3.0の模擬胃液に再懸濁化して37℃で3hインキュベートし、0h目、1h目、2h目、3h目に生菌数を測定し、次に1mLの培養物を9mLの模擬腸液に加えて37℃で8hインキュベートし、0h目、2h目、4h目、8h目に培養物の生菌数を測定した。下記の式に基づいてNCU215の生存率を計算した。
式中、N1は生存細菌数であり、N0は初期菌数であった。
一夜培養した10000gの乳酸菌を5min遠心分離させて菌体を収集し、無菌PBS緩衝液で2回洗浄した。次に、取得された菌体細胞を無菌PBSで再懸濁化してA600=0.6±0.05(A0)になるように調整し、10sボルテックスして37℃で24hインキュベートした。0h目、2h目、4h目、6h目、12h目及び24hh目に上層の細菌懸濁液を取って、600nmで吸光度(At)を測定し、毎回3つの平行サンプルを測定し、繰り返して3回行った。下記の式で細菌の自己凝集能を計算した。
式中、A0は菌体の初期吸光値を示し、Atはt時点に上層細菌懸濁液の吸光値を代表した。
炭化水素への微生物付着法(Bacteria Adhesion Tohydrocarbons、BATH)で乳酸菌の表面疎水性を測定した。まず一夜培養した10000gの乳酸菌を5min遠心分離させて菌体細胞を収集し、無菌PBS緩衝液で2回洗浄し、次に、取得された菌体細胞を0.1mol/LのKNO3で再懸濁化してA600=0.6±0.05(A0)になるように調整した。次に1mLのキシレンを濃度が調整された3mLの菌体細胞懸濁液に加え、混合後に室温で10min予備インキュベートし、2minボルテックスし、次に室温下で30minインキュベートして層化し、ゆっくりと水相をピペッティングし、無菌PBSをブランクとしてOD600値(A)を測定した。下記の式で細菌の疎水性を計算した。
式中、A0は菌体の初期吸光値を示し、Aはキシレンで処理された後の下層水相の吸光値であった。結果によれば、該菌株の表面疎水率が23.15%であることを示した。
培養したCaco−2細胞をトリプシンEDTA消化液で消化して、DMEM完全培養液で細胞濃度を1.0×105個/mLに調整し、各ウェルに2mLずつ6ウェル組織培養プレートに入れ、細胞が分化した単一層に成長するまでCO2培養器(5%のCO2、95%の空気)において37℃でインキュベートし、2日ごとに液体を交換した。組織培養プレートにおける各ウェルのDMEM培養液を除き、無菌PBS緩衝液で培養プレートを2回洗浄し、DMEM不完全培養液で再懸濁化された1mLの乳酸菌細菌懸濁液(108CFU/mL、OD=1)(細菌数≧1:100のCaco−2細胞)を加え、37℃で2hインキュベートした。インキュベート完了後に、組織培養プレートにおける各ウェルの混合液を除き、無菌PBS緩衝液で5回洗浄し、未付着の菌体細胞を除去した。0.5mLの0.25%のトリプシンを加えて37℃で5minインキュベートして細胞を消化し、次に細胞消化液に対して勾配希釈を行い、MRS固体平板にコーティングして付着した細菌数を計算した。付着能力を下記の式で計算した。
式中、NtはCaco−2細胞に付着した細菌数を示し、N0は加えたNCU215総細菌数を示した。結果によれば、該菌株のヒト大腸がん細胞Caco−2に対する付着率が7.47%であることを示した。
DPPHラジカル消去能
1.0mLのNCU215サンプル液を1mLのエタノールDPPHラジカル溶液(0.1mM)に加え、混合後に室温下で暗黒環境において30min培養した。サンプル液8000gを10min遠心分離させた後、PBS及びDPPH溶液を対照とし、エタノール溶液及びNCU215サンプルをブランクとし、得られた溶液の吸光度を517nmで測定した。消去能は下記の式で示された。
式中、Asは517nmでのサンプルの吸光度であり、Abは517nmでのブランクの吸光度であり、Acは517nmでの対照の吸光度であった。
2.5mMの1mLの1,10−フェナントロリン一水和物、1mLのPBS(pH 7.4)、2.5mMの1mLのFeSO4及び1mLのNCU215サンプルを簡単に混合した。20mMの1mLのh2O2を加えて37℃下で90minインキュベートして反応を開始させた。536nmで混合物の吸光度を測定し、下記の式でヒドロキシルラジカル消去活性を計算した。
式中、Asampleは、サンプル及びH2O2がいずれも存在する場合の吸光度であり、Acontro1は、サンプルがなく、H2O2が存在する場合の吸光度であり、Ablankは、サンプルがなく、H2O2が存在する場合の対照の吸光度であった。
ABTSラジカル測定キット(ビヨタイム)のマニュアルに基づいてABTS使用ストック溶液を調製し、室温で16h遮光放置し、PBSで吸光値をA734=0.7±0.01(ABTS作動液)に調整した。96ウェルプレートの各試験ウェルに200μLのABTS作動液を加えた。ブランク対照ウェルに10μLのPBSを加え、標準曲線試験ウェル内にそれぞれ10μLの0.15、0.3、0.6、0.9、1.2及び1.5mMのTrolox標準溶液を加え、サンプル試験ウェル内に10μLのNCU215サンプルを加え、軽く混合した。室温で6min遮光インキュベートした後にA734を測定した。標準曲線に基づいてサンプルの総抗酸化能を計算した。
FRAP総抗酸化能測定キット(ビヨタイム)のマニュアルに基づいてFRAP使用溶液を調製した。0.15、0.3、0.6、0.9、1.2及び1.5mMのものを新鮮に調製した。96ウェルプレートの各試験ウェルに180μLのFRAP作動液を加え、ブランク対照ウェルに5μLのPBS溶液を加え、標準曲線試験ウェル内に新鮮に調製した0.15、0.3、0.6、0.9、1.2及び1.5mMのFeSO4標準溶液を5μL加え、サンプル試験ウェル内に5μLのNCU215サンプルを加え、軽く混合した。37℃で5minインキュベートした後、A593を測定した。標準曲線に基づいてサンプルの総抗酸化能を計算した。
NCU215をMRS培地において37℃下で24h培養し、NCU215 10000gを4℃下で10min遠心分離させた。発酵させた上清を0.22μm濾過膜で濾過滅菌した後に、無細胞上清(CFS)を得て−80℃下で保存した。穴あき法でNCU215 CFSの病原菌に対する制菌活性を測定し、すなわち、200μLのNCU215 CFSを大腸菌、サルモネラ菌、リステリアモノサイトゲネス、緑膿菌、エンテロバクターサカザキ、セレウス菌及び黄色ブドウ球菌がコーティングされたLBプレートウェルに加え、37℃下で12hインキュベートして阻止円の直径を測定した。
試験菌株単一コロニーをピックアップしてコロンビア血液寒天プレートに画線して37℃下で48h培養した後、溶血活性を決定した。発酵乳酸杆菌CECT5716を陽性対照とし、黄色ブドウ球菌を陰性対照として、実験を3回繰り返した。
K−B(薬剤感受性試験紙の寒天拡散法)で薬剤感受性試験を行って菌株の抗生物質の薬剤耐性を評価した。一夜培養した乳酸杆菌発酵液で細菌濃度を108CFU/mLに調整し、乳酸杆菌発酵液100μLをピペッティングしてMRSプレートにコーティングした。それぞれストレプトマイシン(10mg/mL)、アンピシリン(10mg/mL)、エリスロマイシン(15mg/mL)、テトラサイクリン(30mg/mL)、ゲンタマイシン(10mg/mL)、カナマイシン(30mg/mL)、ペニシリン(10mg/mL)、セファロスポリンチオフェン(15mg/mL)、シプロフロキサシン(5mg/mL)及びアモキシシリン(30mg/mL)の薬剤感受性試験紙を乳酸杆菌の菌液がコーティングされたMRSプレートに軽く置いて、37℃で24h培養し、阻止円の直径をノギスで測定し、試験乳酸杆菌の上記抗生物質に対する感受性を決定した。
Claims (10)
- ラクトバチルスカゼイプロバイオティクスであって、具体的には、保存番号がCGMCC No.18702のラクトバチルスカゼイ(Lactobacillus casei)NCU215であることを特徴とするラクトバチルスカゼイプロバイオティクス。
- プロバイオティクスで発酵させた果物野菜飲料製品であって、15〜35部の果物野菜パルプ、45〜84.95部の純水、0.05〜20部のグルコース又は代用糖といった原料をプロバイオティクスで発酵させて得られ、
前記プロバイオティクスは、保存番号がCGMCC No.18702のラクトバチルスカゼイ(Lactobacillus casei)NCU215であることを特徴とするプロバイオティクスで発酵させた果物野菜飲料製品。 - 原料は更に0.01〜0.5部のエリソルビン酸ナトリウム又はビタミンCを含むことを特徴とする請求項2に記載のプロバイオティクスで発酵させた果物野菜飲料。
- 前記代用糖は白砂糖、スクラロース、アスパルテーム、ステビオサイド、アセスルファムカリウム、チクロ又はイソマルトオリゴ糖であることを特徴とする請求項2に記載のプロバイオティクスで発酵させた果物野菜飲料。
- 腐っていない新鮮な果物野菜を原料として選択し、洗浄後に食べられない部分を除去し、圧搾し又は搾って請求項1の原料成分を上記の割合で均一に撹拌して果物野菜ジュースを得て、滅菌するステップ(1)と、
滅菌後に果物野菜ジュースを20℃〜45℃に冷却させ、プロバイオティクスを103〜109cfu/mLの割合で滅菌冷却後の果物野菜ジュースに接種し、pH値3.0〜5.0を発酵終点として25℃〜45℃で発酵させるステップ(2)とを含む製造方法により得られることを特徴とする請求項2に記載のプロバイオティクスで発酵させた果物野菜飲料。 - 滅菌温度は85℃〜132℃、滅菌時間は2秒〜30分間であることを特徴とする請求項5に記載のプロバイオティクスで発酵させた果物野菜飲料。
- 発酵後の果物野菜ジュースに対して酸度又は甘味度標準化を行って、プロバイオティクスで発酵させた果物野菜飲料を得ることを特徴とする請求項5に記載のプロバイオティクスで発酵させた果物野菜飲料。
- 前記プロバイオティクスで発酵させた仕上がり果物野菜飲料を0℃〜4℃の冷蔵庫に入れて冷蔵し、又は85℃〜132℃で、2秒〜10分間超高温瞬時殺菌して無菌で缶詰めし、又は缶詰めしてシールした後に75℃〜132℃で、20〜40分間殺菌することを特徴とする請求項5に記載のプロバイオティクスで発酵させた果物野菜飲料。
- 前記発酵の時間が10〜36時間であることを特徴とする請求項5に記載のプロバイオティクスで発酵させた果物野菜飲料。
- ベリー類、瓜類、仁果類、根菜類、葉菜類、果菜類のうちの任意の1種又は複数種を果物野菜の原料とすることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載のプロバイオティクスで発酵させた果物野菜飲料。
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