CN104152354A - 一种复合益生菌及其生产工艺和在发酵剂上的应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种复合益生菌及其生产工艺和在发酵剂上的应用，采用耐受力强发酵性能优良的菌种组合并配比，经菌种活化和培养、发酵、分离、真空低温干燥制备益生菌干粉，再经复配包装而成，采用连续真空低温干燥工艺，缩短周期，提高产出率，复合益生菌包括植物乳杆菌、发酵乳杆菌、干酪乳杆菌、鼠李糖乳杆菌，按含量计配比为：(2～8)∶(1～6)∶(1～4)∶(1～3)；应用时每吨蔬菜使用本发酵剂0.2～1公斤，发酵温度20-30度，3-5天成熟，比传统做法时间缩短50％，腌制菜的得率75％以上；本发明制备的多用途益生菌发酵剂可以用于蔬菜发酵和饲料发酵行业，解决农业生产和食品加工过程的中现实问题，同时提高产品质量和生产效率。

Description

一种复合益生菌及其生产工艺和在发酵剂上的应用

技术领域

本发明涉及一种生物制品，尤其涉及一种多用益生菌发酵剂，具体地本发明还提供了此合益生菌的的生产工艺，特别地，本发明还提供了此复合益生菌在发酵剂上的应用，属于生物技术领域。

背景技术

益生菌(Probiotics)是一类对宿主有益的活性微生物，是定植于人体或动物体肠道、生殖系统内，能产生确切健康功效从而改善宿主微生态平衡、发挥有益作用的活性有益微生物的总称，其中乳酸菌是一类比较常见的，其广泛应用于生物工程、养殖、保健食品以及生物医药领域。益生菌微生态制剂具有巨大的发展潜力和价值。

近年来由于食品安全事件频发，食品添加剂滥用，抗生素滥用，给食品产业和人民健康都有负面的影响。

2004年WTO、联合国粮农组织(FAO)和世界动物卫生组织(O IE)联合召开专题讨论会，讨论了非人用抗生素的使用和抗生素的耐药性问题，欧盟自2006年1月起全面禁止在畜禽饲料中添加抗生素，在生猪等饲养中不得添加抗生素目前已经是国际公认的食品安全标准。人们开始纷纷寻求其它的替代品和替代技术，以保证畜牧业生产的效率效益不受影响。益生菌发酵饲料技术是新近成长起来的具有许多优点的新型饲料技术，饲料经益生菌发酵后含有更多的活性益生菌菌体、各种酶、各级代谢产物、多种维生素、蛋白质分解产物、活性小肽、氨基酸、抑菌物质、免疫增强因子、促生长因子等，起到促进生长，维持动物肠道的菌群平衡作用；由于不添加抗生素等药物，不会造成抗生素药物残留，益生菌发酵饲料技术是一种生态健康型饲料生产技术。

益生菌作为一种无公害绿色的产品替代抗生素和一部分添加剂，符合国家发展微生态科技之路。

然而，虽然益生菌发酵的研究很多，但是商业化的产品较少，多半停留在实验室阶段，如公开号为CN101218964的发明专利提供仅仅为两种乳酸菌组成的泡菜发酵剂，益生菌可以应用到发酵蔬菜和饲料的发酵剂中。

目前益生菌发酵工艺都比较复杂，应用于发酵的菌种也比较单一，在应用上也有较大的限制，现有的市场产品及技术主要有以下不足之处：

1)产品单一含有益生菌种类较少，同时没有加入酶制剂；

2)大多为液体，运输保存十分不便，同时容易失去活性而导致发酵失败；

3)功能单一有些仅是用于泡菜发酵，而有些只是单纯用到饲料发酵；

4)发酵工艺相对复杂，对工艺要求高；

5)现有冻干工艺能耗高，导致成本很高，同时采用喷雾干燥菌种活性低，得率低；

6)安全性差，尤其在饲料发酵方面大多使用芽孢和酵母类，单纯使用乳酸菌的发酵剂较少，而芽孢类和酵母类安全性不及乳酸菌，在动物体的定植性能差，益生效果差。

另外，目前乳酸菌在市场上一般是液体和固体粉末形式，但作为液体形式由于运输不方便，同时成活时间短，很容易失去活力，因此功能上也难于保证。粉体菌粉具有保存运输方便，活性也得到保证，目前制备粉末的益生菌工艺分为冻干和喷雾干燥形式。冻干工艺产品得率高，单需要真空下超低温，设备昂贵，同时能耗非常高，导致菌粉的生产成本很高。而喷雾干燥具有工艺简单，设备投资低的优点，但是由于喷雾干燥是在较高温度下进行，而益生菌的最高耐温只有50℃，因此喷雾干燥工艺得到的产品活性极低，大部分是死菌体。

本发明人利用真空连续低温干燥的工艺进行干燥，在保证菌种活力的情况下，能耗大大降低，同时设备投资也下降，这一新工艺对于解决益生菌生产过程的难题提供了良好的解决方案。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题及不足，本发明提供了一种复合益生菌及其生产工艺和在发酵剂上的应用，制备的多用途益生菌发酵剂可以用于蔬菜发酵和饲料发酵行业，解决农业生产和食品加工过程的中现实问题，同时提高产品质量和生产效率。

本发明采用耐受力强发酵性能优良的菌种组合并配比，经菌种活化和培养、发酵、分离、真空低温干燥制备益生菌干粉，再经复配包装而成，采用复合发酵工艺和连续真空低温干燥，大大节约了能耗，简化了工艺，缩短了周期，提高了产出率，解决了现有技术中存在的问题。

本发明的目的之一在于提供一种复合益生菌，成分包括：

植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)

发酵乳杆菌(Lactobacillus fermentum)

干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)

鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)

上述菌种按含量计配比为：(2～8)∶(1～6)∶(1～4)∶(1～3)；

本发明的目的之二在于提供上述复合益生菌的生产工艺，其具体制备方法如下：

1)活化菌种：

本发明采用的菌种为：

植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)

发酵乳杆菌(Lactobacillus fermentum)

干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)

鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)

上述菌种按含量计配比为：(2～8)∶(1～6)∶(1～4)∶(1～3)；

所述菌种的配比为：6∶2∶1∶1；

上述菌种冷藏保存；

按下述方法分别制备活化菌种：

将冷冻保藏的菌种接入灭菌的MRS培养基，37℃恒温培养24小时，确认菌落无杂菌后，重复操作三次即得到活化菌种。

上述植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)，购自中国普通微生物菌种保藏管理中心，保藏编号为：CGMCC1.557。

上述发酵乳杆菌(Lactobacillus fermentum)，购自中国普通微生物菌种保藏管理中心，保藏编号为：CGMCC1.2133。

上述干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)，购自中国工业微生物菌种保藏管理中心，保藏编号为：CICC20983。

上述鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)，购自中国工业微生物菌种保藏管理中心，保藏编号为：CICC20300。

2)种子培养：

将步骤1中所得到的活化菌种，接种于培养基中，各菌种按步骤1中所述比例范围配比，在37℃进行复合培养20小时，得到发酵种子。

3)发酵培养：

将培养好的发酵种子以3～8％的接种量接到培养基中，在36～38℃厌氧环境下培养18～28小时，并在发酵后期以流加的方式补充5％～10％的培养液和6％NaOH中和液，得到发酵液。

上述步骤2和步骤3中液体培养基为：种子培养基和发酵培养基相同其配比如下：

葡萄糖：1％

乳清粉：2％

牛肉膏：1％

蛋白胨：1％

硫酸镁：0.025％

硫酸锰：0.05％

酵母培养物(增菌因子)：0.8％

玉米浆粉：3％

乙酸钠：0.22％

磷酸氢二钾：0.2％；PH＝6.8，120℃灭菌20分钟。

4)离心分离：

将发酵液利用高速离心机分离，离心转速6000r/min，离心时间10-15分钟，得到乳酸菌的发酵浓缩物。

5)乳化和保护剂调配：

收集上述发酵浓缩物，加入菌种保护剂和乳化剂，其配方为：脱脂奶粉10％，甘油5％，海藻糖5％，VC0.1％，氯化钠0.3％，明胶0.1％，吐温80  1％，调节此混合液的固形物含量为30～50％。

6)真空低温干燥：

将步骤5中得到的菌体在连续低温真空机中干燥，干燥温度15～35℃，真空度100～1000Pa，1～4小时开始连续出料，得到菌粉其乳酸菌活性0.5～2×10¹¹cfu/g。

7)益生菌发酵剂的复配：

将步骤6中的菌粉与酶制剂、辅料充分混合。

其中菌粉与酶制剂添加质量比为10∶0～10。

其中使用的酶制剂为：蛋白酶，纤维素酶，淀粉酶中的一种或多种混合。

辅料配方：麦芽糊精、葡萄糖、可溶性淀粉(膳食纤维)、低聚糖(益菌因子)、酵母培养物中的一种或是多种。

8)包装：

将上述复配后的菌粉，在30万级别净化等级包装车间内，封装环境温度控制在25度以下，相对湿度在20％以下，控制水分在5％以下，利用四层铝塑复合袋封装，包装铝材为纯金属铝，厚度大于0.07mm。

本发明的目的之三在于提供制备的复合益生菌在发酵剂上的应用。

本发明制备的复合益生菌粉作为发酵剂产品可以用于发酵蔬菜和饲料(微生态饲料)、发酵泡菜或是酸菜，其发酵菜可以为大白菜，芥菜，萝卜，豇豆等等，工艺简单。

应用方法为：每吨蔬菜使用本发酵剂0.2～1公斤，发酵温度20-30度，3-5天成熟；比传统做法时间缩短50％，腌制菜的得率75％以上，发酵菜口感鲜美，不添加其他任何防腐剂，最终乳酸菌熟达到108次方有很好的长期食用有很好的保健效果，泡菜的保质期延长。

用本发酵剂发酵饲料：每吨饲料投入本品0.2～1公斤，饲料原料为豆粕、麸皮、玉米蛋白，稻糠等中的一种或多种，含水量50-70％，发酵周期10～15天成熟，发酵饲料具有良好的风味。

本发明对制备的复合益生菌进行了应用研究，主要应用于发酵蔬菜、饲料(微生态饲料)、发酵泡菜或酸菜，大大提高了产品质量和生产效率，解决农业生产和食品加工过程的中安全问题，做到饲养绿色安全，大大提高了食品的源头安全。

附图说明

图1为本发明制备工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明进一步进行说明

实例一：复合益生菌粉的生产

1)活化菌种：本发明采用的菌种为：

植物乳杆菌  Lactobacillus plantarum，保藏编号为：CGMCC1.557

发酵乳杆菌  Lactobacillus fermentum，保藏编号为∶CGMCC1.2133

干酪乳杆菌  Lactobacillus casei，保藏编号为：CICC20983

鼠李糖乳杆菌LactobaciUus rhamnosus，保藏编号为：CICC20300

上述菌种为采购原料，其所含菌种比例为：6∶2∶1∶1；

按如下方法分别制备活化菌种：

将冷冻保藏的菌种接入灭菌的MRS培养基，37℃恒温培养24小时，确认菌落无杂菌后，重复操作三次即得到活化菌种。

上述使用的MRS培养基为：酪蛋白胨10.0，牛肉提取物10.0，酵母提取物5.0，葡萄糖5.0，乙酸钠5.0，柠檬酸二胺2.0，Tween801.0，K2HPO4 2.0，MgSO4.7H2O 0.2，MnSO4.H2O 0.05，CaCO3 20.0，琼脂15.0，蒸馏水1.0L，pH6.8、121℃下灭菌20分钟。

2)种子培养：

将步骤1中所得到的活化菌种，接种于培养基中，各菌种按步骤1中所述比例范围配比，在37℃进行复合培养20小时，得到发酵种子。

3)发酵液培养：

将培养好的发酵种子以3～8％的接种量接到发酵培养基中，在36～38℃厌氧环境下培养18～28小时，并在发酵后期以流加的方式补充5％～10％的培养液和6％NaOH中和液，得到发酵液。

上述步骤2和步骤3中液体培养基为：上述步骤2和步骤3中液体培养基为：种子培养基和发酵培养基相同其配比如下：

葡萄糖：1％

乳清粉：2％

牛肉膏：1％

蛋白胨：1％

硫酸镁：0.025％

硫酸锰：0.05％

酵母培养物(增菌因子)：0.8％

玉米浆粉：3％

乙酸钠：0.22％

磷酸氢二钾：0.2％；PH＝6.8，120℃灭菌20分钟。

4)离心分离：

将发酵液利用高速离心机分离，离心转速6000r/min，离心时间10-15分钟，得到乳酸菌的发酵浓缩物。

5)乳化和保护剂调配：

收集上述发酵浓缩物，加入菌种保护剂和乳化剂，其配方为：脱脂奶粉10％，甘油5％，海藻糖5％，VC0.1％，氯化钠0.3％，明胶0.1％，吐温80  1％，调节此混合液的固形物含量为30～50％。

6)真空低温干燥：

将步骤5中得到的菌体在连续低温真空机中干燥，干燥温度15～35℃，真空度100～1000Pa，1～4小时开始连续出料，得到菌粉其乳酸菌活性1.2×10¹¹cfu/g。

7)益生菌发酵剂的复配：

将步骤6中的菌粉与酶制剂、辅料充分混合。

其中菌粉与酶制剂添加质量比为10∶0～10。

其中使用的酶制剂为：蛋白酶，纤维素酶，淀粉酶中的一种或多种混合。

辅料配方：麦芽糊精、葡萄糖、可溶性淀粉(膳食纤维)、低聚糖(益菌因子)、酵母培养物中的一种或是多种。

8)包装：将上述复配后的菌粉，在30万级别净化等级包装车间内，封装环境温度控制在25度以下，相对湿度在20％以下，控制水分在5％以下，利用四层铝塑复合袋封装，包装铝材为纯金属铝，厚度大于0.07mm。

实施例二：发酵泡菜

材料：萝卜、豇豆、食盐、蔗糖、辛香料。

1.将1公斤萝卜清洗干净，切块。

2.在凉开水中配置4％盐水，添加1％的蔗糖，搅拌充分溶解。

3.将1克益生菌发酵剂加入上述盐水中，充分溶解；

4.将萝卜码放到腌制容器，作料一起加入；

5.将配制好的菌的盐水注入到腌制容器中，并使得萝卜完全浸入盐水中；

6.密封，在30度条件下发酵3天即可成熟。

使用本工艺制作泡菜风味香浓、香脆可口，营养丰富。最终PH值为3.8，经过检测烟硝酸盐含量均在0.5mg/kg以下，符合食品安全要求。

上述萝卜也可采用其他蔬菜代替，如包菜、白菜等。

实施例三：发酵东北酸菜

1.将收获的蔬菜整理去烂叶，洗净，分切两半或四半，整齐码放到发酵池；

2.配制4％盐水，搅拌充分溶解；

3.将按益生菌发酵剂加入上述盐水中，充分溶解，发酵剂投放量按0.2～1公斤/吨比例投放；

4.将配制好的菌的盐水注入到腌制容器中，并使得蔬菜完全浸入盐水中；

5.启动输送泵，把盐水打回流，使得腌制池中盐水充分混合；

6.盖住发酵池口，在常温下发酵。

用上述工艺发酵东北酸菜，冬季发酵时间15天成熟，夏季7-8天成熟，口感酸爽，风味较佳，腌制成功率高，最终PH4～4.5，检验其亚硝酸盐均符合国家要求。

实验四：发酵鱼肉(多宝鱼)及其边角料

1.配料：罗飞鱼，鱼类下脚料，葡萄糖，食盐；

2.将罗非鱼和下脚料放肉绞肉机中搅成肉泥；

3.将葡萄糖1％和食盐2％用少许水溶解，加入上述肉泥中再次搅拌均匀；

4.取益生菌发酵剂配置成液体，加入上述肉泥中，充分搅拌混合均匀，其菌种添加量按0.2～1KG/吨；

5.上述鱼肉泥转入密封容器中，在30℃发酵2-3天即可，经过检测益生菌活性在108cfu/g以上。

上述发酵鱼泥可以与麸皮，玉米粉，豆粕复配并添加水，使得整个水分控制在50％-60％，直接喂养或是再密封发酵2-3天，经过发酵的饲料改善了适口性，有很好的营养作用，用来代替鱼粉减低了养殖成本。

实验五：发酵蛋白饲料

1.配料：豆粕：玉米粉：麸皮其重量比为1∶2∶2；

2.将益生菌发酵剂配成液体，按每吨添加0.5KG/吨，添加到饲料中。

3.调整饲料的含水量50-60％。

将饲料装入密闭的容器中在20-30℃发酵6-8天即可成熟。

Claims (7)

1.一种复合益生菌，其特征在于，其采用耐受力强发酵性能优良的菌种组合并配比，经过菌种活化和培养、发酵、分离、真空低温干燥制备益生菌干粉，经过复配包装而成。 

2.根据权利要求1所述的一种复合益生菌，其特征在于，所述的菌种为： 

植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum) 

发酵乳杆菌(Lactobacillus fermentum) 

干酪乳杆菌(Lactobacillus casei) 

鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus) 

上述菌种按含量计配比为：(2～8)∶(1～6)∶(1～4)∶(1～3)。 

3.如权利要求1所述的复合益生菌的生产工艺，其特征在于，具体制备方法如下： 

1)活化菌种： 

植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)、发酵乳杆菌(Lactobacillus fermentum)、干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)、鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)，菌种按含量计配比为：(2～8)∶(1～6)∶(1～4)∶(1～3)，并冷藏保存； 

按下述方法分别制备活化菌种： 

将冷冻保藏的菌种接入灭菌的MRS培养基，37℃恒温培养24小时，确认菌落无杂菌后，重复操作三次即得到活化菌种； 

2)种子培养： 

将步骤1中所得到的活化菌种，接种于培养基中，各菌种按步骤1中所述比例范围配比，在37℃进行复合培养20小时，得到发酵种子； 

3)发酵培养： 

将培养好的发酵种子以3～8％的接种量接到培养基中，在36～38℃厌氧环境下培养18～28小时，并在发酵后期以流加的方式补充5％～10％的培养液和6％NaOH中和液，得到发酵液； 

4)离心分离： 

将发酵液利用高速离心机分离，离心转速6000r/min，离心时间10-15分钟，得到乳酸菌的发酵浓缩物； 

5)乳化和保护剂调配： 

收集上述发酵浓缩物，加入菌种保护剂和乳化剂，其配方为：脱脂奶粉10％，甘油5％，海藻糖5％，VC0.1％，氯化钠0.3％，明胶0.1％，吐温80  1％，调节此混合液的固形物含量为30～50％； 

6)真空低温干燥： 

将步骤5中得到的菌体在连续低温真空机中干燥，干燥温度15～35℃，真空度100～1000Pa，1～4小时开始连续出料，得到菌粉其乳酸菌活性0.5～2×10¹¹cfu/g； 

7)益生菌发酵剂的复配： 

将步骤6中的菌粉与酶制剂、辅料充分混合；其中菌粉与酶制剂添加质量比为10∶0～10。 

其中使用的酶制剂为：蛋白酶，纤维素酶，淀粉酶中的一种或多 种混合； 

辅料配方：麦芽糊精、葡萄糖、可溶性淀粉(膳食纤维)、低聚糖(益菌因子)、酵母培养物中的一种或是多种； 

8)包装： 

将上述复配后的菌粉，在30万级别净化等级包装车间内，封装环境温度控制在25度以下，相对湿度在20％以下，控制水分在5％以下，利用四层铝塑复合袋封装，包装铝材为纯金属铝，厚度大于0.07mm。 

4.根据权利要求2或3所述的复合益生菌的生产工艺，其特征在于，上述步骤2和步骤3中液体培养基为： 

葡萄糖：1％ 

乳清粉：2％ 

牛肉膏：1％ 

蛋白胨：1％ 

硫酸镁：0.025％ 

硫酸锰：0.05％ 

酵母培养物(增菌因子)：0.8％ 

玉米浆粉：3％ 

乙酸钠：0.22％ 

磷酸氢二钾：0.2％；PH＝6.8，120℃灭菌20分钟。 

5.如权利要求1所述的一种复合益生菌，其特征在于，其用于发酵蔬菜和饲料(微生态饲料)、发酵泡菜或是酸菜，其发酵菜可以为大 白菜，芥菜，萝卜，豇豆等。 

6.如权利要求5所述的一种复合益生菌的应用方法，其特征在于，其应用方法为：每吨蔬菜使用本发酵剂0.2～1公斤，发酵温度20-30度，3-5天成熟；比传统做法时间缩短50％，腌制菜的得率75％以上，发酵菜口感鲜美，不添加其他任何防腐剂，最终乳酸菌熟达到108次方有很好的长期食用有很好的保健效果，泡菜的保质期延长。 

7.如权利要求5所述的一种复合益生菌的应用方法，其特征在于，其应用方法为：用本发酵剂发酵饲料：每吨饲料投入本品0.2～1公斤，饲料原料为豆粕、麸皮、玉米蛋白，稻糠等中的一种或多种，含水量50-70％，发酵周期10～15天成熟，发酵饲料具有良好的风味。