一種發酵肉製品的發酵劑及其專用菌株的製作方法

2023-12-08 16:22:41 2

專利名稱：一種發酵肉製品的發酵劑及其專用菌株的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種發酵肉製品的發酵劑及其專用菌株。
背景技術：
發酵肉製品是指在自然或人工控制條件下，利用微生物發酵作用加工而成的一類肉製品，相對於一般肉製品而言，其不僅營養豐富、食用衛生安全強、貨架期長，而且風味與質地獨特。發酵肉製品起源於古代人們利用醃製與乾燥方法保存肉類，伴隨著一個多世紀以來冷藏、冷凍等現代食品貯藏技術的應用，發酵肉製品則逐漸演變成為一類傳統特色肉製品。
低酸發酵肉製品是一類經過低溫(≤22℃)發酵與乾燥加工而成的，終產品pH值在5.5以上的發酵肉製品。該類產品不僅與高酸發酵肉製品一樣具有營養豐富、食用安全性高、貨架壽命長特點，而且因加工過程中碳水化合物降解率低、蛋白與脂肪酶解程度高，更具有口味柔和、風味濃鬱等較為適合我國人民飲食消費習慣的特點。此外，法國、義大利、南斯拉夫、匈牙利的薩拉米腸，西班牙火腿、義大利Bresaola、巴西Charqui、西班牙Cecina、瑞士Bundnerfleisch等低酸發酵肉製品在歐洲國家也是主要的高檔發酵肉製品。
雖然近些年來，歐美發達國家發酵肉製品生產獲得了較大發展，但從目前生產技術狀況看，應用商業化生產各類發酵劑與酸化劑實現人工控制發酵還僅限於高酸發酵肉製品生產方面，如何實現低酸發酵肉製品人工控制發酵，解決產品質量不穩定、加工周期長、加工成本高等的問題還處於探索階段。總體上看，歐美發達國家低酸發酵肉製品生產仍處於以自然發酵為主的階段，存在加工周期長、質量不穩定、生產成本高等不足，研究與開發低酸發酵肉製品發酵劑是低酸發酵肉製品生產發展亟待解決的重要科技問題。

發明內容
本發明的目的是提供一種能用於低酸發酵肉製品生產的發酵劑及其專用菌株。
本發明所提供的木糖葡萄球菌(Staphylococcus xylosus)S1已於2005年12月20日保藏於中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，其簡稱為CGMCC，保藏編號為CGMCC No.1572。
此菌株為革蘭氏陽性球菌，單個菌株直徑小於1mm，呈單個或成雙及不規則葡萄狀排列，無芽孢，無夾膜，無鞭毛。
本發明所提供的低酸發酵肉製品的發酵劑，其活性成分為木糖葡萄球菌(Staphylococcus xylosus)S1 CGMCC № 1572。
發酵劑中木糖葡萄球菌(Staphylococcus xylosus)S1 CGMCC № 1572的含量為109-1011cfu/g，優選為1010cfu/g。
發酵劑是將木糖葡萄球菌(Staphylococcus xylosus)S1 CGMCC № 1572培養後離心，濃縮菌體加入凍幹保護劑後，經冷凍乾燥製得的；所述凍幹保護劑配方為每100ml質量濃度為10-15％的脫脂乳中添加有2-4g甘油，1-3g維生素C，3-5g蔗糖和3-5g碳酸鈣。
在上述製備過程中，濃縮菌體與凍幹保護劑的質量比為0.1-10∶1，優選為1∶1。
這裡，木糖葡萄球菌(Staphylococcus xylosus)S1 CGMCC № 1572培養的培養基優選為每100ml麥芽汁培養基中添加0.3～1g葡萄糖、1～2g牛肉蛋白腖、0.1～0.6g牛肉膏、1～3gNaCl，pH為6.5-7.4；培養溫度為15-25℃。培養後離心的溫度0～4℃，離心轉速為4000～6000rpm，離心時間為15～40min。
本發明通過篩選、純化分離出一株具有高蛋白質酶解活性的木糖葡萄球菌(Staphylococcus xylosus)S1 CGMCC № 1572，將該菌株加入凍幹保護劑採用冷凍乾燥方法可製備為乾粉發酵劑，應用該乾粉發酵劑來醃製生產低酸發酵肉製品，能有效縮短生產周期，大大提高產品質量和口感，並且，還能夠實現低酸發酵肉製品的生產用發酵劑製備，具有良好的應用前景。
具體實施例方式
實施例1、高蛋白質酶解活性木糖葡萄球菌S1菌株(木糖葡萄球菌(Staphylococcus xylosus)S1 CGMCC № 1572)的篩選1.備選菌株獲取過程從北京華安肉類有限公司Bundnerfleisch風乾牛肉生產加工過程的醃製階段開始，第0，6，12，18(醃製階段)，27，36，48(乾燥階段)天分別無菌獲取肉樣。從各時間取得的肉樣中無菌稱取25.0g樣品，加入225mL無菌生理鹽水中，均質30s，進行不同濃度稀釋。然後將不同稀釋度菌懸液接種於MRS與PCA+平板培養基中，在30℃二氧化碳培養箱中培養48h後，分別從最高稀釋度的培養平板上隨機挑取10個菌落，再移接到MRS與營養瓊脂斜面培養基中，分別篩選得到乳酸菌、微球菌各70株。
2.備選菌株蛋白酶活性測定無菌吸取0.1ml所分離的140個菌株培養液，塗布均勻在添加有15％脫脂牛乳的MRS和營養瓊脂固體培養基上，在30℃二氧化碳培養箱中培養48h。經過培養，若固體培養基上的菌落周圍有透明環，則為陽性。然後比較140株菌形成的透明環大小，選擇其中透明環最大者，即為本發明高蛋白質酶解活性菌株(木糖葡萄球菌(Staphylococcus xylosus)S1 CGMCC № 1572)。
3.高蛋白質酶解活性木糖葡萄球菌S1菌株安全性測定採用GB4789.3-94～GB4789.14-94食品微生物學檢驗規定的沙門氏菌、志賀氏菌、致瀉大腸埃希氏菌、副溶血性弧菌、小腸結腸耶森氏菌、空腸彎曲菌、金黃色葡萄球菌、溶血性鏈球菌、肉毒梭菌、產氣莢膜梭菌、蠟狀芽孢桿菌檢驗方法檢驗高蛋白質酶解活性菌株S1的安全性，確定所選菌株安全無害，不屬於國內外所限定的致病菌。
4.高蛋白質酶解活性木糖葡萄球菌S1菌株種屬鑑定將木糖葡萄球菌S1經過多次純化，然後採用美國BIOLOG公司Microstation型全自動快速微生物鑑定儀進行鑑定，經鑑定該菌株應屬於木糖葡萄球菌。
5.高蛋白質酶解活性木糖葡萄球菌S1菌株可用性測定對菌株進行了耐鹽性、耐亞硝酸鹽性、蛋白酶活性、脂肪酶活性、抑菌活性等特性測定，發現該菌株具備肉品發酵劑菌種應具備的耐鹽、耐亞硝酸鹽、抑菌等所需特性。
實施例2、木糖葡萄球菌(Staphylococcus xylosus)S1 CGMCC № 1572的發酵培養1、發酵培養基的確定將所得高蛋白質酶解活性木糖葡萄球菌S1菌株分別在液體營養瓊脂培養基、西紅柿汁培養基、胡蘿蔔汁培養基、麥芽汁培養基中進行培養，觀察其生長情況，確定出其基礎培養基為麥芽汁培養基。向基礎培養基中添加牛肉蛋白腖、乳糖等增殖因子，觀察木糖葡萄球菌S1菌株在其中的生長情況，通過測定菌株的增殖情況確定出有效的增殖因子，並以此設計正交試驗，優化得到了S1菌株的複合增殖培養基的組成配方如下麥芽汁培養基中添加0.3～1％葡萄糖、1～2％牛肉蛋白腖、0.1～0.6％牛肉膏、1～3％NaCl。(這裡％指g/100ml)
2、培養條件的確定將菌株在不同溫度(10～25℃)、不同培養基起始pH值(5.5～7.5)、不同溶氧的條件下恆溫培養，定時取樣測定菌株的活菌數，確定了木糖葡萄球菌的適宜培養溫度、培養基適宜pH值、溶氧情況及最佳收穫期等培養條件溫度15～25℃，培養基pH值6.5～7.4，搖床培養18～22h後離心收穫菌體。
實施例3、乾粉發酵劑的製備將培養好的菌種離心，去除離心上清液，然後，加入凍幹保護劑進行冷凍乾燥，即可以得到乾粉發酵劑。
以下對凍幹過程中的一些工藝條件進行優化1、離心條件的優化菌體富集培養後，研究了不同離心溫度(0-25℃)、不同離心轉速(3000-7500rpm)、不同離心時間(10～40min)等離心條件對菌株存活率影響，確定木糖葡萄球菌S1菌液的適宜離心條件為溫度0～4℃，離心轉速4000～6000rpm，離心時間15～40min。
2、凍幹保護劑配方研究了S1菌株在添加甘油、維生素C等單因子保護劑的情況下凍幹存活率的變化；並以篩選出的單因子保護劑為因素項，通過正交試驗開展了不同保護劑及其劑量對S1菌株凍幹存活率的影響，優化篩選出了S1菌株凍幹保護劑的配方每100ml質量濃度為10-15％的脫脂乳中添加2～4g甘油、1～3g維生素C、3～5g蔗糖和3～5g碳酸鈣。
3、凍幹工藝凍幹過程中，離心濃縮菌體與凍幹保護劑的質量比為0.1-10∶1，優選為等質量比。在凍幹過程中，菌粉乾燥至2～5％含水量時停止乾燥，以利於保持菌種的活性。
一個具體的操作過程如下將木糖葡萄球菌S1菌株接種於pH值為7.0的複合增殖培養基中，接種量為1％，於20℃溫度下搖床培養20h，然後經4℃、6000rpm、離心30min後，添加與濃縮菌體等質量的凍幹保護劑，置於真空冷凍乾燥機中，於-30℃，絕壓4帕以下乾燥24～26h，菌粉含水量降至2.5～3％時停止乾燥，即得到乾粉發酵劑。
所得乾粉發酵劑活菌數量級可達1010cfu/g；在0～4℃貯存60天後，菌粉活菌數仍處於同一數量級，為2.19×1010cfu/g。
這裡，麥芽汁複合增殖培養基配方為麥芽汁培養基中加入0.5％葡萄糖、1.5％牛肉蛋白腖、0.1％牛肉膏、1％NaCl。(％指g/100ml)凍幹保護劑配方為每100ml質量濃度為12％的脫脂乳中添加3g蔗糖、1.5g維生素C、5g甘油、4g碳酸鈣。
實施例4、乾粉發酵劑的應用本發明的乾粉發酵劑應用於Bundnerfleisch風乾牛肉的生產中，可以縮短牛肉的生產周期，提高產品質量。具體發酵過程如下醃製液的配製將1000g食鹽、50g葡萄糖、5g亞硝酸鈉、150g香辛料溶於10L潔淨水中，加熱熬煮1.5-2.5小時後補充水分至10L並冷卻至0-4℃保存，然後，在注入前加入實施例3所製備的乾粉發酵劑100g，醃製液中菌量控制在108cfu/ml。
採用注入方法將菌量為108cfu/ml醃製液300g注入到1.5千克的新鮮冷分割小米龍牛肉中，在0～4℃溫度下密封醃製2～3天，然後開始乾燥初期乾燥溫度控制在16～22℃，相對溼度75～85％，乾燥時間10～15天；後期乾燥溫度控制在55～65℃、相對溼度控制在50～60％，時間控制在2～3天。總體加工時間控制在15～20天，即得到Bundnerfleisch風乾牛肉，產品pH值為5.60～5.80。
作為對比，採用常規方法來製備Bundnerfleisch風乾牛肉，其加工工藝為在0-2℃條件下密閉醃製20天(百公斤醃製劑中食鹽為87.25千克、葡萄糖為2.5千克、香辛料為10千克，亞硝酸鈉為0.25千克，醃製劑用量為4千克/100千克牛肉)，醃製後在16～20℃、70％～85％相對溼度下乾燥30～60天至失重30％，得到風乾牛肉，產品pH值為5.70～5.90。
測定兩種方法所製備的風乾牛肉，結果表明，採用本發明發酵劑所製備的風乾牛肉與常規方法所製備的風乾牛肉相比，游離胺基酸總含量提高30％以上，游離穀氨酸含量提高60％、亮氨酸含量提高30％、異亮氨酸提高30％、苯丙氨酸含量提高25％以上，顯著改進了Bundnerfleisch風乾牛肉口感質量，可以實現低酸發酵肉製品的生產，並且可以大大縮短生產周期(生成時間從50天以上降低到16-22天左右)。
權利要求
1.木糖葡萄球菌(Staphylococcus xylosus)S1 CGMCC № 1572。
2.一種發酵肉製品的發酵劑，其活性成分為木糖葡萄球菌(Staphylococcusxylosus)S1 CGMCC № 1572。
3.根據權利要求2所述的發酵劑，其特徵在於所述發酵劑中木糖葡萄球菌(Staphylococcus xylosus)S1 CGMCC № 1572的含量為109-1011cfu/g。
4.根據權利要求3所述的發酵劑，其特徵在於所述發酵劑中木糖葡萄球菌(Staphylococcus xylosus)S1 CGMCC № 1572的含量為1010cfu/g。
5.根據權利要求2或3或4所述的發酵劑，其特徵在於所述發酵劑是將木糖葡萄球菌(Staphylococcus xylosus)S1 CGMCC № 1572培養後離心，濃縮菌體加入凍幹保護劑後，經冷凍乾燥製得的；所述凍幹保護劑配方為每100ml質量濃度為10-15％的脫脂乳中添加有2-4g甘油，1-3g維生素C，3-5g蔗糖和3-5g碳酸鈣。
6.根據權利要求5所述的發酵劑，其特徵在於所述濃縮菌體與凍幹保護劑的質量比為0.1-10∶1。
7.根據權利要求6所述的發酵劑，其特徵在於所述濃縮菌體與凍幹保護劑的質量比為1∶1。
8.根據權利要求5所述的發酵劑，其特徵在於所述木糖葡萄球菌(Staphylococcus xylosus)S1 CGMCC № 1572培養的培養基為每100ml麥芽汁培養基中添加0.3～1g葡萄糖、1～2g牛肉蛋白腖、0.1～0.6g牛肉膏、1～3gNaCl，pH為6.5-7.4；培養溫度為15-25℃。
9.根據權利要求5所述的發酵劑，其特徵在於木糖葡萄球菌(Staphylococcusxylosus)S1 CGMCC № 1572培養後離心的溫度0～4℃，離心轉速為4000～6000rpm，離心時間為15～40min。
全文摘要
本發明公開了一種發酵肉製品的發酵劑及其專用菌株。本發明所提供的發酵肉製品的發酵劑，其活性成分為木糖葡萄球菌(Staphylococcus xylosus)S1 CGMCC №1572。本發明通過篩選、純化分離出一株具有高蛋白質酶解活性的木糖葡萄球菌(Staphylococcus xylosus)S1 CGMCC № 1572，將該菌株加入凍幹保護劑採用冷凍乾燥方法可製備為乾粉發酵劑，應用該乾粉發酵劑醃製生產發酵肉，能有效縮短生產周期，大大提高產品質量和口感，具有良好的應用前景。
文檔編號A23L1/31GK1807591SQ200610000820
公開日2006年7月26日 申請日期2006年1月11日 優先權日2006年1月11日
發明者孫寶忠, 田洪濤, 賈英民, 於輝, 馬曉燕, 馬愛進, 李海鵬, 種京華, 張守勇 申請人:中國農業科學院畜牧研究所