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CN109628350B - 植物乳杆菌及其应用 - Google Patents

植物乳杆菌及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种植物乳杆菌及其应用。本发明的植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)，保藏编号为CGMCC No.14812。本发明提供的植物乳杆菌能够用于提高原料中有机酸，可以采用该植物乳杆菌对原料进行发酵，其中原料可以选自水果中的至少一种。利用本发明的植物乳杆菌对原料进行发酵，能够提高发酵制品中有机酸的含量。

Description

植物乳杆菌及其应用
技术领域
本发明涉及一种乳酸菌，具体涉及一种植物乳杆菌及其应用。
背景技术
有机酸是分子中含有羧基的酸类，广泛存在于动物、植物和微生物体内，主要包括乳酸、乙酸、丙酸、丁酸、苹果酸、酒石酸、草酸、柠檬酸等。许多有机酸能够直接参与生物化学反应，其中有些有机酸具有抑菌、消炎、抗病毒、抗突变、抗癌等作用；有些能够增加冠状动脉血流量、抑制脑组织脂质过氧化物生成、软化血管、促进钙、铁元素的吸收；还有些具有帮助胃液消化脂肪和蛋白质、具有预防疾病和促进新陈代谢作用，从而有益于人体的健康。
乳酸菌(lactic acid bacteria，LAB)是一类能够利用可发酵碳水化合物产生大量乳酸的细菌的通称。大量研究表明，乳酸菌能够调节机体胃肠道正常菌群、保持微生态平衡，提高食物消化率和生物价、降低血清胆固醇、控制内毒素、抑制肠道内腐败菌生长繁殖和腐败产物的产生、制造营养物质、刺激组织发育，从而对机体的营养状态、生理功能、细胞感染、药物效应、毒性反应、免疫反应、肿瘤发生、衰老过程和突然的应急反应等产生作用。
乳酸菌通过发酵产生有机酸等物质从而发挥其特殊的生理功能。乳酸菌可以将乳糖分解成葡萄糖和半乳糖，葡萄糖经发酵作用转变为乳酸等小分子化合物，有助于儿童脑组织和神经系统的发育。乳酸菌具有磷酸蛋白酶，能将α-酪蛋白分解成微细的奶酪脂肪肽和氨基酸等，从而提高蛋白的消化吸收率。乳酸菌发酵可以使部分脂肪少量降解，易于消化并能增加乳中游离脂肪酸、挥发性脂肪酸含量。乳酸菌在代谢过程中消耗部分维生素，同时也合成叶酸等B族维生素。乳酸菌发酵后产生的有机酸可提高钙、磷、铁等元素的利用率，促进铁和VD的吸收，并且具有较强的抑菌作用。
目前，有机酸在植物和微生物中的含量相对较低，因此期待一种能够提高有机酸含量的方法。
发明内容
本发明提供一种植物乳杆菌及其应用，利用该植物乳杆菌对原料进行发酵，能够提高发酵制品中有机酸的含量。
本发明提供一种植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)，保藏编号为CGMCCNo.14812。
本发明的植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)(CGMCC No.14812)的表型特征为：G+，杆状，菌落圆形，乳白色，边缘整齐。
本发明的植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)(CGMCC No.14812)为自主通过可培养方法从自然发酵果蔬酵素中分离筛选获得，利用16S rRNA基因序列和pheS基因系统发育学分析，结合表型特征确定了分类学地位。
本发明的植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)(CGMCC No.14812)的生长条件可以为常规条件，生长条件例如可以为：生长温度30-37℃，兼性厌氧，生长时间24-48h。
本发明的植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)(CGMCC No.14812)能够发酵生产有机酸，因此可用于相关用途。
本发明还提供上述植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)(CGMCC No.14812)在生产有机酸上的应用。
本发明对上述植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)(CGMCC No.14812)在生产有机酸上的应用方式不作严格限制，既可以生产包含有机酸的发酵制品，还可以根据需要从该发酵制品中提取有机酸，提供下游的应用。
本发明还提供一种发酵制品生产方法，采用上述植物乳杆菌(Lactobacillusplantarum)(CGMCC No.14812)对原料进行发酵。
本发明对所述原料不作严格限制，只要是利于上述植物乳杆菌(Lactobacillusplantarum)(CGMCC No.14812)生产有机酸即可。
具体地，所述原料可以选自水果和药食同源类原料中的至少一种。进一步地，所述水果包括橘子、枇杷、火龙果和桑椹等，所述药食同源类原料包括茯苓、甘草、乌梅和菊花等。
在采用上述植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)(CGMCC No.14812)对原料进行发酵时，对发酵培养基和发酵条件不作严格限制，只要是利于上述植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)(CGMCC No.14812)生产有机酸即可。
在本发明的具体方案中，发酵制品生产方法可以包括如下步骤：
对所述原料进行榨汁、调浆，得到原料汁；
向每升所述原料汁中加入0-80g碳源、3-8g氮源、1-3g无机盐和5-12g碳酸钙，随后调节pH值至5.5-6.8，得到发酵培养基；
将所述植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)按0.5-1.5％(v/v)接种至所述发酵培养基中进行发酵，得到发酵制品。
在本发明中，可采用常规方式对原料进行榨汁，从而获得原料原汁；此外，可视实际需要对原料原汁进行调浆。具体地，调浆可以采用蒸馏水进行，其中可以控制原料原汁与蒸馏水的体积比为1：(1-5)，从而制得原料汁。
本发明对碳源、氮源、无机盐不作严格限制，只要适于上述植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)生产有机酸即可。具体地，碳源可以采用蔗糖、葡萄糖、麦芽糖等中的至少一种，氮源可以采用蛋白胨、牛肉膏、氯化铵、硝酸铵、硝酸钾等中的至少一种，无机盐可以采用硫酸锰、磷酸氢二钾、磷酸二氢钾等中的至少一种。
进一步地，还可向原料汁中加入碳酸钙。随着发酵的进行，菌种不断产酸，会降低pH，有可能对菌种的生长发酵产生影响；所以，可以根据需要通过加入碳酸钙，起到消耗H+、稳定pH的作用。
与常规的发酵工艺相同，本发明采用上述短植物乳杆菌(Lactobacillusplantarum)生产有机酸过程也包括了菌种活化和制备种子液操作，以及将种子液接种至发酵培养基实施发酵的操作。本发明对发酵条件不作严格限制，只要适于上述植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)生产有机酸即可。具体地，所述发酵的温度可以为20-35℃，转速可以为60-150r/min，发酵周期可以为7-30天。发明人的研究显示，利用本发明提供的短植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)(CGMCC No.14812)，较于同类菌种，例如植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)标准菌株ATCC 14917，不仅发酵产物中的有机酸含量提高，而且需要的接种量可以降低，在生产效率和成本上都表现出明显的优势。
本发明还提供一种发酵制品，按照上述任一所述的发酵制品生产方法生产得到。
本发明的发酵制品中包含有机酸。进一步地，所述有机酸包括乳酸、乙酸、丙酸、丁酸、苹果酸、酒石酸、草酸和柠檬酸等中的至少一种。
本发明所述的植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)，已于2017年10月16日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(简称CGMCC)，其地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏编号为CGMCC No.14812。
本发明提供的植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)(CGMCC No.14812)能够发酵生产有机酸，利用该植物乳杆菌对原料进行发酵时，能够提高发酵制品中有机酸的含量。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一、制备培养基
1)基础培养基
将10.0g酪蛋白胨、10.0g牛肉膏、5.0g酵母粉、5.0g葡萄糖、5.0g乙酸钠、2.0g柠檬酸二铵、1.0g吐温80、2.0g K2HPO4、0.2g MgSO4·7H2O、0.05g MnSO4·H2O、10.0g CaCO3溶解于1L蒸馏水中，调节pH值至6.8，制得基础培养基(制备固体培养基时，加入20g琼脂)。
2)发酵培养基
对橘皮进行榨汁，得到橘皮原汁；向橘皮原汁中加入蒸馏水进行调浆，控制橘皮原汁与蒸馏水的体积比为1：1，制得橘皮汁。
向1L上述橘皮汁中加入50g葡萄糖、6g蛋白胨、1.2g硫酸锰和10.0g CaCO3，调节pH值至6.8左右，得到发酵培养基。
二、发酵
1)菌种活化
将保存于斜面上的植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)菌种(CGMCCNo.14812)接种于上述固体基础培养基中，在厌氧条件下静置培养24h左右，得到活化菌种。
2)制备种子液
将上述活化的菌种接种于上述液体基础培养基中，在厌氧条件下静置培养24h左右，得到种子液。
3)发酵
按照1％(v/v)的接种量，将上述种子液接种于上述发酵培养基中进行发酵培养，控制发酵温度为35℃左右，转速为150r/min左右，发酵周期为7天左右，得到橘皮发酵制品。
采用中华人民共和国农业行业标准NY/T 2277-2012方法对上述橘皮发酵制品中的有机酸进行检测，结果见表1。
实施例2
一、制备培养基
1)基础培养基
将8.0g酪蛋白胨、12.0g牛肉膏、4.0g酵母粉、6.0g葡萄糖、6.0g乙酸钠、1.0g柠檬酸二铵、1.5g吐温80、3.0g K2HPO4、0.1g MgSO4·7H2O、0.1g MnSO4·H2O、8.0g CaCO3溶解于1L蒸馏水中，调节pH值至6.0，制得基础培养基(制备固体培养基时，加入20g琼脂)。
2)发酵培养基
对枇杷进行榨汁，得到枇杷原汁；向枇杷原汁中加入蒸馏水进行调浆，控制枇杷原汁与蒸馏水的体积比为1：2，制得枇杷汁。
向1L上述枇杷汁中加入60g葡萄糖、3g蛋白胨、2.0g硫酸锰和8.0g CaCO3，调节pH值至6.0左右，得到发酵培养基。
二、发酵
1)菌种活化
将保存于斜面上的植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)菌种(CGMCCNo.14812)接种于上述固体基础培养基中，在厌氧条件下静置培养18h左右，得到活化菌种。
2)制备种子液
将上述活化的菌种接种于上述液体基础培养基中，在厌氧条件下静置培养24h左右，得到种子液。
3)发酵
按照0.8％(v/v)的接种量，将上述种子液接种于上述发酵培养基中进行发酵培养，控制发酵温度为30℃左右，转速为120r/min左右，发酵周期为10天左右，得到枇杷发酵制品。
采用中华人民共和国农业行业标准NY/T 2277-2012方法对上述枇杷发酵制品中的有机酸进行检测，结果见表2。
实施例3
一、制备培养基
1)基础培养基
将12.0g酪蛋白胨、8.0g牛肉膏、6.0g酵母粉、4.0g葡萄糖、4.0g乙酸钠、3.0g柠檬酸二铵、0.5g吐温80、1.0g K2HPO4、0.3g MgSO4·7H2O、0.01g MnSO4·H2O、12.0g CaCO3溶解于1L蒸馏水中，调节pH值至6.5，制得基础培养基(制备固体培养基时，加入20g琼脂)。
2)发酵培养基
对火龙果进行榨汁，得到火龙果原汁；向火龙果原汁中加入蒸馏水进行调浆，控制火龙果原汁与蒸馏水的体积比为1：3，制得火龙果汁。
向1L上述火龙果汁中加入30g麦芽糖、5g氯化铵、3g磷酸二氢钾和12.0g CaCO3，调节pH值至6.5左右，得到发酵培养基。
二、发酵
1)菌种活化
将保存于斜面上的植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)菌种(CGMCCNo.14812)接种于上述固体基础培养基中，在厌氧条件下静置培养18h左右，得到活化菌种。
2)制备种子液
将上述活化的菌种接种于上述液体基础培养基中，在厌氧条件下静置培养24h左右，得到种子液。
3)发酵
按照0.9％(v/v)的接种量，将上述种子液接种于上述发酵培养基中进行发酵培养，控制发酵温度为32℃左右，转速为150r/min左右，发酵周期为15天左右，得到火龙果发酵制品。
采用中华人民共和国农业行业标准NY/T 2277-2012方法采对上述火龙果发酵制品中的有机酸进行检测，结果见表3。
实施例4
一、制备培养基
1)基础培养基
将10.0g酪蛋白胨、10.0g牛肉膏、5.0g酵母粉、5.0g葡萄糖、5.0g乙酸钠、2.0g柠檬酸二铵、1.0g吐温80、2.0g K2HPO4、0.2g MgSO4·7H2O、0.05g MnSO4·H2O、10.0g CaCO3溶解于1L蒸馏水中，调节pH值至6.8，制得基础培养基(制备固体培养基时，加入20g琼脂)。
2)发酵培养基
对桑椹进行榨汁，得到桑椹原汁；向桑椹原汁中加入蒸馏水进行调浆，控制桑椹原汁与蒸馏水的体积比为1：1，制得桑椹汁。
向1L上述桑椹汁中加入10g蔗糖、4g硝酸铵、1g硫酸锰、1g磷酸氢二钾和10.0gCaCO3，调节pH值至6.8左右，得到发酵培养基。
二、发酵
1)菌种活化
将保存于斜面上的植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)菌种(CGMCCNo.14812)接种于上述固体基础培养基中，在厌氧条件下静置培养24h左右，得到活化菌种。
2)制备种子液
将上述活化的菌种接种于上述液体基础培养基中，在厌氧条件下静置培养24h左右，得到种子液。
3)发酵
按照1％(v/v)的接种量，将上述种子液接种于上述发酵培养基中进行发酵培养，控制发酵温度为35℃左右，转速为150r/min左右，发酵周期为7天左右，得到桑椹发酵制品。
采用中华人民共和国农业行业标准NY/T 2277-2012方法对上述桑椹发酵制品中的有机酸进行检测，结果见表4。
对照例1-4
对照例1-4以植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)标准菌株ATCC 14917作为对照，除采用该植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)标准菌株ATCC14917替换实施例1-4中的植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)菌株CGMCC No.14812，以及接种量按照以下说明改变之外，其余分别与实施例1-4相同：
对照例1中，按照3％(v/v)的接种量，将种子液接种于发酵培养基中进行发酵培养。
对照例2中，按照5％(v/v)的接种量，将种子液接种于发酵培养基中进行发酵培养。
对照例3中，按照1％(v/v)的接种量，将种子液接种于发酵培养基中进行发酵培养。
对照例4中，按照3％(v/v)的接种量，将种子液接种于发酵培养基中进行发酵培养。
对照例1-4的发酵制品的检测结果分别见表1至表4。
表1实施例1和对照例1的橘皮发酵制品中的有机酸检测结果
Figure BDA0001939088400000091
注：“/”表示未检出。
表2实施例2和对照例2的枇杷发酵制品中的有机酸检测结果
Figure BDA0001939088400000092
注：“/”表示未检出。
表3实施例3和对照例3的火龙果发酵制品中的有机酸检测结果
Figure BDA0001939088400000093
注：“/”表示未检出。
表4实施例4和对照例4的桑椹发酵制品中的有机酸检测结果
Figure BDA0001939088400000101
注：“/”表示未检出。
表1至表4结果表明：
相对于未发酵的原料汁和利用植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)标准菌株ATCC 14917进行发酵的发酵制品，利用本发明的植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)(CGMCC No.14812)进行发酵的发酵制品中，有机酸的含量显著提高。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum），其特征在于，保藏编号为CGMCC No.14812。
2.权利要求1所述的植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）在提高水果汁中总有机酸含量上的应用。
3.一种发酵制品生产方法，其特征在于，采用权利要求1所述的植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）对原料进行发酵；所述发酵制品中含有有机酸；所述原料选自水果。
4.根据权利要求3所述的发酵制品生产方法，其特征在于，所述水果包括橘子、枇杷、火龙果和桑椹。
5.根据权利要求3至4任一所述的发酵制品生产方法，其特征在于，包括如下步骤：
对所述原料进行榨汁、调浆，得到原料汁；
向每升所述原料汁中加入0-80g碳源、3-8g氮源、1-3g无机盐和5-12g碳酸钙，随后调节pH值至 5.5-6.8，得到发酵培养基；
将所述植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）按0.5-1.5%（v/v）接种至所述发酵培养基中进行发酵，得到发酵制品。
6.根据权利要求3至4任一所述的发酵制品生产方法，其特征在于，所述发酵的温度为20-35℃，转速为60-150 r/min，发酵周期为7-30天。
7.一种发酵制品，其特征在于，按照权利要求3至6任一所述的发酵制品生产方法生产得到；所述发酵制品中含有有机酸。
8.根据权利要求7所述的发酵制品，其特征在于，所述有机酸包括乳酸、丁酸、苹果酸、酒石酸、草酸和柠檬酸中的至少一种。
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