[发明专利]改进的发酵方法

说明书

技术领域

本发明涉及微生物学和利用微生物发酵的食物生产领域，其中利用选自丙酮酸、叶酸和吐温-20的化合物改善Streptococcus thermophilus菌株在发酵培养基(a fermentation medium)中的生长，并且利用选自含硫氨基酸和支链氨基酸的化合物改善Lactobacillus bulgaricus菌株在培养基中的生长。

背景技术

许多食物产品通过由细菌、酵母或丝状真菌组成的混合培养物(culture)进行发酵。发酵的乳制品通常采用乳酸菌(LAB)(革兰氏阳性菌的主要种群)进行生产。酸乳酪是一种通过LAB Streptococcus thermophilus和Lactobacillus delbrueckii subsp.bulgaricus(此后被称为“L.bulgaricus”或“Lactobacillus bulgaricus”)发酵的牛乳。发酵期间，这两个物种通过如下促成产品的质地(texture)和风味：(i)酸化培养基导致乳蛋白凝结；(ii)生产外泌多糖(EPS)；并且(iii)产生特有的风味化合物，诸如乙醛和联乙酰(diacetyl)。S.thermophilus和L.bulgaricus在混合的乳培养物中刺激彼此的生长和酸生产，这个过程也被称为初级合作。这种相互刺激基于生长增强代谢物的交换。S.thermophilus为L.bulgaricus 提供甲酸和叶酸和二氧化碳，这些都是与嘌呤生物合成相关联(要么作为前驱体要么作为辅助因子)的化合物。L.bulgaricus缺乏丙酮酸-甲酸裂解酶(PFL)和2-氨基-4-羟基-6-羟甲基二氢蝶啶二磷酸激酶，叶酸的生物合成路径中必不可少的基因。其他代谢相互作用存在于氮代谢水平。乳包含低水平的游离氨基酸(AA)和少量肽，但乳蛋白提供丰富的可以通过细胞外蛋白水解酶的作用释放的AA源。通常，用在酸乳酪生产中的非蛋白水解的S.thermophilus得益于L.bulgaricus的驻膜蛋白酶prt B的蛋白水解作用。类似地，L.bulgaricus已被报道受长链脂肪酸(LCFA)诸如油酸和月桂酸刺激(Partanen等人2001.System.Appl.Microbiol.Vol.24：500-506)，但这些化合物是否由混合培养物中的S.thermophilus提供还有待确定。

酸乳酪细菌之间的代谢相互作用主要采用经典的微生物途径来阐述。最近的两项后基因组研究解决了S.thermophilus LMG18311对以单一培养物形式或者以与L.bulgaricus ATCC11842的混合培养物形式在乳中的生长的全局响应(global response)(Herve-Jimenez等人2009.Appl.Environ.Microbiol.Vol.75，no.7，p.2062-2072；Herve-Jimenez等人2008.Proteomics，vol.8：4273-4286)。这些研究揭示了若干额外的针对共培养物生长的代谢响应。在混合培养物中，精氨酸和支链AA(BCAA)的生物合成路径在S.thermophilus中被有力上调了。在铁代谢中也存在明显的响应。这些作者表明，响应于L.bulgaricus生产的H₂O₂，S.thermophilus显示多个可能导致低细胞内铁浓度的响应。以这种方式，S.thermophilus看起来使由在Fenton反应中产生的反应性氧物种(ROS)造成的破坏最小化。