一种发酵西梅汁产丁酸的菌剂及其发酵方法和应用与流程

本发明涉及一种菌剂，具体涉及一种产丁酸的菌剂及其发酵方法和应用。

背景技术：

1、短链脂肪酸(scfa)是一种含有少于6个碳原子的脂肪酸，在体内主要由结肠中的肠道细菌发酵膳食纤维产生。scfas在身体代谢、免疫等方面有非常重要的功能，是肠道细菌与人体相互作用的非常重要的中间代谢物。首先，scfas是结肠细胞的能量来源，同时，scfas可以帮助维持肠道屏障的完整性，从而防止有害物质进入血液。另外，scfa可以通过调节免疫细胞的活性和细胞因子的产生来调节免疫功能，通过抑制促炎细胞因子的产生来减少肠道和身体其他部位的炎症。此外，scfas可以刺激调节食欲的激素的释放，如肽yy(pyy)和胰高血糖素样肽-1(glp-1)，这可以帮助减少食物摄入，从而达到降低脂肪堆积的效果。

2、scfas主要包括乙酸、丙酸、异丁酸、丁酸、异戊酸、戊酸，其中，丁酸是当前研究最多，最为重要的一种。在体内可以通过脂肪酸氧化为机体供应能量，是肠道上皮细胞的主要供能物质。一般的发酵剂采用乳酸菌菌种，主要的发酵代谢产物为乳酸，基本不含scfas，或仅含有少量乙酸，不能产生丁酸。

3、西梅汁富含膳食纤维，在缓解便秘方面，有非常良好的作用。将西梅汁进行发酵，提升产品的缓解便秘的效果，同时丰富产品的口味。因此，研发一种能够在西梅汁中能够发酵产生丁酸的产品是十分必要的，最容易发酵产丁酸的菌为丁酸梭菌，而常规使用丁酸梭菌在西梅汁中几乎无法发酵，难以产生足量的丁酸；而在高浓度的西梅汁中更无法发酵，更难以产生丁酸。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种产丁酸的菌剂，所述菌剂含有丁酸梭菌；发酵中添加强化梭菌培养基质，所述强化梭菌培养基质中含有半胱氨酸及其衍生物，例如胱氨酸、胱氨酸盐酸盐、半胱氨酸盐酸盐、蛋氨酸、蛋氨酸盐酸盐，发酵底物包括西梅汁。

2、进一步的，半胱氨酸盐酸盐的金属离子，包括但不限于，半胱氨酸盐酸钠、钾、钙等。

3、进一步的，半胱氨酸盐酸盐为l-半胱氨酸盐酸盐；例如l-半胱氨酸盐酸钠、钾、钙等。

4、进一步的，半胱氨酸及其衍生物的添加量不少于0.01g/l，例如0.05g/l，0.1g/l，0.5g/l，1g/l，2g/l，10g/l等。或者半胱氨酸衍生物的添加量根据，与半胱氨酸(添加量不少于0.01g/l，例如0.05g/l，0.1g/l，0.5g/l等)的摩尔比换算。

5、进一步的，西梅汁的浓度在5％以上，例如，10％，15％，20％，25％。和/或西梅汁的固形物含量在1％以上，例如3％，5％，7％，10％，14％，20％。

6、进一步的，发酵时间在12-72h，例如24h，36h，48h等。

7、进一步的，发酵前将ph调制5-8例如，ph6，ph6.5，ph5.5，ph7。

8、本发明还提供一种发酵西梅汁产丁酸的方法，所述菌剂含有丁酸梭菌；发酵中添加强化梭菌培养基质，所述强化梭菌培养基质中含有半胱氨酸及其衍生物，例如胱氨酸、胱氨酸盐酸盐或者半胱氨酸盐酸盐、蛋氨酸、蛋氨酸盐酸盐，发酵底物包括西梅汁。

9、进一步的，半胱氨酸盐酸盐的金属离子，包括但不限于，半胱氨酸盐酸钠、钾、钙等。

10、进一步的，半胱氨酸盐酸盐为l-半胱氨酸盐酸盐；例如l-半胱氨酸盐酸钠、钾、钙等。

11、进一步的，半胱氨酸及其衍生物的添加量不少于0.01g/l，例如0.05g/l，0.1g/l，0.5g/l，1g/l，2g/l，10g/l等。或者半胱氨酸衍生物的添加量根据，与半胱氨酸(添加量不少于0.01g/l，例如0.05g/l，0.1g/l，0.5g/l等)的摩尔比换算。

12、进一步的，西梅汁的浓度在5％以上，例如，10％，15％，20％，25％。

13、进一步的，西梅汁的固形物含量在1％以上，例如3％，5％，7％，10％，14％，20％。

14、进一步的，发酵时间在12-72h，例如24h，36h，48h等。

15、进一步的，发酵前将ph调制5-8例如，ph6，ph6.5，ph5.5，ph7。

16、本发明还提供一种发酵西梅汁产丁酸的方法的应用，将发酵后的得物进行复配和/或稀释。

17、所述菌剂含有丁酸梭菌；发酵中添加强化梭菌培养基质，所述强化梭菌培养基质中含有半胱氨酸及其衍生物，例如胱氨酸、胱氨酸盐酸盐或者半胱氨酸盐酸盐、蛋氨酸、蛋氨酸盐酸盐，发酵底物包括西梅汁。

18、进一步的，半胱氨酸盐酸盐的金属离子，包括但不限于，半胱氨酸盐酸钠、钾、钙等。

19、进一步的，半胱氨酸盐酸盐为l-半胱氨酸盐酸盐；例如l-半胱氨酸盐酸钠、钾、钙等。

20、进一步的，半胱氨酸及其衍生物的添加量不少于0.01g/l，例如0.05g/l，0.1g/l，0.5g/l，1g/l，2g/l，10g/l等。或者半胱氨酸衍生物的添加量根据，与半胱氨酸(添加量不少于0.01g/l，例如0.05g/l，0.1g/l，0.5g/l等)的摩尔比换算。

21、进一步的，西梅汁的浓度在5％以上，例如，10％，15％，20％，25％。

22、进一步的，西梅汁的固形物含量在1％以上，例如3％，5％，7％，10％，14％，20％。

23、进一步的，发酵时间在12-72h，例如24h，36h，48h等。

24、进一步的，发酵前将ph调制5-8例如，ph6，ph6.5，ph5.5，ph7。

25、本发明中，丁酸梭菌可以与其他益生菌共发酵，例如包括但不限于酵母菌、霉菌、乳酸菌、醋酸菌、丙酸菌、放线菌、肠球菌等。所述乳酸菌包括但不限于长双歧杆菌、婴儿双歧杆菌、短双歧杆菌、青春双歧杆菌、动物双歧杆菌、罗伊氏乳杆菌、发酵乳杆菌，可用干酪乳杆菌、副干酪乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、植物乳杆菌、短乳杆菌等。在共发酵的情况下，丁酸梭菌占总菌剂的量，不少于1％，进一步的，不少于5％，10％，20％，25％，例如50％，60％，70％，80％，90％等。

26、有益效果：可以产丁酸并实现西梅汁的快速发酵，发酵较低浓度西梅汁，发酵24h时，ph值已降低至4.5附近，发酵48h时，ph低于4.5。也能发酵较高浓度西梅汁，发酵48h时，ph在4.5附近。在发酵产生乙酸的同时，还可以产生大量的丁酸。

27、术语解释：

28、西梅汁的浓度：本发明的中西梅汁的浓度为浓缩西梅汁加水后稀释的占比。而浓缩西梅汁：固形物含量通常在50-80％，ph通常在2.5-4.8。

29、半胱氨酸：是一种生物体内常见的氨基酸，可由动物体内的蛋氨酸(甲硫氨酸，人体必需氨基酸)转化而来，可与胱氨酸互相转化。在本文中，cys是半胱氨酸的简称，代表半胱氨酸或半胱氨酸盐酸盐。

1.一种产丁酸的菌剂，其特征在于，所述菌剂含有丁酸梭菌，发酵底物包括西梅汁，发酵中添加强化梭菌培养基质，所述强化梭菌培养基质中含有半胱氨酸及其衍生物。

2.根据权利要求1所述菌剂，其特征在于，半胱氨酸衍生物包括胱氨酸、胱氨酸盐酸盐、半胱氨酸盐酸盐、蛋氨酸、蛋氨酸盐酸盐一种或两种以上的组合。

3.根据权利要求1或2所述菌剂，其特征在于，半胱氨酸盐酸盐为l-半胱氨酸盐酸盐。

4.根据权利要求1所述菌剂，其特征在于，半胱氨酸及其衍生物不少于0.01g/l。

5.根据权利要求1所述菌剂，其特征在于，西梅汁的浓度在5％以上，例如，10％，15％，20％，25％。和/或西梅汁的固形物含量在1％以上，例如3％，5％，7％，10％，14％，20％。

6.一种发酵西梅汁产丁酸的方法，其特征在于，菌剂含有丁酸梭菌，发酵中添加强化梭菌培养基质，所述强化梭菌培养基质中含有半胱氨酸及其衍生物。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，发酵时间在12-72h。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，发酵前将ph调制5-8。

9.一种发酵西梅汁产丁酸的方法的应用，其特征在于，菌剂含有丁酸梭菌，发酵中添加强化梭菌培养基质，所述强化梭菌培养基质中含有半胱氨酸及其衍生物，发酵底物包括西梅汁；将发酵后的得物进行复配和/或稀释。