[发明专利]制备活性乳酸菌固态制剂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种干燥乳酸菌种菌(lactic acid starter)的生产方法，特别是一种采用固态发酵法制备活性乳酸菌固态制剂的方法。

背景技术

乳酸菌是一群能够发酵醣类而生成相当量乳酸的细菌，在微生物分类学上，大部分归类于乳杆菌科(Lactobacillaceae)，其下又分四属：乳酸杆菌属(Lactobacillus)，链球菌属(Streptococcus)，足球菌属(Pediococcus)，明串球菌属(Leuconostoc)；另外还有能产生内生孢子的有孢子乳酸杆菌属(Sporolactobacillus sp.)，本属目前仅有一种：S.inulinus。

乳酸菌多为格兰氏阳性、不形成孢子的球菌或杆菌(仅S.inulinus能生成孢子)，在微好气或嫌气条件下生长，不具运动性，且不生成触酶(Catalase)。乳酸菌对葡萄糖代谢的最终产物为乳酸，且消耗葡萄糖与产出乳酸的摩尔比值为1∶1至1∶2。依此定义，放线菌科(Actinomycetaceae)的双歧杆菌属(Bifidobacterium spp.)和艾希氏菌属(Escherichia spp.)的细菌因转化葡萄糖为乳酸的摩尔比为25％或更低，不属于微生物学上定义的乳酸菌，但在实际上，由于双歧杆菌属的细菌为人类肠道中的正常且有益菌，并能产生乳酸，因此在应用微生物的领域中，也将之归类为乳酸菌；艾希氏菌属则因乳酸产量较低，不被认为是乳酸菌。

乳酸菌应用范围广泛，存在于多种发酵食品中，例如，酸乳(yogurt)、酸黄瓜(sauerkraut)、泡菜、酸面包、香肠、酱油、日本清酒等；可用以生产医疗用途的聚葡萄糖(dextran)作为代用血浆、预防龋齿及便秘的乳寡醣等；也作为饲料添加物，一方面可利用其菌体蛋白质及发酵产物如维生素B群，另一方面增加肠道有益细菌，抑制有害菌之繁殖，增进肠道正常功能，提高免疫能力并预防感染。乳酸菌参与青贮料(Silage)之制造，使嗜口性提高，提高饲料效率从而降低饲料成本。近年来乳酸菌也广泛应用于人类和动物排泄物的污染处理，是一种对环境无害、一般公认为安全(GenerallyRegarded As Safe，GRAS)的微生物。

利用乳酸菌的发酵工厂皆倾向于采用纯粹培养、不含杂菌的乳酸菌种菌(Lactic acid starter)来确保发酵工程能顺利进行，各批次产品品质一致。在交通发达的欧、美洲国家，工业上使用的乳酸菌种菌目前多由专业生产工厂培养后，以液态氮冷冻的型式供应给发酵工厂直接使用，当然发酵工厂也应有相应的冷冻设备以保存其安全库存量。

乳酸菌的营养需求较复杂，其培养基组成除了必须含有以可发酵的葡萄糖等醣类为碳源之外，也由于大多数菌种不能生成硝酸还原酵素(nitratereductase)而不能利用硝酸盐、必须以胺基酸为氮源。几乎每一菌种都有其特殊的生长因子需求，如胺基酸、维生素、矿物盐、核酸衍生物、脂肪酸或脂肪酸酯类等。这种营养需求特性使得特定的乳酸菌种可作为特定的营养素的定量分析用菌种(美国专利第6,340,585号)，但也使得乳酸菌的培养基组成复杂化，例如在实验室中通常以MRS培养基(蛋白胨10.0g/L、牛肉膏10.0g/L、酵母萃取物5.0g/L、葡萄糖20.0g/L、Tween 80 1.0g/L、柠檬酸铵2.0g/L、醋酸钠5.0g/L、七水硫酸镁0.1g/L、一水硫酸锰0.05g/L及磷酸氢二钾2.0g/L)为乳酸菌的增殖或保存培养基，工业上通常以脱脂或全脂乳为培养基，这也使得生产成本提高。

乳酸菌是微好氧性或嫌气性的微生物，乳酸杆菌属(Lactobacillus spp.)的乳酸菌在无氧或低氧或进一步含有5％至10％二氧化碳的大气氛围下始能生长良好。因此乳酸菌的培养通常是在完全密闭、必要时加上充氮或充二氧化碳的人工氛围下进行，这就大大地增加了生产设备的复杂性。

最常用于生产乳酸菌种菌的培养基为含12％至14％非乳脂肪固形物的脱脂乳或还原乳，其水分含量超过85％而呈液态，液态发酵醪含氧量较低，容易维持低氧或无氧状态。但也因其水分含量高，干燥脱水所需的能量极大，对以生产固态(干燥)种菌为目的的工艺而言，液态发酵法的能量需求极不经济。

发明内容：

本发明的主要目的在于提供一种制备活性乳酸菌固态制剂的方法，该方法生产的固态乳酸菌种菌于室温下可长期保存，且便于长途运输。

本发明的另一个目的在于提供一种促使不会产生内生孢子的乳酸菌在常温常压之下生成可顺应逆境的厚壁细胞的方法。