一种赛里木瑞士乳杆菌及其制得的高黏酸乳发酵剂和应用

摘要

本发明公开了一种赛里木瑞士乳杆菌及其制得的高黏酸乳发酵剂和应用，属于微生物发酵领域，本发明的赛里木瑞士乳杆菌（

说明书

技术领域

本发明涉及微生物发酵领域，具体地说涉及一种赛里木瑞士乳杆菌及其制得的高黏酸乳发酵剂和应用。 

背景技术

酸奶是国内外发展最快的乳制品，是当今乳制品开发研究的主流产品。在制作酸奶前，必须调制发酵剂，其质量优劣与目标产品质量的好坏有极为密切的关系。欧美国家已经于80年前实现了从传统的自然发酵向微生物定向接种发酵的工业化生产的转变，开发生产了多种直投式乳品发酵剂并应用于实际生产中以满足不同用户的需要，逐步形成了发酵剂技术和市场垄断。我国有关发酵剂研究起步较晚，迄今缺乏自主知识产权的发酵剂产品，目前的中国发酵剂市场，尤其是乳品发酵剂，已经形成了完全依赖进口的定势。为提高酸奶品质，就要保证发酵剂品质，因此研究高品质、高效直投式发酵剂具有重要意义。 

维吾尔族有饮用“克特克”（Ketteki，维吾尔族酸奶）的悠久传统，其中阿克苏的赛里木酸奶最为著名，民间因其具有极高的粘稠性也称为“拉丝酸奶”，是拜城县赛里木镇当地群众日常生活中不可或缺的饮品之一，几百年来，一直由各家主妇制作，并以自制自食的自然状态呈现。虽然赛里木拉丝酸奶的制作流程与其他酸奶相仿，但同样的方法做出来的赛里木酸奶就与其他地区的酸奶不同。 

现在老酸奶在国内市场已逐渐受到消费者青睐，但也浮现出令人担心的食品安全问题。一些生产厂家偷工减料，技术不成熟，通过添加增稠剂、明胶等化工产品使普通酸奶浓度增加，严重侵害了消费者的健康，降低了消费者对老酸奶市场的信任，尤其生产中为增稠和稳定使用的明胶，多来源于猪皮，易产生宗教矛盾。因此，通过特定菌种发酵和相应生产工艺制得的天然黏稠拉丝酸奶对于解决这一问题起着非常关键的作用。 

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种产胞外多糖的赛里木瑞士乳杆菌，用于生产高粘酸乳；本发明还提供了用赛里木瑞士乳杆菌制得的高黏酸乳发酵剂，用于进行高品质、高安全的直投式乳品发酵；本发明还提供了一种用赛里木瑞士乳杆菌制得的高黏酸乳发酵剂在凝固型老酸奶、高黏酸乳产品制备上的应用。 

技术方案：本发明的一种赛里木瑞士乳杆菌（Lactobacillus helveticus Sayram 2-1），于2011年7月10日在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏，保藏号CGMCC No.5729，保藏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。鉴定为乳杆菌属（Lactobacillus），瑞士乳杆菌（Lactobcillus helveticus）。该菌种在MRS培养基上，菌落呈白色到浅灰色、微隆起、光滑圆整、不透明、直径2~3 mm；菌体为细长杆状；为无芽孢革兰氏阳性杆菌；在MRS固体（或液体）培养基以及乳清培养基、牛乳培养基中均可产生胞外多糖；在4℃下可缓慢生长；精氨酸水解阴性，产L-型乳酸，可分泌蛋白酶、氨肽酶、羧肽酶等，对发酵牛乳的风味、营养和稳定性有重要影响。 

一种用赛里木瑞士乳杆菌（CGMCC No.5729）制得的高黏酸乳发酵剂，通过如下方法制得：将赛里木瑞士乳杆菌（CGMCC No.5729）接种到MRS培养基中，经活化、扩培后按3~5%接种到乳清培养基，经恒温培养后收集菌体，添加复合保护剂，在冻干机中冻干至水分低于3%。 

所述活化在40℃下进行两次，每次24h；所述扩培分别按4%接种量接种到乳清增菌培养基中进行24h、18h扩培2代。活化和扩培都可在40℃的脱脂乳培养基中进行。 

恒温培养在38~42℃的不锈钢发酵罐中培养8h。所述菌体的收集经陶瓷复合膜浓缩过滤菌液（孔径0.2μm，压力0.2MPa），或在离心机5000rpm/min下离心30min收集菌体。 

所述复合保护剂按照质量百分比包括：10%脱脂乳粉、10%蔗糖作保护剂，或者包括5%脱脂乳、15%蔗糖、2.5%L-谷氨酸钠、0.5%L-半胱氨酸。冻干机进行冻干时温度为-50℃，极限真空度为0.1MPa。 

通过上述方法制得的直投式高黏酸乳发酵剂活菌数达10¹¹CFU/g以上，经无菌包装即可投放市场。产品于零下18℃以下贮存，保质期为1年，一年后活菌数仍达10¹⁰CFU/g以上。 

在凝固型老酸奶的生产上，将保藏的瑞士乳杆菌（Lactobacillus helveticus Sayram 2-1）接种到脱脂乳培养基中，在40℃条件下活化24h，活化两次。按4%接种量接种到脱脂乳培养基中在40℃条件下扩培两代，时间分别为12h、8h。按3-5%接种量接种到牛乳培养基中，40℃恒温培养8h，制成工作发酵剂。将工作发酵剂按3-5%接种量接种到冷却至40℃左右的发酵用巴氏杀菌乳中（加糖或未加糖6.8%），分装至销售包装容器，40℃恒温发酵4-5h，至滴定酸度达70~90oT终止发酵，转移至0-4 ℃条件下后熟16-24h，即为凝固型老酸奶。 

作为本发明生产老酸奶的另一种替代方案，先将牛奶进行巴氏杀菌，待冷却至40~45℃时，按质量体积比0.5‰加入上述用赛里木瑞士乳杆菌（CGMCC No.5729）制得的高黏酸乳发酵剂，分装至销售包装容器，40℃恒温发酵4~5h，至滴定酸度达80~90oT时终止发酵，转移至0-4 ℃条件下后熟16~24h，即制成凝固型老酸奶。 

本发明生产的搅拌型调味拉丝酸乳，先将牛奶进行巴氏杀菌，待冷却至40~45℃时，按质量体积比0.5‰接入上述用赛里木瑞士乳杆菌（CGMCC No.5729）制得的高黏酸乳发酵剂，40℃恒温发酵4-5h，至滴定酸度达80~90oT终止发酵，冷却至10 ℃以下，机械搅拌，使酸乳的硬度和粘度及组织状态发生变化，搅拌时加入或不加入果料等，分装至销售包装容器，至0-4 ℃条件下后熟16-24h，即为零添加剂搅拌型调味或不调味高粘酸乳。 

本发明生产的杀菌型酸奶，先将牛奶进行杀菌，待冷却至40~45℃时，按质量体积比0.5‰加入上述用赛里木瑞士乳杆菌（CGMCC No.5729）制得的高黏酸乳发酵剂，于发酵罐中40℃恒温发酵4~5h，至滴定酸度达80~90oT时终止发酵，再经85±5℃杀菌300s、乳化，无菌热灌装至无菌容器中，倒瓶30分钟，冷水浴冷却，即得到杀菌型酸奶，加糖调味后即制成风味高粘发酵乳。 

所述赛里木瑞士乳杆菌（CGMCC No.5729）还可与其他菌种混合按上述工艺生产酸乳，包括：嗜热乳链球菌（S. theromophilus）、克鲁维酵母（Kluyveromyces marxianus）。 

上述培养基的具体配制如下： 

MRS培养基：蛋白胨10g，牛肉膏10g，酵母提取物5g，K₂HPO₄ 2g，柠檬酸二铵2g，乙酸钠5g，葡萄糖20g，吐温（80）1mL，MgSO₄·7H₂O计0.58g，MnSO₄·4H₂O计0.25g，蒸馏水1000mL，pH6.2~6.4，121℃灭菌20 min。

脱脂乳培养基：无抗脱脂奶粉130g，蒸馏水870mL，110~115℃灭菌10分钟，冷却至38+1℃备用。 

乳清粉培养基：乳清粉60g，蔗糖70g，蒸馏水1000mL，121℃灭菌5min。 

牛乳培养基：无抗全脂奶粉30g，无抗脱脂奶粉65g，白砂糖88g， 蒸馏水817mL ，95℃杀菌5分钟，冷却至38+1℃备用。 

有益效果：本发明的一种赛里木瑞士乳杆菌为高粘酸乳发酵菌种，菌株生长速度快，产酸迅速，耐酸，可有效抑制发酵过程中的杂菌污染，产品乳酸菌活菌数达10⁷CFU/mL以上；利用该菌种生产出的直投式高黏酸乳发酵剂活菌保存较好，实用方便；本发明的菌株在生长过程中，可产生胞外多糖，可大大提高发酵乳的持水力和稳定性，不需外源增稠剂、稳定剂等食品添加剂即可保持很高的粘度和稳定的质构，因此生产出的酸乳稳定性好、黏度大、乳酸菌活菌数高。 

具体实施方式

实施例1

将赛里木瑞士乳杆菌（CGMCC No.5729）接种到MRS培养基中，在40℃条件下活化24h，活化两次。按4%接种量接种到乳清培养基中扩培两代，时间分别为24h、18h。按4%接种量接种到乳清培养基中，于不锈钢发酵罐中40℃恒温培养8h，经陶瓷复合膜（孔径0.2μm，压力0.2MPa）过滤浓缩，于浓缩液中添加复合保护剂（10%脱脂乳粉加10%蔗糖，或者包括5%脱脂乳、15%蔗糖、2.5%L-谷氨酸钠、0.5%L-半胱氨酸），装入冻干机中冻干（极限真空度0.1MPa，零下50℃），于无菌条件下收集冻干粉，无菌包装，即为高黏酸乳直投式发酵剂。

该该生产的直投式发酵剂，活菌数达10¹¹CFU/g以上，于零下18℃以下贮存，保质期为1年，一年后活菌数仍达10¹⁰CFU/g以上。 

实施例2

将保藏的瑞士乳杆菌（L. helveticus Sayram 2-1）接种到脱脂乳培养基中，在40℃条件下活化24h，活化两次。按4%接种量接种到脱脂乳培养基中扩培两代，时间分别为12h、8h。按3-5%接种量接种到牛乳培养基中， 40℃恒温培养8h，制成工作发酵剂。

将工作发酵剂按3-5%接种量接种到冷却至40℃左右的发酵用牛乳中（加糖或未加糖），分装至销售包装容器，40℃恒温发酵4-5h，至滴定酸度达70~90oT终止发酵，转移至0-4 ℃条件下后熟16-24h，即为天然维吾尔族“克特克”酸奶。 

该条件下生产的高粘酸乳黏度达820~1836mPa.s，活菌数大于10⁸cfu/ml，滴定酸度90～110°T，蛋白质含量大于2.7%，总固形物含量大于14.6%，乳脂肪含量大于2.9%，保水力为46%~60%，产品在0~4℃条件下保持期为30天。货架期内凝乳均匀、拉丝性好、乳清析出少、口味酸甜适中、色泽一致、呈乳白色。 

实施例3

先将牛奶进行巴氏杀菌，待冷却至40~45℃时，按质量体积比0.5‰加入用赛里木瑞士乳杆菌（CGMCC No.5729）制得的高黏酸乳发酵剂，分装至销售包装容器，40℃恒温发酵4~5h，至滴定酸度达80~90oT时终止发酵，转移至0-4 ℃条件下后熟16~24h，即制成凝固型老酸奶。

该条件下生产的高粘酸乳黏度达900~2000mPa.s，活菌数大于10⁸cfu/ml，滴定酸度80～100°T，蛋白质含量大于2.7%，总固形物含量大于14.6%，乳脂肪含量大于2.9%，保水力为40%~60%，产品在0~4℃条件下保持期为30天。货架期内凝乳均匀、拉丝性好、乳清析出少、口味酸甜适中、色泽一致、呈乳白色。 

实施例4

先将牛奶进行巴氏杀菌，待冷却至40~45℃时，按质量体积比0.5‰接入上述用赛里木瑞士乳杆菌（CGMCC No.5729）制得的高黏酸乳发酵剂，40℃恒温发酵4-5h，至滴定酸度达80~90oT终止发酵，冷却至10 ℃以下，机械搅拌，使酸乳的硬度和粘度及组织状态发生变化，搅拌时加入或不加入果料等，分装至销售包装容器，至0-4 ℃条件下后熟16-24h，即为零添加剂搅拌型调味或不调味高粘酸乳。

该条件下生产的高粘酸乳黏度达610～1286mPa·s，活菌数大于10⁸cfu/mL，滴定酸度90~110°T，蛋白质含量大于2.3%，乳脂肪含量大于2.5%，保水力为40%~56%，产品在0~4 ℃条件下保持期为30天。货架期内产品拉丝性好、质构均匀、无乳清析出、口味酸甜适中、色泽一致、呈乳白色。 

实施例5

先将牛奶进行杀菌，待冷却至40~45℃时，按质量体积比0.5‰加入上述用赛里木瑞士乳杆菌（CGMCC No.5729）制得的高黏酸乳发酵剂，于发酵罐中40℃恒温发酵4~5h，至滴定酸度达80~90oT时终止发酵，再经85±5℃杀菌300s、乳化，无菌热灌装至无菌容器中，倒瓶30分钟，冷水浴冷却，即得到杀菌型酸奶，加糖调味后即制成风味高粘发酵乳。

该条件下生产的杀菌型高粘酸乳,黏度达400～800 mPa·s，滴定酸度80～90°T，蛋白质含量大于2.5%，乳脂肪含量大于2.7%，保水力为40%～56%，产品在常温条件下保持期为3-6个月。货架期内产品拉丝性好、质构均匀、无乳清析出、口味酸甜适中、色泽一致、呈乳白色。 

实施例6

用脱脂乳培养基对赛里木瑞士乳杆菌（L. helveticus Sayram 2-1）、嗜热乳链球菌（S. theromophilus）分别进行活化和扩培，活化在40℃下进行两次，每次24h；扩培分别按照24h、18h先后扩培2代。制成细胞浓度为10⁸cfu/ml以上的工作发酵剂。

配制土豆脱脂乳培养基：去皮土豆200g、蔗糖20g、琼脂20g、脱脂乳粉20g、水1000ml，将马铃薯去皮切成小块，于锅中加水1000ml煮沸半小时，用双层纱布过滤，取其滤液加糖、脱脂乳粉，完全溶解后加水补充至1000ml，121℃灭菌15分钟。对克鲁维酵母（Kluyveromyces marxianus）进行活化和扩培，制成细胞浓度达10⁷cfu/ml以上的工作发酵剂。 

将上述三个菌种的发酵剂按1:1:1混合后，作为复配发酵剂备使用；按5%接种量接种到冷却至40℃左右的发酵用牛乳中，40℃恒温发酵4~5h，至滴定酸度达70~90oT终止发酵，冷却至10℃以下，机械搅拌，使酸乳的硬度和粘度及组织状态发生变化，分装至销售包装容器，至0~4 ℃条件下后熟16~24h，即为含醇风味高粘酸乳，0~4℃条件下保持期为21天。 

终止发酵后，也可以搅拌、经85±5℃杀菌300s、乳化，无菌热灌装至无菌容器中，倒瓶30分钟，冷水浴冷却，即为杀菌型含醇风味高粘酸乳，常温条件下保持期可达3个月以上。 

混合菌种发酵生产出的老酸奶黏度达720～1432 mPa·s，乳酸菌活菌数大于10⁷cfu/mL，滴定酸度90～110°T，乙醇含量0.5~1.2%(V/V)，蛋白质含量大于2.3%，乳脂肪含量大于2.5%，保水力为50%～65%，货架期内产品拉丝性好、质构均匀、无乳清析出、醇香突出，风味醇厚。 

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。