新细菌制造技术

本发明专利技术涉及具有质构化特性的细菌细胞，包含所述细胞的起子培养物和使用所述细菌细胞制造的乳制品。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】新细菌
本专利技术涉及具有质构化特性的细菌细胞、包含所述细胞的起子培养物和使用所述细菌细胞制造的乳制品。
技术介绍
为了改善食品的味道和质构，而且为了延长这些食品的保质期，食品工业使用许多细菌，特别是乳酸菌(LAB)。在乳品工业的情况下，LAB广泛用于实现乳的酸化(通过发酵)，但也用于使掺入其的产品质构化。在食品工业所用的LAB中，可以提及到的是链球菌属(Streptococcus)、乳球菌属(Lactococcus)、乳杆菌属(Lactobacillus)、明串珠菌属(Leuconostoc)、片球菌属(Pediococcus)和双歧杆菌属(Bifidobacterium)。LAB单独或与其他细菌组合广泛用于生产食品，特别是发酵制品。它们特别用于配制用于生产发酵乳例如酸奶的起子培养物。它们中的某些在发酵制品的质构发展中起主导作用。这种特征与多糖的产生密切相关。在嗜热链球菌(Streptococcusthermophilus)和保加利亚乳杆菌(Lactobacillusbulgaricus)菌株中，可以区分质构化菌株和非质构化菌株。为了满足工业的要求，有必要提出LAB的新的质构化菌株，特别是嗜热链球菌和乳杆菌属物种的新的质构化菌株。一个特定的焦点可能是减少例如乳制品中蛋白质或果胶(两者都改善质构)的量，因为这两者都是昂贵的。因此，本专利技术提出解决的问题是提供具有用于质构化食品的良好特性的乳酸细菌菌株，所述食品特别是其中将乳酸菌(例如嗜热链球菌)的质构化菌株与乳杆菌属物种的菌株一起使用的产品。
技术实现思路
本专利技术人惊奇地发现，乳酸菌细胞或含有乳酸菌细胞的起子培养物中的金属离子的浓度会影响质构的形成，当将这样的乳酸菌细胞或起子培养物用于生产发酵乳时。根据这一令人惊讶的发现，本专利技术涉及具有改善的质构化特性的新LAB菌株和生产这种菌株的方法，以及涉及使用这种菌株制备的发酵乳制品。因此，本专利技术的一个方面涉及能够使乳基质质构化的乳酸菌组合物，所述组合物包含细胞内金属离子浓度降低的乳酸菌，和/或所述组合物包含金属离子量降低的乳酸菌。预期这种细胞可以以不同方式获得，例如：可选的A)：对细胞进行遗传修饰，从而细胞不吸收金属离子，或仅以低速吸收金属离子，或者从而细胞不能合成功能完善的离子结合蛋白，可选的B)：使细胞在没有金属离子或具有低浓度金属离子的生长培养基中生长，例如，通过向培养基中加入金属离子螯合剂，或可选的C)：分离突变细胞，例如通过母细胞的诱变处理(包括用化学诱变剂或UV光处理)获得的突变细胞。对于可选的A)，本专利技术人描述了这样的发现：离子代谢受到扰乱(例如降低、抑制)的质构化LAB的突变体将在发酵乳制品中提供优异的质构。在第二方面，本专利技术涉及用于增加用LAB发酵的乳制品的粘度的方法，所述方法包括使铁(特别是Fe2+)和/或锰(特别是Mn2+)含量降低的乳基质发酵，或使其中至少一种所述金属离子部分或完全不能进入LAB的乳基质发酵。具体实施方式本专利技术基于以下令人惊讶的发现，即用嗜热链球菌菌株CHCC15712发酵的乳表现出增加的剪切应力以及增加的凝胶硬度，相信这两个重要的流变学参数与酸奶和酸奶类制品的质构特性有关，嗜热链球菌菌株CHCC15712是作为产胞外多糖的菌株嗜热链球菌CHCC9844的突变体分离的。通过监测自容量移液管的流出时间测量的粘度也增加了(参见实施例1)。来自CHCC9844和CHCC15712的EPS的分离和表征显示CHCC15712的EPS产生增加9％，这与粘度增加很好地相关(实施例2)。通过分析突变体CHCC15712，本专利技术人惊奇地发现，与CHCC9844相比，细胞含有浓度异常低的Fe2+和其他金属离子。本专利技术人研究了所述令人惊讶的发现的可能机制，并且在CHCC9844的基因组序列中，他们在EpsA基因的上游区域中鉴定了CHCC9844eps操纵子的一部分，与Fur(铁吸收调节剂)盒高度同源的序列，表明Fur参与调节CHCC9844的EPS表达(图1A和1B)。在不希望受具体理论或假说约束的情况下，相信EpsA表达受Fur的控制，并且EpsA的去抑制导致EPS产量增加和质构增加。因此，与具有正常吸收的母菌株相比，任何具有受损的二价金属吸收的突变体将提供增加的质构。通过与CHCC9844比较的CHCC15712的DNA阵列(表达微阵列)分析，显示特异性铁吸收基因盒(Fat操纵子)下调。与CHCC9844相比，fatABC基因在CHCC15712中约4倍降低表达，而fatD2倍降低表达。有关上述可选的A)的探讨：专利技术人推测，铁转运蛋白的这种下调将导致细胞内Fe2+或Fe3+浓度降低，这再次将导致Fur调节剂与Fur盒的结合较少。由于Fur作为阻遏物起作用，因此受Fur控制的基因由于Fe2+/3+浓度降低而去抑制。参与铁吸收的所有其他基因的下调，例如，二价金属离子ABC吸收系统(NRAMP)，也会导致较低的细胞内铁浓度，并通过Fur调节，导致质构增加。通过制备CHCC9844的基因工程突变体测试了该假说，在所述突变体中，Fur基因失活。使用移液管流出测试测量对质构的影响。wt(野生型)菌株CHCC9844的移液管值为24±1s，而fur突变体KA509经测量为38±0s，相当于58％的增加(实施例3)。还使用DNA微阵列评估了fur失活对基因表达的影响。已知参与铁吸收的fatABDC基因受Fur调节。在KA509中，与CHCC9844野生型菌株相比，这些基因下调4倍。当KA509在10mMFe2+存在的情况下生长时，fat基因簇的表达没有实质性变化。相反，当母菌株CHCC9844在铁存在的情况下生长时，fatC和fatD基因被诱导4倍。有关上述可选的B)的探讨通过在EDTA即金属螯合剂存在的情况下进行乳酸化实验进一步测试了该假说。添加EDTA应减少可用铁的量，因此导致EpsA的去抑制，从而导致质构增加。实际上，观察到向乳中添加1mMEDTA使CHCC15712发酵的乳的质构增加了25％(实施例5)。有关上述可选的C)的探讨基于来自CHCC9844的突变体表现出与铁吸收相关的基因表达降低这一发现，从CHCC9844分离亚碲酸盐抗性突变体。对于亚碲酸盐抗性突变体，使用移液管测试的流出时间以及由此的粘度增加。最高的增加经测量为突变体9844-K2，为47％(实施例4)。该实验证明，有可能通过分离亚碲酸盐抗性突变体，来进一步增加eps阳性嗜热链球菌菌株的质构化特性。本专利技术也包括该实施方案。基于上述令人惊讶的发现，本专利技术的第一方面涉及在细胞内总计含有小于4200ppm(百万分率，mg/Kg干重)的所有二价金属离子，例如小于4100ppm，小于4000ppm、3000ppm或小于2000ppm的细菌细胞，例如乳酸菌(LAB)。这种细菌细胞的令人感兴趣的实施方案为：-LAB，其总计含有小于4200ppm的Fe2+、Mg2+和Mn2+，例如小于4100、小于4000、小于3000、小于2000或小于1000ppm。-LAB，其含有小于4200ppm的Mg2+，例如小于4100、小于4000、小于3000、小于2000或小于1000ppm。-LAB，其含有小于10ppm的Fe2+，例如小于9ppm、小于8本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.乳酸菌(LAB)，其含有小于10ppm(百万分率，mg/Kg干重)的铁离子(例如Fe2+)，例如小于9ppm、小于8ppm、小于6ppm或小于3ppm。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.01 DK PCT/DK2016/0000311.乳酸菌(LAB)，其含有小于10ppm(百万分率，mg/Kg干重)的铁离子(例如Fe2+)，例如小于9ppm、小于8ppm、小于6ppm或小于3ppm。2.LAB，其含有小于6ppm(百万分率，mg/Kg干重)的锰离子(例如Mn2+)，例如小于5.5ppm、小于5.2ppm、小于5ppm、小于4ppm或小于2ppm。3.任一前述权利要求所述的LAB，其总计含有小于16ppm的Fe2+和Mn2+，例如小于15ppm、小于14ppm、小于13ppm、小于10ppm或小于7ppm。4.任一前述权利要求所述的乳酸菌(LAB)，其具有被扰乱的二价金属离子代谢(DMIM)。5.乳酸菌(LAB)，其具有被扰乱的二价金属离子代谢(DMIM)。6.任一前述权利要求所述的LAB，其中所述被扰乱的DMIM是降低的DMIM。7.任一前述权利要求所述的LAB，其中所述被扰乱的DMIM是由fur基因的表达改变(例如降低)引起的，所述表达改变例如所述基因的(部分或完全)失活、所述基因或其部分的缺失和/或其他DNA插入所述基因中。8.任一前述权利要求所述的LAB，其中所述被扰乱的DMIM是由与二价金属离子吸收相关的基因中的突变引起的，所述突变例如敲除突变。9.任一前述权利要求所述的LAB，其中所述被扰乱的DMIM是由mntH基因的表达降低引起的，所述表达降低例如所述基因的(部分或完全)失活、所述基因或其部分的缺失和/或其他DNA插入所述基因中。10.任一前述权利要求所述的LAB，其中所述被扰乱的DMIM是由fatc基因或涉及铁吸收的任何其他基因的表达降低引起的，所述表达降低例如所述基因的(部分或完全)失活、所述基因或其部分的缺失和/或其他DNA插入所述基因中。11.任一前述权利要求所述的LAB，其中所述被扰乱的DMIM是由所述细菌对亚碲酸盐具有抗性引起的。12.任一前述权利要求所述的LAB，其中所述二价金属离子选自由Fe2+、Mg2+以及Mn2+组成的组，优选组Fe2+和Mg2+。13.任一前述权利要求所述的LAB，其中所述二价金属离子是Fe2+。14.任一前述权利要求所述的LAB，其中所述二价金属离子是Mn2+。15.任一前述权利要求所述的LAB，其已通过诱变和/或通过基因工程获得。16.任一前述权利要求所述的LAB，其已通过在二价金属离子浓度低于0.25μg/g，例如低于0.2μg/g的培养基中生长而获得，所述二价金属离子选自由Fe2+和Mn2+组成的组。17.任一前述权利要求所述的LAB，其属于物种保加利亚乳杆菌(Lactobacillusbulgaricus)。18.任一前述权利要求所述的LAB，其属于物种嗜热链球菌(Streptococcusthermophilus)。19.菌株嗜热链球菌CHCC15712(DSM25955)，或该菌株的突变体或变体，例如具有改善的EPS产生的突变体或变体。20.任一前述权利要求所述的LAB，其对亚碲酸盐具有抗性。21.任一前述权利要求所述的LAB，当用每毫升10E8CFU接种乳时，所述LAB在所述乳中产生大于约50Pa.s(例如大于60或70Pa.s)的粘度，所述粘度是在37℃下、在9.5％的复原脱脂乳中细菌生长16小时后，作为剪切应力被测量的。22.组合物，其包含前述权利要求中任一项所述的LAB(乳酸菌)。23.前述权利要求所述的组合物，其是起子培养物。24.包含LAB的组合物，所述组合物进一步包含金属离子螯合剂(例如EDTA)，所述金属离子螯合剂优选浓度为1ppm或更高。25.任一前述权利要求所述的组合物，其包含每mg至少10E9CFU(细胞形成单位)的LAB...

【专利技术属性】
技术研发人员：帕特里克·德克斯，托马斯·简森，K·I·瑟伦森，
申请(专利权)人：科·汉森有限公司，
类型：发明
国别省市：丹麦,DK