一种蔗糖发酵物及其制备方法与流程

1.发明涉及益生菌发酵技术领域，具体而言，涉及一种蔗糖发酵物的制备方法及应用。


背景技术：

2.生活中所用到的酱油、食醋、酱、豆豉、腐乳等调味食品均包括发酵工艺，需要采用微生物发酵，再经干燥包装等工序得到能够用于生产的调味料原料。在发酵过程中，由于多种微生物的作用，会产生一系列的生化反应，把原料中的不溶性高分子物质，分解为可溶性低分子化合物，提高了产品的生物有效性，并增加风味物质和营养成分。
3.例如由江苏奕农生物股份有限公司起草和备案的《蔗糖发酵物(固态其他调味料)q/jsyn 0003s-2023》标准已于2023年2月首次发布，该标准涵盖了蔗糖发酵物的制备过程、要求以及检验规则等，利用该标准生产出的发酵物风味独特，作为食品调味料原料使用已被业内认可。
4.随着对调味料的多样化要求，目前仍需要开发新的发酵物及发酵工艺以满足需求。


技术实现要素：

5.为了解决上述问题，在一个方面，本发明提供了一种蔗糖发酵物的制备方法，以白砂糖、葡萄糖、酵母抽提物为主要原料，经微生物发酵，再经喷雾干燥、包装而制成固体发酵物。
6.在一个实施方案中，所述微生物选自乳酸乳球菌、植物乳植杆菌、凝结魏茨曼氏菌。
7.在一个实施方案中，在微生物发酵后，添加麦芽糊精作为辅料。
8.在一个实施方案中，所述乳酸乳球菌选自乳酸乳球菌乳亚种lactococcus lactis subsp.lactis(cgmcc，1.1936)、乳酸乳球菌乳脂亚种lactococcus lactis subsp.cremoris(cgmcc，1.3920)。
9.在一个实施方案中，所述植物乳植杆菌选自植物乳杆菌lactobacillus plantarum(cgmcc，1.9087)、植物乳杆菌lactobacillus plantarum(cgmcc，1.571)、植物乳杆菌lactobacillusplantarum(cgmcc，1.569)。
10.在一个实施方案中，所述植物乳植杆菌选自植物乳杆菌lactobacillus plantarum(cgmcc，1.9087)、植物乳杆菌lactobacillusplantarum(cgmcc，1.569)
11.在一个实施方案中，所述凝结魏茨曼氏菌选自凝结芽孢杆菌bacillus coagulans(cgmcc，1.10)、凝结芽孢杆菌bacillus coagulans(cgmcc，1.6559)、凝结芽孢杆菌bacillus coagulans(cgmcc，1.4462)。
12.在一个实施方案中，所述乳酸乳球菌、植物乳植杆菌、凝结魏茨曼氏菌菌数比为1-3：1-3：1-2。
13.在一个实施方案中，所述乳酸乳球菌为乳酸乳球菌乳亚种lactococcus lactis subsp.lactis(cgmcc，1.1936)和乳酸乳球菌乳脂亚种lactococcus lactis subsp.cremoris(cgmcc，1.3920)，菌数比为1:3-5。
14.在一个实施方案中，所述植物乳植杆菌为植物乳杆菌lactobacillus plantarum(cgmcc，1.9087)、植物乳杆菌lactobacillusplantarum(cgmcc，1.569)，菌数比为1:1-4；
15.所述凝结魏茨曼氏菌为自凝结芽孢杆菌bacillus coagulans(cgmcc，1.10)、凝结芽孢杆菌bacillus coagulans(cgmcc，1.4462)，菌数比为1:2-5。
16.在一个方面，本发明提供了如前所述制备方法的步骤：
17.(1)种子培养
18.培养基组分如下：葡萄糖2％-6％、酵母抽提物1％-4％、蛋白胨2-6％，余量为水；
19.培养基灭菌条件如下：121℃，30min；
20.培养条件如下：30℃，厌氧培养，培养时间20-40h；
21.(2)发酵培养
22.培养基组分：白砂糖2％-6％、葡萄糖1％-3％、酵母抽提物2％-5％，余量为水；
23.灭菌条件如下：121℃，30min；
24.(3)培养条件如下：30℃，厌氧培养，培养时间80-120h；
25.(4)板框压滤除菌；
26.(5)添加麦芽糊精1％-10％；
27.(6)灭菌：121℃、30min；
28.(7)喷雾干燥：进风温度：140-170℃，出风温度：70-90℃；
29.(8)分筛：30-60目，100％过筛，得到固体发酵物。
30.在一个实施方案中，所述种子培养步骤中，培养基组分具体为葡萄糖4％、酵母抽提物2％、蛋白胨3％，余量为水。
31.在一个实施方案中，所述的发酵培养步骤中，培养基组分具体为白砂糖3％、葡萄糖2％、酵母抽提物2.5％，余量为水。
32.在第三个方面，本发明提供了如前所述的制备方法在制备蔗糖发酵物的应用。
33.在一个实施方案中，所述应用包括作为固态调味料原料使用。
34.在一个实施方案中，所述固态调味料包括鸡粉调味料、畜、禽粉调味料、海鲜粉调味料、各种风味汤料、酱油粉以及各种香辛料粉等。
35.本发明的有益效果
36.(1)与现有技术相比，本发明的蔗糖发酵物制备方法简单，选取了特定的菌种，产生的发酵物风味独特，可以满足现有技术的口味需求。
37.(2)发明人通过对现有菌种的筛选，找出了特定菌种的具体配比，并对同一类菌种中的菌株进行了进一步筛选，找出了效果最好的菌株。
38.(3)制备出的蔗糖发酵物色泽、气味、状态等均符合要求；理化指标均符合要求。
39.(4)所得发酵物多批次检测均符合要求，所获得发酵体系能够稳定发挥作用。
具体实施方式
40.以下实施例仅用于描述本发明，而非限定本发明。除非特别指明，否则基本上按照
本领域内熟知的以及在各种参考文献中描述的常规方法进行实施例中描述的实验和方法。
41.另外，实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。本领域技术人员知晓，实施例以举例方式描述本发明，且不意欲限制本发明所要求保护的范围。本文中提及的全部公开案和其他参考资料以其全文通过引用合并入本文。
42.实施例1.发酵菌种的选择
43.为找出效果较好的发酵菌株，发明人对于乳酸乳球菌、植物乳植杆菌、凝结魏茨曼氏菌等三种菌株进行了筛选。
44.1、菌株种类
45.发明人从中国普通微生物保藏管理中心购买了每个菌种所保藏的菌株种类，具体菌株分类如下：
46.表1乳酸乳球菌菌株分类
47.cgmcc中文译名拉丁学名1.15072乳酸乳球菌lactococcus lactis1.12794乳酸乳球菌lactococcus lactis1.2030乳酸乳球菌乳亚种lactococcus lactis subsp.lactis1.1936乳酸乳球菌乳亚种lactococcus lactis subsp.lactis1.1690乳酸乳球菌乳亚种lactococcus lactis subsp.lactis1.62乳酸乳球菌lactococcus lactis1.18乳酸乳球菌乳亚种lactococcus lactis subsp.lactis1.3920乳酸乳球菌乳脂亚种lactococcus lactis subsp.cremoris1.3992乳酸乳球菌乳脂亚种lactococcus lactis subsp.cremoris1.2829乳酸乳球菌乳亚种lactococcus lactis subsp.lactis1.2472乳酸乳球菌乳亚种lactococcus lactis subsp.lactis1.2470乳酸乳球菌lactococcus lactis
48.表2植物乳植杆菌
49.cgmcc中文译名拉丁学名1.16089植物乳杆菌lactobacillus plantarum1.12974植物乳杆菌lactobacillus plantarum1.12935植物乳杆菌lactobacillus plantarum1.12934植物乳杆菌lactobacillus plantarum1.12732植物乳杆菌lactobacillus plantarum1.9087植物乳杆菌lactobacillus plantarum1.1856植物乳杆菌lactobacillus plantarum1.573植物乳杆菌lactobacillus plantarum1.572植物乳杆菌lactobacillus plantarum1.571植物乳杆菌lactobacillus plantarum1.569植物乳杆菌lactobacillus plantarum1.568植物乳杆菌lactobacillus plantarum
50.表3凝结魏茨曼氏菌
51.cgmcc中文译名拉丁学名1.10823凝结芽孢杆菌bacillus coagulans1.10302凝结芽孢杆菌bacillus coagulans1.10凝结芽孢杆菌bacillus coagulans1.7凝结芽孢杆菌bacillus coagulans1.6576凝结芽孢杆菌bacillus coagulans1.6565凝结芽孢杆菌bacillus coagulans1.6563凝结芽孢杆菌bacillus coagulans1.6559凝结芽孢杆菌bacillus coagulans1.6550凝结芽孢杆菌bacillus coagulans1.6548凝结芽孢杆菌bacillus coagulans1.4462凝结芽孢杆菌bacillus coagulans1.4799凝结芽孢杆菌bacillus coagulans
52.2、菌株筛选
53.2.1乳酸乳球菌菌株筛选，为找出适合的菌株，发明人采用了感官评定办法进行，由江苏奕农生物股份有限公司10名研发人员组成评定小组，评定采用随机双盲实验，即每个菌株均采用编号进行，每一次评估时编号随机对应菌株发酵样品，评定分数采用10分制，每名研发人员均单独打分，评定每一个样品前均需要漱口，之后将所有人的平均评分作为评定结果。根据乳酸乳球菌的产物主要为风味物质，故所选择的评分项目以及评分标准如下表所示：
54.表4乳酸乳球菌菌株评定标准
[0055][0056]
发酵培养条件如下：
[0057]
(2.1.1)培养基组分(按重量记)：白砂糖3％、葡萄糖3％、酵母抽提物5％，余量为水水。
[0058]
(2.1.2)接种培养：将购买的各个菌株的甘油冻存管从-80℃冰箱拿出，置于室温(25℃
±
5℃)融化后在无菌环境下使用接种环挑取菌种，划线接种于固体平板上，30℃培养48小时，观察平板上菌落形态确认为乳酸乳球菌且无污染后，挑取平板上的单菌按10％接种量接种到步骤(1)所述的液体培养基，置于30℃培养箱静置培养72h，发酵完4成获得乳酸乳球菌培养物，经离心(转速6000rpm，时间10min)获得上清，上清经过滤除菌得到发酵滤液。
[0059]
(2.1.3)每个菌株取同样体积的发酵滤液作为评定样品，采用表4的评定标准，对各个菌株进行打分评定。得到以下结果(为便于计算，每个人评分均为整数)：
[0060]
表5乳酸乳球菌各个菌株的评定结果
[0061]
cgmcc中文译名拉丁学名打分1.15072乳酸乳球菌lactococcus lactis6.01.12794乳酸乳球菌lactococcus lactis6.31.2030乳酸乳球菌乳亚种lactococcus lactis subsp.lactis5.71.1936乳酸乳球菌乳亚种lactococcus lactis subsp.lactis8.71.1690乳酸乳球菌乳亚种lactococcus lactis subsp.lactis4.411.62乳酸乳球菌lactococcus lactis6.31.18乳酸乳球菌乳亚种lactococcus lactis subsp.lactis5.11.3920乳酸乳球菌乳脂亚种lactococcus lactis subsp.cremoris9.41.3992乳酸乳球菌乳脂亚种lactococcus lactis subsp.cremoris5.51.2829乳酸乳球菌乳亚种lactococcus lactis subsp.lactis5.81.2472乳酸乳球菌乳亚种lactococcus lactis subsp.lactis4.91.2470乳酸乳球菌lactococcus lactis5.1
[0062]
由上述标准选择出乳酸乳球菌乳亚种lactococcus lactis subsp.lactis(cgmcc，1.1936)和乳酸乳球菌乳脂亚种lactococcus lactis subsp.cremoris(cgmcc，1.3920)作为发酵微生物。
[0063]
(2.1.4)乳酸乳球菌乳亚种比例确定
[0064]
在筛选出乳酸乳球菌亚种后，为确定最优的亚种添加比例(配比如表6所示)，发明人将两种亚种进行了不同比例的接种量进行培养，并检测培养结果，表中1.1936的接种量为105cfu/ml，1.3920的接种数量按照接种菌数比计算。
[0065]
(2.1.4.1)培养基组分(按重量记)：白砂糖3％、葡萄糖3％、酵母抽提物5％，余量为水水。
[0066]
(2.1.4.2)接种培养：将购买的各个菌株的甘油冻存管从-80℃冰箱拿出，置于室温(25℃
±
5℃)融化后在无菌环境下使用接种环挑取菌种，划线接种于固体平板上，30℃培养48小时，观察平板上菌落形态确认为乳酸乳球菌且无污染后，挑取平板上的单菌按10％接种量接种到步骤(4.1)所述的液体培养基，置于30℃培养箱静置培养72h，收集菌体，将菌体4000转离心20分钟，洗涤1次，此过程重复3次，检测湿重，将菌体65℃烘12h，检测干重，粉碎后，过40目筛网的样品，得到混合菌体。
[0067]
(2.1.4.3)检测样品的菌液浓度、粗蛋白含量及生长速度，检测结果如表6所示。
[0068]
表6不同菌株配比及检测结果
[0069][0070]
由表6可以看出，两种菌株的配比不同时，培养一定时间后，菌液浓度及总的蛋白含量均有所差异，考虑到菌株发酵产生的蛋白对调味品的风味影响，选择1.1936：1.3920接种菌数比为1:3-5时为效果较好的比例。
[0071]
2.2采用与步骤2.1中完全相同的筛选方法(接种量及比例设置完全相同，仅将乳酸乳球菌替换为植物乳杆菌)，对各个植物乳植杆菌进行对比，得出各个菌株的评定结果(按照表表7)以及不同菌株配比及检测结果(表8)。
[0072]
表7植物乳杆菌各个菌株的评定结果
[0073][0074][0075]
根据表7的得数，可知植物乳植杆菌中的植物乳杆菌lactobacillus plantarum(cgmcc，1.9087)、植物乳杆菌lactobacillusplantarum(cgmcc，1.569)评定分数较高。
[0076]
采用与2.1.4步骤优化1.9087和1.569比例(实验步骤完全相同，仅将乳酸乳球菌亚种替换为植物乳杆菌中的1.9087和1.569)，得到不同菌株配比及检测结果，如表8所示。
[0077]
表8植物乳植杆菌不同比例及检测结果
[0078][0079]
菌数比为1:1-2；由表8可以看出，两种菌株的配比不同时，培养一定时间后，菌液浓度及总的蛋白含量均有所差异，考虑到菌株发酵产生的蛋白对调味品的风味影响，选择
[0080]
1.9087和1.569接种菌数比为1:1-3或1:4时为效果较好的比例，效果最好的是1.9087和1.569接种菌数比1:1-2，故发明人最终选择1.9087和1.569接种菌数比1:1-2作为最优比例。
[0081]
2.3采用与步骤2.1中完全相同的筛选方法(接种量及比例设置完全相同，仅将乳酸乳球菌替换为凝结魏茨曼氏菌)，对各个凝结魏茨曼氏菌进行对比，得出各个菌株的评定结果(按照表表9)以及不同菌株配比及检测结果(表10)。
[0082]
表9植物乳杆菌各个菌株的评定结果
[0083][0084][0085]
根据表7的得数，可知凝结魏茨曼氏菌中的凝结芽孢杆菌bacillus coagulans(cgmcc，1.10)、凝结芽孢杆菌bacillus coagulans(cgmcc，1.4462)评定分数较高。
[0086]
采用与2.1.4步骤优化1.10和1.4462比例(实验步骤完全相同，仅将乳酸乳球菌亚种替换为凝结魏茨曼氏菌中的1.10和1.4462)，得到不同菌株配比及检测结果，如表10所示。
[0087]
所述凝结魏茨曼氏菌为自凝结芽孢杆菌bacillus coagulans(cgmcc，1.10)、凝结
℃)融化后在无菌环境下使用接种环挑取菌种，划线接种于固体平板上，30℃培养48小时，观察平板上菌落形态确认为菌株正确且无污染后，分别挑取平板上的单菌。总的接种量为10％，在此基础上，设置乳酸乳球菌、植物乳杆菌和凝结芽孢杆菌接种菌数不同比例(乳酸乳球菌、植物乳杆菌和凝结芽孢杆菌各自的亚种比例按照前述最优比例设置)，并将不同比例的混合菌液分别接种到液体培养基，置于30℃培养箱静置培养72h，收集菌体，将菌体4000转离心20分钟，洗涤1次，此过程重复3次，检测湿重，将菌体65℃烘12h，检测干重，粉碎后，过40目筛网的样品，检测样品总蛋白含量，检测结果如表11所示。
[0101]
表11不同菌株配比及检测结果：
[0102]
表11乳酸乳球菌、植物乳杆菌和凝结芽孢杆菌菌数比例
[0103][0104]
由表11可以看出，两种菌株接种菌数的配比不同时，总蛋白含量存在差异，选择乳酸乳球菌、植物乳杆菌和凝结芽孢杆菌菌数比例1:1:1、1:1:2、1:2:1、1:2:2、1:3:1、2:2:1、1:3:2、3:3:1为效果较好的比例，尤其是比例1:1:2时，产生的总蛋白量最多，为最优菌数比例。
[0105]
实施例3蔗糖发酵实验
[0106]
1、制备种子菌液
[0107]
培养基组分：葡萄糖4％、酵母抽提物2％、蛋白胨3％、水，培养基灭菌条件为121℃，30min。
[0108]
接种培养：将购买的各个菌株亚种冻存管室温(25℃
±
5℃)融化后，在无菌环境下使用接种环挑取菌种，划线接种于固体平板上，30℃培养48小时，观察平板上菌落形态确认为乳酸乳球菌且无污染后，分别挑取平板上的单菌按10％接种量接种到液体培养基，并测定各个亚种菌株细胞密度。
[0109]
3、发酵培养
[0110]
培养基组分：白砂糖3％、葡萄糖2％、酵母抽提物2.5％，余量为水，培养基灭菌条件为：121℃、30min。
[0111]
发酵培养接种菌种设置：乳酸乳球菌、植物乳杆菌和凝结芽孢杆菌接种菌数比例为1:1:2，并将混合菌液分别接种到液体培养基，置于30℃培养箱静置厌氧培养120h。
[0112]
4、板框压滤除菌
[0113]
发酵完毕后，将发酵物用板框压滤机过滤，除菌后的发酵液2.5l。
[0114]
5、添加载体
[0115]
在发酵液中加入麦芽糊精5％用作载体。
[0116]
6、喷雾干燥
[0117]
进风温度：160℃，出风温度：85℃。
[0118]
7、分筛
[0119]
所得干燥物均过60目筛，获得最终发酵物。
[0120]
8、质量检测
[0121]
按照江苏奕农生物股份有限公司起草和备案的《蔗糖发酵物(固态其他调味料)q/jsyn0003s-2023》标准检测，发现所获得发酵物均符合表1(本发明表12)感官要求及理化指标表2(本发明表13)，且经多批次抽检均符合要求。
[0122]
表12
[0123][0124]
表13
[0125][0126]
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种蔗糖发酵物的制备方法，其特征在于，以白砂糖、葡萄糖、酵母抽提物为主要原料，经微生物发酵，再经喷雾干燥、包装而制成固体发酵物。2.如权利要求1所述的制备方法，所述微生物选自乳酸乳球菌、植物乳植杆菌、凝结魏茨曼氏菌。3.如权利要求1或2所述的制备方法，在微生物发酵后，添加麦芽糊精作为辅料。4.如权利要求3所述的制备方法，所述乳酸乳球菌选自乳酸乳球菌乳亚种lactococcus lactis subsp.lactis(cgmcc，1.1936)、乳酸乳球菌乳脂亚种lactococcus lactis subsp.cremoris(cgmcc，1.3920)，所述植物乳植杆菌选自植物乳杆菌lactobacillus plantarum(cgmcc，1.9087)、植物乳杆菌lactobacillusplantarum(cgmcc，1.569)，凝结魏茨曼氏菌选自凝结芽孢杆菌bacillus coagulans(cgmcc，1.10)、凝结芽孢杆菌bacillus coagulans(cgmcc，1.6559)、凝结芽孢杆菌bacillus coagulans(cgmcc，1.4462)。5.如权利要求4所述的制备方法，所述乳酸乳球菌、植物乳植杆菌、凝结魏茨曼氏菌菌数比为1-3：1-3：1-2。6.如权利要求4所述的制备方法，所述乳酸乳球菌为乳酸乳球菌乳亚种lactococcus lactis subsp.lactis(cgmcc，1.1936)和乳酸乳球菌乳脂亚种lactococcus lactis subsp.cremoris(cgmcc，1.3920)，菌数比为1:3-5；所述植物乳植杆菌为植物乳杆菌lactobacillus plantarum(cgmcc，1.9087)、植物乳杆菌lactobacillusplantarum(cgmcc，1.569)，菌数比为1:1-4；所述凝结魏茨曼氏菌为自凝结芽孢杆菌bacillus coagulans(cgmcc，1.10)、凝结芽孢杆菌bacillus coagulans(cgmcc，1.4462)，菌数比为1:2-5。7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)种子培养培养基组分如下：葡萄糖2％-6％、酵母抽提物1％-4％、蛋白胨2-6％，余量为水；培养基灭菌条件如下：121℃，30min；培养条件如下：30℃，厌氧培养，培养时间20-40h；(2)发酵培养培养基组分：白砂糖2％-6％、葡萄糖1％-3％、酵母抽提物2％-5％，余量为水；灭菌条件如下：121℃，30min；(3)培养条件如下：30℃，厌氧培养，培养时间80-120h；(4)板框压滤除菌；(5)添加麦芽糊精1％-10％；(6)灭菌：121℃、30min；(7)喷雾干燥：进风温度：140-170℃，出风温度：70-90℃；(8)分筛：30-60目，100％过筛，得到固体发酵物。8.如权利要求7所述的制备方法，所述种子培养步骤中，培养基组分具体为葡萄糖4％、酵母抽提物2％、蛋白胨3％，余量为水。9.如权利要求7或8所述的制备方法，所述的发酵培养步骤中，培养基组分具体为白砂糖3％、葡萄糖2％、酵母抽提物2.5％，余量为水。
10.如权利要求1-9任一项所述的制备方法在制备蔗糖发酵物的应用。

技术总结
本发明提供了一种蔗糖发酵物及其制备方法，以白砂糖、葡萄糖、酵母抽提物为主要原料，经微生物发酵，再经喷雾干燥、包装而制成固体发酵物。制备方法简单，选取了特定的菌种，产生的发酵物风味独特，可以满足现有技术的口味需求。通过对现有菌种的筛选，找出了特定菌种的具体配比，并对同一类菌种中的菌株进行了进一步筛选，找出了效果最好的菌株。制备出的蔗糖发酵物色泽、气味、状态等均符合要求；理化指标符合要求。符合要求。


技术研发人员：潘建泽 郑柏根 王俊峰 张鹏鹏 李超文
受保护的技术使用者：上海奕农生物科技有限公司
技术研发日：2023.07.17
技术公布日：2023/9/13