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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201080007325.2 (22)申请日 2010.02.22 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 102317465 A (43)申请公布日 2012.01.11 (30)优先权数据 09153615.1 2009.02.25 EP 09155490.7 2009.03.18 EP 61/202,400 2009.02.25 US 61/202,613 2009.03.18 US (85)PCT国际申请进入国家阶段日 2011.08.11 (86)PCT国际申请。
2、的申请数据 PCT/EP2010/052198 2010.02.22 (87)PCT国际申请的公布数据 WO2010/097362 EN 2010.09.02 (73)专利权人 普拉克生化公司 地址 荷兰霍林赫姆 (72)发明人 D维瑟尔AO斯里克斯 AD孔 (74)专利代理机构 中国国际贸易促进委员会专 利商标事务所 11038 代理人 李瑛 (51)Int.Cl. C12P 7/52(2006.01) C12P 7/54(2006.01) C07C 53/00(2006.01) (56)对比文件 CN 1316987 A,2001.10.10, JP 2005-60273 ,2005.03。
3、.10, WO 85/04901 ,1985.11.07, RYON FRICK、 BETH JUNKER.Indirect Methods for Characterization of Carbon Dioxide Levels in Fermentation Broth. JOURNAL OF BIOSCIENCE AND BIOENGINEERING .1999,第87卷(第3期),第345 页. 审查员 刘涛 (54)发明名称 包括除去碳酸盐衍生物化合物步骤的制造 含有丙酸盐和醋酸盐的发酵产物的方法 (57)摘要 本发明涉及通过将酸加入到发酵产物中来 制造包含丙酸盐和醋酸盐的混合溶液。
4、的方法， 以 获得具有2.5至8范围的pH的包含丙酸盐和醋酸 盐的酸化发酵产物， 该方法还任选地包括除去碳 酸盐相关化合物的处理步骤。 权利要求书1页 说明书5页 CN 102317465 B 2017.07.28 CN 102317465 B 1.制造包含丙酸盐和醋酸盐的混合溶液的方法， 其包括下述步骤： 提供包含丙酸盐、 醋酸盐和碳酸盐相关化合物的发酵产物， 和 将酸加入到发酵产物中， 以获得具有大于等于2.5且小于8范围的pH并含有在环境温 度下至多为0.05mol/l的碳酸盐相关化合物的包含丙酸盐和醋酸盐的酸化发酵产物。 2.根据权利要求1的方法， 其中该方法包括除去碳酸盐相关化合物的。
5、步骤。 3.根据权利要求1的方法， 其中获得具有2.5至5范围的pH的酸化发酵产物， 并且将碱加 入到酸化发酵产物中， 以获得具有至少5的pH的中和发酵产物。 4.根据权利要求1的方法， 其中在加入酸之前或同时， 使发酵产物接受加热步骤。 5.根据权利要求3的方法， 其中在加入碱之前或同时和/或在加入所述碱之后， 使发酵 产物接受加热步骤。 6.根据权利要求1的方法， 其中在加入酸之前使发酵产物接受浓缩步骤。 7.根据权利要求3的方法， 其中在加入碱之前和/或在加入碱之后， 使发酵产物接受浓 缩步骤。 8.根据权利要求7的方法， 其中在加入所述碱之后应用浓缩步骤， 并且将包含30- 50wt量。
6、的乳酸盐、 0.5-7wt量的丙酸盐和0.5-7wt量的醋酸盐的溶液浓缩， 以形成包 含60-95wt量的乳酸盐、 1-14wt量的丙酸盐和1-14wt量的醋酸盐的溶液。 9.根据权利要求1-8任一项的方法， 其中通过使含水介质中的乳酸盐和/或碳水化合物 接受使用细菌的发酵步骤， 接着部分或全部除去细菌来提供包含丙酸盐、 醋酸盐和碳酸盐 相关化合物的发酵产物。 10.根据权利要求1-8任一项的方法， 其中加入酸， 以获得在6和7.5之间的pH。 11.根据权利要求1-8任一项的方法， 其中加入的酸包含乳酸。 12.根据权利要求1-8任一项的方法， 其中酸选自乳酸、 醋酸、 柠檬酸或其混合物。 。
7、13.含水溶液， 其包含30-50wt量的乳酸盐、 0.5-7wt量的丙酸盐和0.5-7wt量的 醋酸盐， 所述含水溶液在环境温度下具有总量至多为0.05mol/l的碳酸盐相关化合物。 14.含水溶液， 其包含60-95wt量的乳酸盐、 1-14wt量的丙酸盐和1-14wt量的醋 酸盐， 所述含水溶液在环境温度下具有总量至多为0.05mol/l的碳酸盐相关化合物。 15.权利要求13或14的含水溶液作为食品、 肉或饮料产品中的添加剂或味道增强剂的 用途。 16.权利要求13或14的含水溶液作为肉制品中的味道增强剂的用途， 该肉制品选自未 经腌制的肉和禽制品。 权利要求书 1/1 页 2 CN 。
8、102317465 B 2 包括除去碳酸盐衍生物化合物步骤的制造含有丙酸盐和醋酸 盐的发酵产物的方法 0001 本发明涉及通过提升发酵过程的产物来制造丙酸盐、 醋酸盐和任选的其他有机酸 盐的混合溶液的方法。 0002 利用发酵过程来制造丙酸盐和醋酸盐的混合溶液是本领域已知的。 0003 US 4676987描述了乳清发酵过程， 其中乳清培养基用产乳酸的生物体发酵来产生 乳酸， 用氢氧化钙中和， 灭菌， 然后用产丙酸的生物体发酵。 0004 EP 0563451描述了通过使用细菌反刍月形单胞菌(Selenomonasruminantium)发 酵乳酸盐来制备丙酸盐的方法。 底物优选为玉米浆。 描。
9、述了约5摩尔的乳酸盐转化成3摩尔 的丙酸盐、 1.7摩尔的醋酸盐、 0.4摩尔的琥珀酸盐和1.7摩尔的二氧化碳。 可以在发酵开始 时或在发酵过程中， 将乳酸加入到发酵培养基中， 以提供0-5(w/v)， 优选1-3的浓度。 0005 US 4814273描述了通过一种方法来制造醋酸、 丙酸或丁酸， 该方法包括以下步骤： 用微生物发酵含有乳酸盐的发酵培养基以形成醋酸盐、 丙酸盐或丁酸盐， 将可发酵的碳水 化合物加入到由此获得的混合物中以获得第二种发酵培养基， 发酵第二种发酵培养基以产 生乳酸盐并将第一步中形成的醋酸盐、 丙酸盐或丁酸盐转化成它们各自的酸， 并将乳酸盐 返回至步骤1中。 0006 。
10、EP 141642描述了用薛氏丙酸杆菌(Propionibacteriumshermanii)和干酪乳杆菌 (Lactobacillus casei)的混合物发酵灭菌的乳清培养物以形成乳酸、 醋酸和丙酸的混合 物。 0007 WO 85/04901和US 4794080描述了使用同步的两级发酵过程来生产乳酸或其盐和 丙酸和/或醋酸或其盐的方法， 其中第一种细菌将碳水化合物发酵成乳酸， 而第二种细菌将 乳酸发酵以产生丙酸和醋酸。 发酵后， 除去细菌细胞， 并将渗透液在活性炭淤浆中脱色， 接 着进行闪蒸和喷雾干燥。 0008 以上所述的参考文献没有描述加工液体的提升。 本领域中已经发现了需要提升发。
11、 酵产物的方法， 特别是含有相当大量的碳酸盐或碳酸盐相关化合物的发酵产物。 这是因为 碳酸盐相关化合物的存在在各种食品和饮料产品中是不希望有的。 就品质和管理而言， 某 些食品和饮料产品中碳酸盐的存在是不希望有的。 此外， 碳酸盐的存在可能导致一些问题， 如在含有这些碳酸盐的发酵产物或其中使用了这些含有碳酸盐的发酵产物的产品(如， 例 如， 各种食品和饮料产品)的使用过程中的沉淀或不希望有的气体或泡沫形成。 碳酸盐的存 在还可能导致在液体的进一步加工过程中产生的沉淀或气体或泡沫形成， 特别是进一步浓 缩过程中的沉淀。 所形成的沉淀物将淤塞用于这些浓缩处理的设备， 并且形成非常低效的 浓缩处理。。
12、 本发明涉及这样的提升过程。 通过本发明解决的更多问题和相关优点将从以下 描述中变得清楚。 0009 本发明涉及制造包含丙酸盐和醋酸盐的混合溶液的方法和降低碳酸盐相关化合 物的含量的方法。 0010 根据本发明的方法包括以下步骤： 0011提供包含丙酸盐、 醋酸盐和碳酸盐相关化合物的发酵产物， 和 说明书 1/5 页 3 CN 102317465 B 3 0012将酸加入到发酵产物中， 以获得具有2.5至低于8范围的pH的酸化发酵产物(下 文中也称为酸化步骤)。 0013 通过本发明的方法， 获得了包含丙酸盐和醋酸盐并且具有低总量的碳酸盐相关化 合物的溶液。 碳酸盐相关化合物的总量是碳酸盐、 。
13、碳酸氢盐和碳酸的总和， 或者换句话说， (H2CO3、 HCO3-、 CO32-)。 这表示通过本发明方法获得的最终溶液中以mol/l表示的碳酸盐相 关化合物的总量在环境温度下至多为0.05mol/l。 0014 这种低总碳酸盐含量的优点在于可以进行进一步的浓缩步骤， 而没有不溶性碳酸 盐相关盐的沉淀。 进一步的优点在于低碳酸盐含量降低了溶液使用过程中不希望有的二氧 化碳(CO2)形成的风险。 0015 不希望束缚于任何理论， 假设酸的加入导致碳酸盐相关化合物以包含二氧化碳的 泡沫或气体形式从发酵产物中除去。 在本发明进一步的实施方案中， 该方法包括用于除去 碳酸盐相关化合物或用于除去所形成的。
14、所述泡沫或气体的步骤。 这可以通过各种方式来进 行， 如例如蒸发， 将其他气体通入溶液进行鼓泡， 通过抽吸所形成的泡沫或气体， 等等。 还可 以简单地将酸化发酵产物保持一定时间的静止， 直至例如观察到不再有更多的气体或泡沫 形成， 同时任选地将产物进行搅拌。 0016 在优选的实施方案中， 将酸化步骤与其中提高产物温度的处理步骤相结合。 这可 以同时或相继进行(即， 在酸化步骤的过程中提高温度， 首先提高发酵产物的温度或提高所 得到的酸化发酵产物的温度)。 这将有利于除去所述含有二氧化碳的气体或泡沫形式的碳 酸盐相关化合物。 0017 在根据本发明的方法中用作起始材料的发酵产物中的丙酸盐的量通。
15、常在0.5- 10wt(基于重量的百分比)的范围内， 更特别地在1-5wt范围内。 0018 发酵产物中醋酸盐的量通常在0.1-5wt的范围内， 更特别地在0.5-2wt的范围 内。 0019 用作起始材料的发酵产物的直接pH通常在6-9的范围内， 更特别地在6.5至8.5的 范围内。 0020 其中获得用作本发明中的起始材料的发酵产物的方式对于根据本发明的方法不 是关键的。 0021 在一个实施方案中， 可以通过使含乳酸的培养基接受使用细菌的发酵处理来获得 用作起始材料的发酵产物。 合适的细菌包括来自丙酸杆菌科(Propionibacteriaceae)的细 菌， 如产丙酸丙酸杆菌(Prop。
16、ionibacterium acidi-propionici)、 费氏丙酸杆菌 (Propionibacterium freudenreichii)、 特恩氏丙酸杆菌(Propionibacterium thoeni) 和/或詹氏丙酸杆菌(Propionibacterium jensenii)， 或来自月形单胞菌属(Selenomonas) 的细菌(例如， 反刍月形单胞菌)。 优选使用费氏丙酸杆菌薛氏亚种(Propionibacterium freudenreichii subsp.Shermanii)。 0022 发酵过程通常在10-70范围， 特别是在25-55的范围内， 更特别在25-3。
17、5的范 围内的温度下进行。 合适的发酵过程是本领域已知的， 如， 例如， 来自引言中提及的参考文 献， 并且在此不需要进一步的说明。 所得到的发酵产物可以用作根据本发明方法中的起始 材料。 0023 完成发酵后， 优选地通过除去包括细菌和各种杂质的生物质来进一步纯化发酵产 说明书 2/5 页 4 CN 102317465 B 4 物。 如果除去生物质， 可以将其从培养基中部分或全部除去。 可以使用本领域技术人员已知 的用于这种(部分)生物质除去处理步骤的任何方法， 例如， 但不限于， 超滤、 微滤、 静态倾析 或离心。 0024 所述(部分)除去生物质后获得的发酵产物优选地用作根据本发明方法中。
18、的起始 材料。 0025 在根据本发明方法的酸化步骤中， 将酸加入到发酵产物中， 以获得2.5至低于8范 围的pH。 特别地， pH在3至7的范围中， 并且更特别地， 在3至约6.6或6.8的范围中。 在本发明 的优选实施方案中， 将发酵产物酸化， 以获得具有3至7范围pH的酸化发酵产物， 随后除去大 部分的碳酸盐相关化合物， 而在大部分食品和饮料应用中使用所述发酵产物， 就例如沉淀 或气体/泡沫形成而言， 将不会引起更多的问题。 最理想的是该发酵产物的酸化直至低于 6.8的pH， 因为甚至进一步降低了碳酸盐相关化合物的量。 0026 所加酸的量取决于发酵产物的pH和/或进一步处理或应用发酵产。
19、物的方式， 如， 例 如， 用于某些食品或饮料产品。 所加酸的终浓度通常在发酵产物的0.1-60wt的范围内， 更 特别地在10-50wt的范围内， 最优选在25-50wt的范围内。 0027 注意到pH值是决定处理效果的参数。 对于酸的量， 给出以上提及的数值， 用于指 导。 0028 所获得的酸化产物通常包含0.5-10wt范围， 更特别地1-7wt范围量的丙 酸盐， 0.1-7wt， 更特别地在0.5-2.5wt范围量的醋酸盐， 和早前提及的终浓度的加 入的酸。 注意到如果加入的酸包含丙酸和/或醋酸， 这些成分的范围将通过使以上对于各自 的酸给出的范围与对于加入的酸给出的范围相结合来计算。
20、。 0029 酸可以选自有机酸或无机酸。 合适的无机酸包括选自盐酸和含氮-、 硫-和磷-的酸 的无机酸。 在这个组内， 优选盐酸和含磷的酸。 0030 合适的有机酸包括选自具有1-10个碳原子的羧酸的酸， 其任选地被羟基取代。 合 适的酸包括柠檬酸、 苹果酸、 乳酸、 葡糖酸、 醋酸(也可以是醋的形式)、 琥珀酸、 丙酸、 酒石 酸、 富马酸、 抗坏血酸、 山梨酸和苯甲酸。 0031 在有机酸的组内， 由于它们的抗微生物特性， 优选使用乳酸、 醋酸、 柠檬酸及其混 合物。 由于其抗氧化特性， 抗坏血酸也是优选的。 0032 酸的添加导致碳酸盐相关化合物以二氧化碳的形式从发酵产物中除去。 从系统。
21、中 除去的碳酸盐相关化合物的量通常在1-30克CO2(即， 表示为CO2的碳酸盐相关化合物的总 量)/升发酵培养基， 特别是5-15克CO2/升发酵培养基的范围内。 0033 所加酸的量通常足以除去发酵产物中存在的至少60， 更特别是至少75， 再更 特别至少90的二氧化碳形式的碳酸盐相关化合物。 发现了通过根据本发明的方法甚至可 以除去超过95的碳酸盐相关化合物。 0034 在根据本发明方法的进一步的实施方案中， 可以在加入酸之前浓缩发酵产物(部 分或全部除去了生物质或根本没有)， 或在浓缩过程中加入酸。 发酵产物不能过于浓缩， 以 避免污垢沉淀在设备上和降低浓缩处理的效率， 但可以浓缩至具。
22、有约20wt， 更优选至多 25或甚至30wt的丙酸盐浓度的产物。 为了获得具有比后者高的丙酸盐浓度的产物， 需要 额外的酸化步骤和/或温度的进一步升高。 0035 根据将酸加入到发酵产物(其可以是浓缩的或未浓缩的)中后获得的发酵产物的 说明书 3/5 页 5 CN 102317465 B 5 pH， 根据本发明方法的下一步可以包括将碱加入到所得到的包含丙酸盐和醋酸盐的酸化发 酵产物中， 以获得具有至少5的直接pH的产物(下文中也称为加碱步骤或中和步骤)。 当然只 在获得具有低于该值的pH的酸化发酵产物的情况下才需要该步骤。 0036 更特别地， 加入所述碱后的pH可以为至少6， 优选至少6.。
23、5。 尽管pH的上限不是关键 的， 但pH通常至多为8， 更特别地至多为7.5。 在5至8的pH下， 获得了可以在例如浓缩步骤中 进一步有效加工或适于直接应用于例如食品和饮料产品中的产物。 例如， 肉制品， 包括鱼和 禽制品， 具有更中性的pH， 并因此具有约7至7.5且直至最大8的pH的产物对于这种类型的食 品将是更合适的， 而如果要用于更常见的(非肉)食品或饮料产品中， 本发明的发酵产物可 以具有约5至6的较低pH。 0037 如果获得了在酸化后具有高于5或高于如上所述的优选值的pH的发酵产物(浓缩 或未浓缩的)， 不需要添加任何碱， 并且可以将发酵产物进一步处理， 例如， 浓缩和/或直接。
24、 用于例如食品或饮料产品中， 并且特别是基于肉的食品中。 0038 该步骤中所用碱的性质对于根据本发明的方法不是关键的。 合适的碱包括NaOH、 KOH、 NH3、 Ca(OH)2、 Mg(OH)2和NH3OH。 如果终产物欲用于食品应用中， 使用食品相容的碱可能 是优选的。 使用KOH或NaOH可能是特别优选的， 因为这些化合物便宜、 易获得并且是食品相 容的。 0039 加入的碱的量取决于发酵产物的pH。 如早前关于加入的酸所述的， 注意到pH值是 决定处理效果的参数。 0040 加碱步骤的产物因此具有至少5的pH， 更特别地至少6， 甚至更特别地至少6.5。 该 pH通常最高为8， 更特。
25、别地至多为7.5。 在早前的步骤中没有浓缩时， 加碱步骤的产物通常包 含0.5-10wt范围， 更特别地1-7wt范围量的丙酸盐， 0.1-7wt， 更特别地0.5- 3wt范围量的醋酸盐， 和0至60wt量， 特别为10至50wt的量， 更特别地为25至50wt 的量的加入的酸。 0041 如早前提到的， 再次注意到加入的酸可以优选地包含柠檬酸、 醋酸、 乳酸或其组 合， 但也可以包含丙酸， 任选地与一种或多种以上提及的其他酸结合。 在加入的酸包含丙酸 和/或醋酸的情况下， 这些成分的范围将通过使以上对于各自的酸给出的范围和对于加入 的酸给出的范围相结合来计算。 0042 已经清楚在酸化步骤。
26、之前没有浓缩发酵产物时， 发酵液中各种有机酸盐的浓度通 常相当低。 因此需要可以制造更浓缩的盐或这些有机酸的溶液的方法， 特别地， 比通过本领 域已知方法可获得的溶液更浓缩的包含丙酸盐和醋酸盐的溶液。 0043 在一个实施方案中， 使酸化后的发酵产物和/或加碱步骤后的发酵产物接受浓缩 步骤， 以获得更浓缩的包含丙酸盐和醋酸盐的溶液。 可以通过本领域已知的用于该目的的 任何方法来进行浓缩步骤。 合适的方法包括， 例如， 蒸发、 反向渗透和喷雾干燥和/或其组 合。 可以进行浓缩步骤， 以形成溶液， 但也可以通过例如挤出或喷雾干燥来形成干的产物。 事实是溶液中的碳酸盐浓度已经降低， 确保可以防止沉淀。
27、的形成。 降低的碳酸盐浓度也可 降低碳酸盐在进一步的加工步骤中引起问题的风险。 0044 在本发明的优选实施方案中， 用于酸化的酸是乳酸。 在这种情况下， 加入酸和碱后 获得的浓缩发酵产物通常包含30-50wt量的乳酸盐， 0.5-7wt量的丙酸盐和0.5-7wt 量的醋酸盐。 可以将该产物浓缩以形成包含60-95wt量的乳酸盐、 1-14wt量的丙酸盐和 说明书 4/5 页 6 CN 102317465 B 6 1-14wt量的醋酸盐的水溶液。 已经发现该产物在各种商业应用中具有吸引力， 包括作为 食品和饮料应中的抗微生物剂以及作为味道增强剂。 进一步发现了其特别适于未经腌制的 肉和禽制品中。
28、的应用， 因为产品呈现出特别的味道特征， 对未经腌制的肉和禽制品的感官 特性具有积极的作用。 0045 本发明提供了由于在较早阶段除去了碳酸盐或碳酸盐相关化合物而防止在例如 食品和饮料产品的进一步加工或应用中在使用含丙酸盐和醋酸盐的过程中气体或泡沫形 成的方法。 本发明还防止浓缩后碳酸盐或碳酸盐相关化合物的沉淀。 适于在所有的发酵食 品成分中， 例如， 在含有厌氧发酵产物(如丙酸盐、 醋酸盐、 乙醇或这些的组合)的天然食品 成分的发酵产物中， 在浓缩前除去二氧化碳形式的碳酸盐相关化合物。 以这种方式也可以 从含有来自需氧发酵的任何产物的天然发酵物中除去碳酸盐相关化合物和碳酸盐。 0046 通过。
29、以下非限制性实施例来进一步说明本发明。 0047 实验 0048 实验1： 没有添加酸 0049 产生含有丙酸盐和醋酸盐的发酵液。 通过超滤除去生物质。 在85mbar和60(必需 提及？ )下的蒸发过程中， 将澄清的超滤滤液浓缩10倍， 至约20wt丙酸盐的浓度。 固体立即 (在蒸发开始时？ )沉淀至底部， 并且由于二氧化碳气体的释放， pH从约7提高到约10.5。 0050 实验2： 添加了酸 0051 首先通过加入乳酸至约3至3.5的pH， 将实验1中产生的发酵液酸化。 较低的pH导致 二氧化碳气体起泡。 停止起泡后， 通过加入氢氧化钾使酸化发酵液的pH回到约6.5至7的pH。 将所得到。
30、的发酵产物浓缩三倍。 没有沉淀也没有任何气体形成发生。 0052 此后， 通过加入乳酸/氢氧化钠缓冲液， 将pH设定为5.7， 并且将产物贮存6个月。 在 这6个月期间， 没有固体沉淀。 0053 实验3： 不同的碱 0054 重复实验2， 但加入了氢氧化钠来代替作为碱的氢氧化钾。 在蒸发过程中或在此后 的贮存过程中， 没有沉淀也没有任何气体形成发生。 0055 实验4： 0056 将含有45g/l乳酸钠的培养基发酵成包含丙酸(2.3(w/w)和醋酸(0.9(w/w) 的发酵产物。 将温度维持于30。 通过加入NaOH(10(w/v)将pH控制在6.5。 首先使发酵产 物接受加热步骤， 并且将温度升至75。 使用二氧化碳流量计， 在这种较高温度下观察到二 氧化碳从发酵产物中的除去的明显增加。 通过加入乳酸将pH降低到5.5导致了更高流量的 除去的二氧化碳。 最后， 将该发酵产物浓缩7倍。 在发酵产物中或在最终浓缩的发酵产物中， 没有可见的(沉淀的或漂浮的)碳酸盐颗粒。 说明书 5/5 页 7 CN 102317465 B 7 。