用于活化和/或稳定化微生物的组合物的制作方法

专利名称：用于活化和/或稳定化微生物的组合物的制作方法
技术领域：
本发明属于生产发酵制品的领域。更特别地，本发明涉及经改进的用于制造乳制品的组合物，特别是经改进的批量(bulk)发酵剂(starter)接种组合物和经改进的批量发酵剂。
背景技术：
微生物涉及许多食物和饲料制品的生产，所述食物和饲料制品包括经发酵的乳制品如奶酪、酸奶、酸奶油、酸奶酒(kefir)、黄油和酸马奶酒(koumiss)。选择用于起始和进行上述制品生产中想要的关键性发酵的菌株通常被称作发酵剂培养物(starter culture)。特别地，乳酸细菌的培养物被广泛地用作发酵剂培养物。食品工业中普遍使用的乳酸细菌可以被分为嗜温乳酸细菌(包括Lactococcus、 Leuconostoc禾口 Pediococcus属)以及嗜热乳酸细菌(包括Streptococcus禾口 Lactobacillus属)。嗜温乳酸细菌具有约30°C的最适生长温度，嗜热乳酸细菌具有约40°C 到约45°C的最适生长温度。发酵剂培养物通常可以以冻干、冷冻或液体形式得自制造商。它们可仅包含单一的乳酸细菌物种，但是也可以是包含两种或更多不同乳酸细菌物种的混合培养物。混合的发酵剂培养物通常被用于使得噬菌体感染的负面后果最小化。发酵剂培养物可以直接接种进奶中，而务须中间产物转移和/或繁殖 (propagation)。此类发酵剂培养物一般被称作直投式(direct vat set，DVS或direct to vat inoculation，DVI)培养物。尽管能够获得DVS和DVI培养物，但是牛奶店生产内部批量发酵剂培养物并不罕见。批量发酵剂培养物如下制造用小量发酵剂培养物接种生长培养基，之后在允许细菌繁殖的条件下将生长培养基孵育足够提供想要的细胞数量和活性的时间。然后使用获得的批量发酵剂培养物接种奶，以制造乳制品。酸度是乳酪和其他乳制品制造中主要的控制因素之一，其通过对奶添加乳酸细菌发酵剂培养物而产生。酸的生产是这些发酵剂细菌的主要功能。细菌将奶中存在的乳糖发酵，以生产乳酸。奶和发酵剂培养物不能以足够的速率产生酸度可导致允许有害的或不想要的微生物生长。这还可导致乳酪中的风味污染、高含水量和脆弱的凝乳。另外，酸的产生有助于乳酪中的蛋白酶解和风味生产，并且影响乳酪的流变学特性。过快地生产过多的酸度可导致具有较差本体和质地的乳酪。因此，正确地产生受控的酸度对乳酪的良好制造以及抑制有害微生物和酸败微生物的增殖是关键性的。已观察到发酵剂培养物在收集、包装和储存期间遭受应激(即便是短时间的应激)时具有降低的存活力并因此迅速丧失其代谢活性，例如它们的酸化活性。应激可例如由低温存储导致(冷应激)。已知发酵剂培养物的存活力可通过例如添加防冻剂而被保护 (见例如 US 3，897，307 和 EP 0259 739)。WO 2006/067136描述了包含20%到80% (干物质)刺激剂和8(^丨％到酵剂培养物的发酵剂培养物组合物，优选地所述刺激剂是酵母提取物或蛋白质水解产物。 发酵剂培养物组合物可还包含培养物生长因子，优选地所述生长因子是矿物质或维生素。组合物也可以包含稳定剂和/或缓冲剂。考虑到发酵剂培养物性能的重要性，尤其是与它们代谢活性有关的表现的重要性，本领域持续需要提供具有经改进的储存稳定性的发酵剂培养物。本发明致力于这一需要。


图1 在-70°C冰箱中的冷却/冷冻过程研究中，在含32%甘油的组合物或根据本发明的组合物中配制的培养物浓缩物的温度比时间的图。较低的线是在根据本发明的组合物中配制的培养物浓缩物，较高的线是在包含32%甘油的组合物中配制的培养物浓缩物。发明概述本发明人惊讶地确定酵母提取物、多糖和防冻剂的组合存在对乳制品生产中使用的微生物的稳定性和/或活性具有非常积极的影响。根据本发明的组合物中的化合物增强彼此的作用，从而使组合提供下述制品，所述制品中微生物在严酷的冷却过程期间和储存后显示良好的细胞存活力。发明详述本发明提供了包含以下的微生物活化和/或微生物稳定化组合物-酵母提取物，-多糖，和-防冻剂。在本文中使用时，术语“微生物”典型地是指经发酵的乳制品的生产中使用的微生物，例如但不限于乳酸细菌。在本文中使用时，“乳酸细菌”是指革兰氏阳性的、低GC含量的、 耐酸的、通常不产生芽孢的、不呼吸的(non-respiring)杆菌或球菌，所述杆菌或球菌通过它们共同的代谢和生理特性相关联。它们发酵碳水化合物，产生酸(包括乳酸)作为主要生产的代谢终产物。它们组成异种的组，该组包括但不限于Aerococcus、CarncAacterium、 Enterococcus、Lactobacillus、Lactococcus、Leuconostoc、Oenococcus、Pediococcus、 SporolactobacilIus> Streptococcus、Tetragenococcus> Vagococcus 禾口 Weisella 的属。或者，本发明提供了下述发酵剂培养物活化和/或发酵剂培养物稳定化组合物， 所述组合物包含-酵母提取物，-多糖，和-防冻剂。在本文中使用时，“发酵剂培养物”是指含有下述微生物细胞的制剂，所述微生物细胞旨在用于接种要发酵的培养基。在本文中使用时，“批量发酵剂培养物”表示在乳品厂繁殖用于接种进底物(例如奶)中的发酵剂培养物。发酵剂培养物(例如批量发酵剂培养物)可包含一种乳酸细菌菌株或若干不同的乳酸细菌菌株。除此以外，(批量)发酵剂培养物可包含其他细菌菌株，包括但不限于 Bifidobacterium、Brevibacterium 禾口 Propionibacterium 属白勺菌株。除上述细菌菌株以外，(批量)发酵剂培养物中可包含其他微生物菌株，例如霉菌、真菌和/或酵母，包括但不限于 Penicillium、Geotrichum、Saccharomyces 禾口 Kluyveromyces 的属。
乳酸细菌可以被分为嗜温乳酸细菌和嗜热乳酸细菌。Lactococcus、Leuconostoc 和Pediococcus是属于嗜温乳酸细菌的属的例子。属于嗜热乳酸细菌的属的例子是 Streptococcus 禾口 Lactobacillus。Lactococcus物种的一个例子是Lactococcus Iactis0该物种可以被进一步再分为亚禾中，包括但不限于 Lactococcus lactis cremoris、Lactococcus lactis lactis、 Lactococcus lactis lactis biovar· Diacetylactis 禾口 Lactococcus lactis hordniae0 Leuconostoc 物禾中的例子是 Leuconostoc mesenteroides cremoris 禾口 Leuconostoc paramesenteroides。Pediococcus 物禾中的例子是Pediococcus adidilacti 禾口 Pediococcus pentosaceus0 Streptococcus 的例子是 Streptococcus thermophilus 禾口 Streptococcus salivarius thermophilus。Lactobacillus 物禾中的例子是 Lactobacillus helveticus、 Lactobacillus delbruekii ssp· Bulgaricus、Lactobacillus casei 禾口 Lactobacillus acidophilus。术语“活化”是指合适培养基中使用的微生物的活性，其典型地指所述微生物的酸化活性或生长速率。合适的培养基的一个例子是奶，在这种情况下，在本文中使用的“酸化活性”表示在根据本发明的组合物中配制的培养物接种时，例如与具有大致相同的细胞数但是不在根据本发明的组合物中配制的培养物相比而言，奶的pH随时间的改变(即降低)。 如果与对照组合物的PH降低(Δ pH/时间段)相比时pH降低(Δ pH/时间段)更大，则组合物被认为是微生物活化组合物。对照组合物包含相同类型的微生物，优选地具有相同的细胞数，但是所述微生物不在根据本发明的组合物中配制。在对照组合物中，微生物不在根据本发明的组合物中配制，或者在与根据本发明的组合物不同的组合物中配制。术语“稳定化”是指储存对在根据本发明的组合物中配制的微生物活性的影响。 更特定地，在根据本发明的组合物中储存的微生物的稳定性不改变或几乎不改变，即在接种(在根据本发明的组合物中配制的)微生物后，存在与未经储存的、刚刚配制的微生物相同或几乎相同的活性(ΔρΗ/时间段)。在一个实施方案中，在根据本发明的组合物中储存的微生物与新鲜制备的微生物之间活性的改变是0. 50 (ΔρΗ/时间段)或更少，优选地 0.25(ΔρΗ/时间段)或更少，更优选地0. 10 (ΔρΗ/时间段)或更少。在一个实施方案中， 所述改变在0-0. 5，优选地0-0. 25，更优选地0-0. 10 (ΔρΗ/时间段)的范围内。在另一个实施方案中，所述改变在0. 05-0. 5，优选地0. 05-0. 25，更优选地0. 05-0. 10 (ΔρΗ/时间段) 的范围内。在一个优选的实施方案中，活性没有改变或几乎没有任何改变。在一个实施方案中，微生物的储存(例如以发酵剂培养物的形式)进行1到12个月，例如1、2、3、4、5、6、 7、8、9、10、11、12、18或对个月。在一个实施方案中，在根据本发明的组合物中储存了至少 1个月、2个月、3个月、4个月、5个月、6个月、7个月、8个月、9个月、10个月、11个月、12个月、18个月和优选地至少M个月的微生物仍然具有新鲜制备的微生物的酸化活性的至少 80%、优选地至少85%、更优选地至少90%、进一步更优选地至少95%、特别是至少97%、 更特别是至少98%和最特别是至少99%。在一个实施方案中，使用的储存条件是从-80 到_20°C或-60到-20°C或-50到_20°C或-40到_20°C或-30到-20°C。在一个优选的实施方案中，根据本发明的组合物至少能够活化微生物。还在另一个优选的实施方案中，根据本发明的组合物稳定化微生物，还在另一个优选的实施方案中，根据本发明的组合物能够活化和稳定化微生物(例如以发酵剂培养物的形式)。
根据本发明的组合物中使用的酵母提取物可以得自所有种类的不同酵母物种。优选地使用 Saccharomyces spp.、Kluyvermomycesa spp.或 Torula spp.的酵母提取物。不受其限制，本发明的发明人相信酵母提取物通过对使用的微生物酸化活性的积极影响而发挥刺激剂的作用。更优选地，使用Saccharomyces spp.(例如S. cerevisiae)的提取物。合适的酵母提取物的例子是液体Gistex 、Amberferm 5001 酵母提取物粉末或HiYest⑧。酵母提取物可以是液体或固体酵母提取物(即粉末)或其组合。液体酵母提取物可以是水性酵母提取物。因此，本发明提供了微生物活化和/或微生物稳定化组合物，所述组合物包含_酵母提取物，-多糖，和-防冻剂，其中所述酵母提取物是液体酵母提取物、固体酵母提取物或其组合。在一个实施方案中，使用的酵母提取物是基本为固体的酵母提取物(即不存在液体酵母提取物)，如酵母提取物粉末。酵母提取物粉末不仅对微生物的活性具有积极影响， 而且由于其结合水的能力，也有助于水活性的降低。根据本发明的组合物的另一成分是多糖。多糖的功能是提高根据本发明的组合物的粘度。因此，本发明的组合物在低温例如-60到-20°C的温度下不冷冻或仅部分冷冻。合适多糖的例子是纤维素、淀粉、(阿拉伯)胶、微晶纤维素(MCC)、改性淀粉、瓜尔胶或黄原胶。另外，可以组合任何这些多糖。优选地，使用的多糖是纤维素，例如但不限于 Solka-Floc (例如Solka-Floc 300 FCC)。代替多糖或除多糖以外，根据本发明的组合物也可包含多肽。多糖可作为液体(例如包含多糖的溶液)或固体存在于根据本发明的组合物中。根据本发明的组合物的另一成分是防冻剂。防冻剂的合适例子是多元醇如甘油、 甘露醇、山梨糖醇和聚丙二醇；糖如蔗糖、果糖、乳糖、葡萄糖和海藻糖；聚醚如聚丙二醇或聚乙二醇；蛋白质水解产物；氨基酸如谷氨酸单钠或其任何组合。防冻剂可作为固体或液体(例如水性防冻剂溶液)存在于根据本发明的组合物中。本文所述本发明的发明人注意到，上述组合物减少冰晶形成。因此在较低的温度下根据本发明的组合物中的微生物不被破坏(或破坏较少)，因此提高了微生物的存活力。另外，根据本发明的添加了微生物(例如包含根据本发明的组合物和微生物的发酵剂培养物组合物)的组合物在-20到-45°C下具有5分钟或更少从3-5升袋中流出的流量(flow-out)。此类微生物(例如以发酵剂培养物的形式)因此可以以非常便利和迅速的方式被添加至例如乳酪桶或批量发酵剂管中。如上文所述，本发明提供了微生物活化和/或微生物稳定化组合物，所述组合物包含_酵母提取物，-多糖，和-防冻剂。技术人员应当明白，可以对根据本发明的组合物有利地添加多种其他组分，即根据本发明的组合物典型地还包含至少一种额外的化合物。
在一个实施方案中，根据本发明的组合物还包含铁、锰、钼或锌盐或其任何组合。 任何这些金属(或其任何组合)的存在可通过对使用的微生物的酸化活性具有积极影响而发挥刺激剂的作用。铁盐可以是Fe2+(亚铁)或Fe3+(三价铁)盐。通常，三价铁盐趋向于具有非常低的溶解度。因此，优选地，使用的铁盐是亚铁盐。如本文所公开的，铁盐的合适例子是硫酸亚铁(即Fe为Fe2+)、焦磷酸铁(即Fe为Fe3+)、葡萄糖酸亚铁(即Fe为Fe2+) 或柠檬酸亚铁(即Fe为Fe2+)。如本文所示，铁盐的添加导致经改进的酸化活性。然而，本发明人注意到尤其是在大规模制备后，硫酸亚铁趋向于沉淀。可以在根据本发明的组合物中替代性地使用葡萄糖酸亚铁(其不具有沉淀的问题)。因此，本发明提供了微生物活化和 /或微生物稳定化组合物，所述组合物包含-酵母提取物； -铁(例如葡萄糖酸亚铁)、锰、钼或锌盐或其任何组合，-多糖，和-防冻剂。锰可以作为硫酸锰、氯化锰或任何其他盐来提供。在一个实施方案中，根据本发明的组合物包含铁盐和锰盐。所述铁盐可以是亚铁盐。钼可以例如作为Na2MoO4. H2O被提供。 如本文在实验部分所公开的，钼自身以及与酵母提取物和/或铁和锰组合在一起，提供了对酸化活性的刺激。锌可以例如作为硫酸锌而被提供。额外的化合物的又一个例子是消泡剂。因此本发明还提供了包含消泡剂的根据本发明的微生物活化和/或微生物稳定化组合物。消泡剂的合适例子是硅消泡剂悬浮液，Magrabal Silicone, SAG, Basildon或其他消泡剂如Clerol，Structol和/或与植物油(例如大豆油)的混合物。当然，也可以使用合适的消泡剂的组合。额外的化合物的另一个例子是pH调节剂或pH(滴定剂)控制剂。因此本发明还提供了包含PH调节剂或pH (滴定剂)控制剂的根据本发明的微生物活化和/或微生物稳定化组合物。优选地，所述pH调节剂或pH(滴定剂)控制剂是用于设置pH的化合物或试剂。合适的PH调节剂是氢氧化铵溶液、氢氧化钾溶液或氢氧化钠溶液，以及其他。其他合适的额外化合物包括但不限于生长刺激剂或稳定剂或其任何组合。生长刺激剂包括但不限于碳水化合物如糖、维生素、蛋白质水解产物、矿物质、蛋白质、肽、核苷、核碱基、氨基酸、核苷酸、吓啉及其混合物。稳定化试剂包括但不限于甲酸、甲酸盐、肌苷酸盐、肌苷、天然和/或化学抗氧化齐IJ、核苷、核碱基、氨基酸、核苷酸、表面活性剂如Tween化合物、次黄嘌呤、黄嘌呤及其混合物。根据本发明的组合物可包含至少一种、至少两种或甚至多于两种额外的化合物。 在一个优选的实施方案中，根据本发明的组合物包含两种额外的化合物，例如消泡剂和PH 调节剂，即本发明还提供了包含以下的微生物活化和/或微生物稳定化组合物_酵母提取物，_ 多糖，-防冻剂，
-消泡剂，和_pH 调节剂。 任选地，根据本发明的组合物也包含铁、锰、钼或锌盐或其任何组合。本发明在一个方面中提供了如上文所述的包含以下的组合物-5_45wt%酵母提取物，-0. 5-2. 5wt% 多糖，-20_80wt%K冻剂，其中这些化合物的总百分比是100。除非另有说明，使用的百分比是重量百分比(wt%)。在一个实施方案中，根据本发明的组合物包含5-45wt%，优选10-40wt% 以及最优选15_35衬％的酵母提取物。在又一个实施方案中，根据本发明的组合物包含 0. 5-2. 5wt%，优选0. 7-2. Owt %以及更优选1. 0-1. 5衬％的多糖。还在又一个实施方案中， 根据本发明的组合物包含20-80wt%，优选30-78wt%以及更优选50_75wt%的防冻剂。本领域技术人员明白，如果在根据本发明的组合物中使用额外的化合物，则它们的用量也包括在内，例如本发明还提供了包含以下的组合物-5_45衬％的酵母提取物，-0. I-IOwt %的铁、猛、钼或锌盐或其任何组合，-0. 5-2.多糖，-20_80wt% 的防冻剂，和-0. 05_2wt% 的消泡剂，其中这些化合物的总百分比为100。在一个实施方案中，根据本发明的组合物还包含0. I-IOwt %，优选0. 3-8wt%以及更优选0. 5-5wt%的铁、锰、钼或锌盐或其任何组合。 在又一个实施方案中，根据本发明的组合物包含0. 05-2wt %，优选0. 1-1. 5wt %以及更优选0. 2-1衬％的消泡剂。当还使用pH调节剂时，百分比例如是-5_45衬％的酵母提取物，-0. I-IOwt %的铁、锰、钼或锌盐或其任何组合，-0. 5-2.多糖，-20-80wt %的防冻剂或多元醇或其组合，-0. 05_2wt% 的消泡剂，-0. 05-3wt % 的 pH 调节剂，其中这些化合物的总百分比是100。在一个实施方案中，根据本发明的组合物还包含0. 05-3wt %，优选0. 1-2. 5wt %以及更优选0. 5_2wt %的pH调节剂。实验部分描述了合适的组合物的多个例子。一个具体的有用的例子是包含以下的组合物-液体酵母提取物(50%)22.5 wt%
-葡萄糖酸亚铁粉末1.0 wt%
-10% Si消泡剂悬浮液0.3 wt%
-酵母提取物粉末7.0 wt%
-纤维素(Solka-Floc 300 FCC)1.2 wt%
-氢氧化铝溶液(29%)1.0 wt%
-甘油67.0 wt%灭菌前，将根据本发明的组合物的组分混合并中和至PH 6. O士0. 1个PH单位。优选地在添加微生物之前冷却获得的组合物。优选地，添加至培养物浓缩物(即微生物的浓缩物)中时组合物尽可能的冷(但是高于o°c)。在搅拌下，冷却的组合物被逐渐添加进 (例如泵入)冷的培养物浓缩物中。将总混合物(即包括培养物浓缩物的根据本发明的组合物)充分但是柔和地混合，以避免向混合物中引入空气。随后允许混合物静置(age) — 段时间(优选地约30分钟)，使得水分平衡。最后，将混合物分散进包装材料例如袋中，并储存在例如-80到_20°C之间的温度下。根据本发明的组合物(添加或不添加细胞培养物浓缩物)的一个优点是其在低温 (例如-40到-60°C )下保持为液体(或大部分为液体)。例如，按上文所述将上文实验性描述的组合物与细胞培养物浓缩物混合，并随后储存于_45°C下。将经配制的细胞培养物浓缩物转移至-20°C并在该温度下储存8小时。接着，将包括所述经配制的细胞培养物浓缩物的袋子定量添加进发酵剂罐中。令人惊讶的是，所述定量添加仅耗时约3到5分钟，这相当迅速。因此，本发明还提供了包含以下物质的微生物活化和/或微生物稳定化组合物_酵母提取物，_ 多糖，-防冻剂，所述组合物在-60到_20°C的温度下是液体或半液体的。更优选地，所述组合物在-60到-30，-60到-40, -50到-20, -40到-20,或-30 到_20°C的温度下是液体。组合物当然还可包含如上文所述的一种或多种额外的组分。根 据本发明的组合物典型地被用于配制微生物，优选地配制乳酸细菌。组合物和微生物一起添加，需要时被处理以获得同质的混合物。可以在包装材料中直接制备混合物，或者可以首先制备混合物，之后再包装。包装后得到的混合物典型地被储存在低于-20，-30，-40，-50，-60或低于-70°C，例如但不限于_80°C的温度下。通常，储存温度在-80到-20°C之间。优选的储存条件是-60到-30,-60到-40，-50到-20,-45到-20,-40 到-20，-35到-20，或-30到-20°C。这些种类的温度同样被用于运输。然而，如果运输在干冰上进行，则温度可甚至降低至-80°C。因此，本发明另一方面提供了制备经配制的培养物浓缩物的方法，所述方法包括将上文所述的组合物与培养物浓缩物组合，任选地混合化合物和/或包装经配制的培养物浓缩物和/或将温度降低至-80°C或到-20°C。
组合物与培养物浓缩物的比例可以从1 1到6 1变化，这取决于例如细菌的类型和培养物浓度(例如所述培养物浓缩物中微生物的量)。在一个优选的实施方案中， 本发明提供了制备经配制的培养物浓缩物的方法，所述方法包括将如上文所述的组合物与培养物浓缩物组合，任选地混合化合物和/或包装经配制的培养物浓缩物和/或将温度降至-60到_20°C，其中使用1到6份如上文所述的组合物和1份培养物浓缩物，或者换句话说，其中组合物和培养物浓缩物的比例是1 1到6 1。典型的比例是3 1，即3份根据本发明的组合物和1份微生物(典型地为细胞培养物浓缩物)。获得的根据本发明的组合物和培养物浓缩物的混合物典型地包含至少Ixio7Cfu/ ml，优选地至少lxl08cfu/ml，更优选地至少lxl09cfu/ml，进一步更优选地至少lX101(lCfu/ ml，还进一步更优选地至少IxIollCfuAil，特别是至少lxl012Cfu/ml和更特别是至少 lxl013cfu/ml的存活细胞含量。优选地，存活细胞是例如乳酸细菌的细胞。如前文所述，获得的根据本发明的组合物和培养物浓缩物的混合物被(优选无菌地)包装在合适的袋子(层压材料)中。获得的根据本发明的组合物和培养物浓缩物的混合物优选地在-60到-20°C的温度下是液体。该液体特性可基于来自例如袋子的流动而被定义。在_78°C或-60到-30°C 下储存某时间量后，袋子被转移至_20°C。典型地，在_20°C下储存8小时后，4-5kg的袋子在3-5分钟内被排空。本发明因此提供了制备经配制的培养物浓缩物的方法，所述方法包括将如上文所述的组合物与培养物浓缩物组合，任选地混合化合物和/或包装经配制的培养物浓缩物和/或将温度降低至-60到_20°C，其中经配制的培养物在-60到_20°C下是液体。其他优选的温度是-50、-45、-40、-35和_30°C。进一步更优选地，本发明提供了制备经配制的培养物浓缩物的方法，所述方法包括将如上文所述的组合物与培养物浓缩物组合，任选地混合化合物和/或包装经配制的培养物浓缩物和/或将温度降低至-80到-20°C，其中所述培养物浓缩物包含乳酸细菌。乳酸细菌的合适的例子已在前文中描述。本发明还提供了通过制备经配制的培养物浓缩物的方法获得的经配制的微生物， 所述方法包括将如上文所述的组合物与培养物浓缩物组合，任选地混合化合物和/或包装经配制的培养物浓缩物和/或将温度降低至-80到-20°C。此类微生物的特征是良好的活化和/或良好的稳定性和/或良好的流动能力。换句话说，本发明提供了包含上文所述组合物和(发酵剂)培养物浓缩物的经配制的培养物浓缩物。本发明还提供了经配制的培养物浓缩物，其包含-2. 5-39wt %的酵母提取物，-0. 25-2.多糖，-10_70wt% 的防冻剂，和-15_70wt%的培养物浓缩物，其中这些化合物的总百分比是100。在一个实施方案中，根据本发明的经配制的培养物浓缩物包含2. 5_39wt%，优选地5-35wt%以及更优选地10-30衬％的酵母提取物。在又一个实施方案中，根据本发明的经配制的培养物浓缩物包含0. 25-2. 2wt%，优选地0. 4-2wt%以及更优选地0. 5-1. 5wt%的多糖。还在又一个实施方案中，根据本发明的经配制的培养物浓缩物包含10-70wt%，优选地20-65wt%和更优选地30-60wt%的防冻剂。还在又一个实施方案中，根据本发明的经配制的培养物浓缩物包含15-70wt%，优选地20-65wt%和更优选地25_60wt%。本文提到的范围取决于用于混合根据本发明的组合物比使用的培养物浓缩物用量的比例当根据本发明的组合物还包含铁、锰、钼或锌盐或其任何组合时，其最终用量是0. 05-8. 5wt %，优选地0. l-6wt %和更优选地0. 2-4wt %。根据本发明的组合物还包含消泡剂时，经配制的培养物浓缩物中消泡剂的总量典型地为0. 025-1. Swt%，优选地为 0. 03-1. 4wt%和更优选地为0. 05-lwt%。对于任选的pH调节剂而言，最终用量典型地为 0. 025-2. 6wt%，优选地为 0. 1-1. 5wt%和更优选地为 0. 3_lwt%。获得的经配制的培养物浓缩物典型地在-60到-20°C、例如-60和_30°C下是液体。结果，此类经配制的培养物浓缩物可以被非常迅速地添加至例如乳酪桶或批量发酵剂管中。如本文实验部分中更详细描述的，本文公开的组合物能够活化和/或稳定化微生物，所述组合物即包含以下的组合物_酵母提取物，-多糖，和-防冻剂。组合物可包含上文所述的一种或多种额外的成分。因此，本发明还提供了包含以下的组合物用于活化和/或稳定化微生物的用途_酵母提取物，-多糖，和-防冻剂。或者，本发明提供了用于活化和/或稳定化微生物的方法，所述方法包括对所述微生物添加包含以下的组合物_酵母提取物，-多糖，和-防冻剂。优选地，所述微生物是乳酸细菌。乳酸细菌的合适例子已在本文中描述。进一步更优选地，所述微生物是发酵剂培养物。使用的微生物可以是嗜热乳酸细菌或嗜温乳酸细菌。然而，也可以组合不同的微生物，例如2或3种不同的嗜热乳酸细菌可以被配制在一个袋子中。嗜温乳酸细菌典型地保持分离，即一个袋子包含嗜温乳酸细菌，另一个袋子包含不同的嗜温乳酸细菌。经配制的培养物浓缩物可以作为发酵剂培养物被直接用于合适的底物(例如奶) 中，用于生产经发酵的乳制品而不经过中间转移和/或繁殖。此类培养物一般被称作直投式(DVS或DVI)培养物。然而，牛奶店生产内部批量发酵剂培养物并不罕见。批量发酵剂培养物如下制造用小量发酵剂培养物接种生长培养基，之后在允许细菌繁殖的条件下将生长培养基孵育足够提供想要的细胞数量和活性的时间段。然后使用获得的批量发酵剂培养物接种合适的底物(例如奶)，以制造经发酵的乳制品(例如乳酪)。还在另一个实施方案中，本发明提供了制备批量发酵剂培养物的方法，所述方法包括对合适的培养基添加经配制的培养物浓缩物，并将培养物繁殖至想要的密度。制备的批量发酵剂培养物可以是包含嗜温和/或嗜热乳酸细菌的混合的批量发酵剂培养物。可以如下制造混合的培养物向批量发酵剂罐或管中引入若干袋子，每个袋子包含不同的菌株，或者向批量发酵剂罐或管中引入包含不同乳酸细菌菌株的一个袋子。例如，可以通过向批量发酵剂罐或管中引入包含Lactococcus lactis subsp. cremoris菌株的袋子的内容物和包含Lactococcus lactis subsp. Iactis菌株的袋子的内容物，来制造混合的批量发酵剂。任选地，也可以向批量发酵剂罐或管中引入包含Str印tococcus salivarius thermophilus菌株的袋子的内容物。在有助于微生物发酵剂生物生长的温度下进行一段时间的孵育，直至批量发酵剂培养物达到想要的细胞浓度和活性。可以通过冷却至例如低于10°c，来减缓孵育。在引入步骤中，用根据本发明的经配制的培养物浓缩物接种生长培养基，在孵育步骤中，所述经配制的培养基浓缩物中的微生物在生长培养基中生长/繁殖。换句话说，在引入步骤中，生产了经接种的培养基，在接种步骤中，经接种的培养基被熟化，以生产批量发酵剂培养物。在一个实施方案中，将生长培养基孵育少于10小时，优选地少于9小时，更优选地少于8小时，特别是少于7小时。优选地，孵育时间在1和10小时之间，更优选地在2和9 小时之间，进一步更优选地在3和8小时之间，最优选地在4和7小时之间。任选地，在孵育步骤之后，可以从生长培养基中回收/收集/分离/隔离获得的批量发酵剂培养物中的细胞。从生长培养基中回收/收集/分离/隔离微生物细胞的方法是本领域技术人员公知的，并且包括离心、(超)过滤或其组合以及其他。通过离心和/或 (超)过滤回收/收集/分离/隔离细胞后，可以将其包装用于随后的使用或储存。也可以将获得的混合批量发酵剂培养物中的细胞分成小份试样，用于随后使用或或储存，而不经过先前的回收/收集/分离/隔离。生长培养基可以是适合要繁殖的菌株的任何生长培养基。其可以是合成的生长培养基(即用型液体或必须首先重建的粉末状培养基)、乳清或奶，以及其他。在一个优选的实施方案中，生长培养基是奶。本文使用的“奶”包括但不限于牛奶、人奶、水牛奶、牦牛奶、马奶、斑马奶、骆驼奶、驴奶、驯鹿奶、山羊奶和绵羊奶。在一个优选的实施方案中，奶是牛奶。本文使用的“奶”可以是全奶(约3. 5% (w/w)乳脂)、脱脂奶(少于0.5% (w/w)乳脂)、半脱脂奶(1.5-1.8% (w/w)乳脂)、低脂奶(约(w/w)乳脂)、减脂奶(约2% (w/ w)乳脂)、包含6-17% (w/w)干奶固体的奶蛋白质浓缩物，或任何其他种类的奶。其可以是经巴氏消毒或非巴氏消毒的和/或浓缩的(例如通过UF浓缩的奶)或非浓缩的奶和/或天然或重建的奶。可在向培养基中引入微生物细胞之前对生长培养基进行热处理。合适的热处理包括但不限于 巴氏消毒方法，如高温/短时间(HTST)巴氏消毒(将培养基例如奶加热至71°C 到75°C的温度，保持例如约15到30秒)；超高温(UHT)巴氏消毒(将培养基例如奶加热至约135°C或更高的温度，保持例如约1-2秒)；分批或大桶巴氏消毒(将大批培养基例如奶加热至典型地63°C的温度保持30秒，之后迅速冷却至约4°C)；更高加热/更短时间(HHST) 的巴氏消毒(培养基例如奶的巴氏消毒，其在时间和温度方面位于HTST和UHT之间)。热处理后应当将生长培养基的温度调节至适合细胞增殖的温度。在一个实施方案中，在温度和/或PH控制下进行孵育步骤。可以内部和/或外部进行PH控制，优选外部pH控制。内部pH控制包括但不限于缓冲剂的使用。外部pH控制包括但不限于水性氨、氢氧化钠或其他食品级苛性碱的添加。PH被控制在约5或更高，优选地在5. O和6. 5之间的pH下。更优选地，pH被控制在5. 5和6. 5之间，最优选地在5. 8和 6. O之间。 在发酵剂接种罐或管中完成批量发酵剂培养物的制备。优选地，对罐或管消毒，即清洁并用杀菌消毒剂溶液例如次氯酸钠处理。在一个实施方案中，批量发酵剂培养物的制备在包含10到100，000升生长培养基，优选地100到10，000升生长培养基的大规模发酵罐中进行。本发明的另一方面涉及制造经发酵的制品的方法，所述方法包括以下步骤使用经配制的培养物浓缩物或从中获得的批量发酵剂，将它们中的一种添加至底物，并允许其将底物发酵，以生产经发酵的制品。当底物是乳酪奶时，(批量)发酵剂培养物可以以下述用量被添加至底物，所述用量的范围从0. (w/w)到5% (w/w)，优选地从0.2% (w/w)到 2.0% (w/w) 0添加的量取决于应用，即要制造的乳酪类型。对底物添加(批量)发酵剂培养物可以在其制备后立即完成；然而，添加至底物之前，(批量)发酵剂培养物也可以被储存例如1到72小时。储存优选地在冷却至例如4°C下完成。在添加步骤中，在有利于(批量)发酵剂培养物中微生物细胞(例如乳酸细菌细胞)代谢活性的条件下孵育底物，从而获得预期的和想要的经发酵的制品。本发明还涉及制造食物或饲料制品的方法，所述方法包括对食物或饲料制品起始材料添加根据本发明的(批量)发酵剂培养物，并将由此接种的起始材料保持在下述条件下，所述条件下(批量)发酵剂培养物中微生物细胞(例如乳酸细菌)是有代谢活性的，即具有酸化活性。底物可以是食物底物例如大豆底物，肉底物，面包房、酒、饮料、果汁或蔬菜制品的底物或乳品店底物，例如奶。典型地，经发酵的制品是乳类食品或乳类食品衍生的制品，例如乳酪、酸奶、黄油、凝乳(quark)、酸奶油、熟奶油(matured cream)、婴儿奶、奶油甜点、冰激凌、经接种的甜奶(inoculated sweet milk)、酪乳(buttermilk)、酸奶酒、酸马奶酒、奶饮料、经发酵的基于乳清的饮料、经发酵的奶或饮用型酸奶。还在另一实施方案中，本发明因而提供了本文所述的经发酵的培养物浓缩物或可如本文所述获得的批量发酵剂培养物用于生产经发酵的乳制品的用途。在一个优选的实施方案中，经发酵的乳制品是乳酪或酸奶。本发明还提供了用于制备经发酵的乳制品的方法，包括对奶添加本发明的经配制的培养物浓缩物或可如本文所述获得的批量发酵剂培养物，并对奶施加条件，从而生产经发酵的乳制品。在一个优选的实施方案中，经发酵的乳制品是奶酪或酸奶。还在另一实施方案中，本发明提供了甘油和纤维素用于预防/避免/消除低于-40°C的温度下液体组合物例如包含微生物(如乳酸细菌)的液体组合物冷冻的用途。
实施例为了阐述本发明，提供了以下的实施例。这些实施例不旨在限制本发明的范围。实施例1根据本发明的组合物的冷冻模式该实施例展示了处于-70°C的温度下时，用包含甘油的标准组合物配制的培养物浓缩物和用根据本发明的组合物配制的培养物浓缩物的冷冻模式。
标准组合物包含约64wt%的甘油，约33wt%的酵母提取物，约0. 8wt%的硫酸亚铁，并且补充水至100的百分比。根据本发明的组合物包含约63wt%的甘油，约29衬％的酵母提取物，约0. 9wt%的硫酸亚铁，约1. 2wt%的纤维素，约4. 2wt%的果糖，约0. 2wt%的谷氨酸单钠，并且用氢氧化铵溶液(约29% w/v)补充至100的百分比。在合适的培养基中培养嗜温乳酸细菌，将其离心，并用上清液将获得的浓缩物重构，获得包含约IxIO11CfuAil的浓缩的培养物浓缩物。将每种组合物与一部分培养物浓缩物以2 1的比例(即2份组合物比1份培养物浓缩物)混合。配制物的pH为6. 0。
接着，用在标准组合物中配制的4kg培养物浓缩物填充一个袋子，用在根据本发明的组合物中配制的4kg培养物浓缩物填充一个袋子，并将两个袋子均置于-70°C冰箱中。 冷却过程期间测量组合物的温度。结果展示于图1中。在根据本发明的组合物中配制的培养物浓缩物证实连续的温度降低，而在标准组合物中配制的培养物浓缩物显示在约_23°C下的平台，表明其在这一温度下经历了相位改变(例如冷冻/形成冰)。图1清楚地显示，在根据本发明的组合物中配制的培养物浓缩物在冷却至约-70°C的温度期间不经历相位改变。图1还显示对在根据本发明的组合物中配制的培养物浓缩物而言，总体冷却速率更快。当组合物含有48wt% (代替约64wt%)甘油时，获得了相同的结果。实施例2温度波动时用根据本发明的组合物或用标准组合物配制的培养物浓缩物的稳定性和酸化活性该实施例展示了用包含甘油的标准组合物配制培养物浓缩物的酸化活性，和用根据本发明的组合物配制的培养物浓缩物的酸化活性。标准组合物包含约64wt%的甘油，约33wt%的酵母提取物，约0. 8wt%的硫酸亚铁并用水补充至100的百分比。根据本发明的组合物包含约63wt%的甘油，约29wt%的酵母提取物，约0. 9wt%的硫酸亚铁，约1. 2wt%的纤维素，约4. 2wt%的果糖，约0. 2wt%的谷氨酸单钠，约0. 2衬％的硅酮消泡剂，并且用氢氧化铵溶液(约29% w/v)补充至100的百分比。在合适的培养基中培养嗜温乳酸细菌，将其离心，并用上清液将获得的浓缩物重构，获得包含约IxIO11CfuAil的浓缩的培养物浓缩物。将获得的培养物浓缩物以1 1的比例与标准组合物混合，或者以2 1的比例与根据本发明的组合物混合(即2份根据本发明的组合物比1份培养物浓缩物)，置于塑料杯中并直接置于-70°C冰箱中。配制物的pH 为 6. 0。对乳酸细菌施加以下温度波动3天_70°C ；2天_20°C ；2天_70°C ；2天_20°C ；和 1天-70°C。之后，将它们从冰箱中取出并检验活性。测量乳酸细菌的活性之前即刻用冷RSM培养基5x稀释用标准组合物配制的培养物浓缩物，而用根据本发明的组合物配制的培养物浓缩物用冷RSM培养基3. 3x稀释。这产生了 IOx稀释的培养物浓缩物。混合经稀释的培养物浓缩物直至均勻，立即检验酸生产。按照下文所述测定酸化活性用1. 5% (ν/ν)或3. 0% (ν/ν)经稀释的培养物接种冷的2% -脂肪的UHT-巴氏消毒奶，将经接种的奶在31°C下孵育2. 5小时，然后测量奶的 PH改变(与未经接种的奶相比)。
表1中展示的活性数字代表由培养物的酸生产导致的，2. 5小时后奶pH的降低 (ΔρΗ/2. 5小时)。新鲜制备的培养物的酸化活性对1. 5% (ν/ν)接种而言为1. 47，对3% (ν/ν)接种而言为1.82。结果证实与用标准组合物配制相比，用根据本发明的组合物配制时，施加十天到若干温度波动(_20°C和-70°C之间)的乳酸细菌的酸化活性更高。在根据本发明的组合物中配制时，与新鲜制备的乳酸细菌没有差异。这显示与根据本发明的组合物组合时微生物是稳定的，即使在极端的温度条件下也是稳定的。用不同的菌株重复实验。 菌株显示相似的表现。表1 在10天的时间段期间施加温度波动后，用标准组合物或根据本发明的组合
物配制的乳酸细菌培养物浓缩物的酸化活性。
权利要求
1.微生物活化和/或微生物稳定化组合物，所述组合物包含 -酵母提取物，-多糖，和 -防冻剂。
2.根据权利要求1的组合物，还包含铁、锰、钼或锌盐或其任何组合。
3.根据权利要求1或2的组合物，特征是所述组合物包含 -5-45wt%酵母提取物，-0. 5-2.糖，和-20-80wt%K冻剂， 其中这些化合物的总百分比是100。
4.根据权利要求3的组合物，其还包含0.l-10wt%的铁、锰、钼或锌盐或其任何组合， 并且其中这些化合物的总百分比是100。
5.根据权利要求1到4中任一项的组合物，特征是所述组合物在_60°C到_20°C的温度下是液体。
6.用于制备经配制的培养物浓缩物的方法，所述方法包括将根据权利要求1到5中任一项的组合物与培养物浓缩物合并，任选地，混合所述化合物和/或包装所述经配制的培养物浓缩物和/或将温度降低至-80°C或到-20°C。
7.根据权利要求6的方法，特征是所述培养物浓缩物包含乳酸细菌。
8.经配制的培养物浓缩物，其包含根据权利要求1到5中任一项的组合物和(发酵剂) 培养物浓缩物。
9.包含以下的经配制的培养物浓缩物 -2. 5-39wt%的酵母提取物，-0. 25-2.多糖，-10-70wt%的防冻剂，和 -15-70Wt%的培养物浓缩物， 其中这些化合物的总百分比是100。
10.根据权利要求9的经配制的培养物浓缩物，其还包含0.l-10wt%的铁、锰、钼或锌盐或其任何组合，并且其中所述化合物的总百分比是100。
11.根据权利要求9或10的经配制的培养物浓缩物，特征是所述组合物在-60°C 到-20°C的温度下是液体。
12.根据权利要求1到5中任一项的组合物用于活化和/或稳定化微生物的用途。
13.用于制备批量发酵剂培养物的方法，所述方法包括向合适的培养基中添加根据权利要求9到11中任一项的经配制的培养物浓缩物，并将所述培养物繁殖至想要的密度。
14.根据权利要求9到11中任一项的经配制的培养物浓缩物或能够根据权利要求13 的方法获得的批量发酵剂培养物用于生产经发酵的奶制品的用途。
15.用于制备经发酵的奶制品的方法，所述方法包括对奶添加根据权利要求9到11中任一项的经配制的培养物浓缩物或能够通过根据权利要求13的方法获得的批量发酵剂培养物，并使所述奶经历以生产经发酵的奶制品的条件。
全文摘要
本发明属于生产发酵制品的领域。更特别地，本发明涉及经改进的用于制造乳制品的组合物，特别是经改进的批量发酵剂接种组合物和经改进的批量发酵剂。
文档编号A23C19/032GK102203236SQ200980143845
公开日2011年9月28日 申请日期2009年11月2日 优先权日2008年10月31日
发明者亨德里克·路易斯·比杰尔, 兰德尔·柯克·图奈尔, 加里·K·伯宁罕, 布赖恩·J·奥姆 申请人:帝斯曼知识产权资产管理有限公司