一種吸附固定化醋酸桿菌發酵果醋的工藝方法
2023-04-28 16:01:01 1
專利名稱：一種吸附固定化醋酸桿菌發酵果醋的工藝方法
技術領域：
本發明屬於生物技術和食品發酵領域，特別涉及一種以靈芝子實體為吸附載體固定醋酸桿菌發製備酵果醋的方法。
背景技術：
果醋是一類兼具調味和飲用功能的新興食品。由於果醋既擁有食醋的一些保健作用，同時又保留了水果的營養成分與果香物質，近十幾年來國內外頗為盛行。根據歐美國家的果醋加工經驗，與果汁和果酒加工的原料相比，用於加工果醋的水果等級要求可相對較低，尤其是野生水果以及水果加工廠廢棄的低等級果、果皮果渣等均可用於加工果醋，提高水果的利用率。
從技術的角度來看，果醋的實際生產過程中，根據不同水果原料自身特點，分別採用固態發酵、液-固發酵或者液態深層發酵等工藝。一般來說，傳統的固體發酵和液-固發酵技術發酵時間太長、生產效率低、勞動強度大，但醋產品風味品質較好，售價也比較昂貴；而液態深層發酵技術自動化程度高、發酵工藝參數和衛生條件均較易控制，生產效率高，目前國外市場上絕大部分品種的果醋均採用此工藝生產。但液態深層發酵也存在一些缺陷，如在醋酸發酵階段由於供氧攪拌的蒸騰作用常導致揮發性原果風味物質的損失，同時還導致乙醇揮發損失，最後造成醋酸轉化率降低。長期的生產經驗和科學研究表明，果醋品質主要取決於三個因素原料、發酵技術和產品的陳釀。而最難控制的因素就是發酵技術。目前，國內外生產的發酵罐均會裝備控制基本發酵參數的控制項，如溫度、酸鹼度、供氧、消泡等，甚至還有代謝產物在線分析系統。當生產設備確定的情況下，保證發酵產品生產效率和品質的控制因素主要為發酵工藝及菌種活性，而固定化細胞技術往往成為提高發酵效率和菌種活性的一種有效手段。固定化細胞由於具有提高生產效率、降低生產成本、易於操作等優點，已逐步成為發酵工程領域的核心技術之一。許多成果已經成功應用於生物化工原料，具有很好的生產應用前景。國內近10年來開展了許多醋酸菌固定化發酵的研究，雖然起步較晚，但進展較快，尤其是近幾年來已形成一個新的研究開發熱點。國內學者對食醋和果醋固定化發酵技術的研究幾乎是同步進行的，有的學者還將固定化技術與混合發酵技術相結合探索了共固定化多菌種醋酸發酵的可行性，但大部分研究採用的固定化方法都是海藻酸等膠體包埋技術。海藻酸鈣固定化包埋技術可以實現醋酸發酵自動化以及連續化，但是由於海藻酸鈣對醋酸桿菌的包埋，在一定程度上了影響了溶解氧及其它營養物質的傳質過程，延長了發酵時間。張良佺等系統研究了海藻酸包埋醋杆酸菌的發酵動力學及產醋酸的各種影響因素；吳定等用海藻酸鈉與PVA混合材料包埋醋酸桿菌，實現25天連續發酵產醋酸濃度40. 6g/L ;朱正軍以楊梅為原料，採用表面靜止發酵方式，先後經過酒精發酵和醋酸發酵製得楊梅醋。總體來說，目前國內大部分固定化醋酸桿菌發酵技術研究仍處於實驗研究階段，其目的主要是為了提高發酵效率，很少有人關注對果醋風味、生產效率方面的改進作用；現有的有關固定化果醋的專利中，涉及到固定化方法主要為包埋法，如多菌固定化細胞組合物連續發酵制醋方法(申請號201110320703. 9)。因此，需要尋找新的固定化方法解決現有的技術以及已有專利存在的問題。本發明的目是提供一種吸附固定化醋酸桿菌發酵果醋的工藝方法，以解決目前果醋釀造中存在的發酵遲緩、生產成本高以及改善果醋風味的問題。
發明內容
為解決目前果醋釀造過程中發酵效率低，生產成本高以及果醋風味不足等問題，採用以靈芝子實體為載體吸附醋酸桿菌發酵果醋的工藝技術。其具體操作方法如下
本發明一方面涉及一種以靈芝子實體為吸附載體固定醋酸桿菌發製備酵果醋的方法，其特徵是包括如下步驟
(1)將斜面保藏的醋酸桿菌進行菌種活化，活化次數為2-5次；
(2)將吸附固定化載體靈芝子實體進行脫糖、脫脂和脫蛋白質前處理；
(3)按1:0. 5-3 (v/w)的比例加入果酒浸泡已經處理好的靈芝子實體載體進行高壓蒸汽滅菌，冷卻後投入發酵罐中，然後將醋酸桿菌按1-5 mL/100 mL的接種量加入含有(2-6)mL/100 mL的乙醇的果酒基質中，於25-32 1進行發酵6_8 d，所得產品即為果醋，轉酸率達到 90-95%。在本發明的一個優選實施方式中，其特徵在於發酵果醋接入的菌種為惡臭醋酸桿菌 GMl. 67。在本發明的一個優選實施方式中，其特徵在於發酵時的醋酸桿菌菌株接種到含有2-6 mL/100 mL乙醇的果酒基質馴化，馴化後的醋酸桿菌作為發酵種子。在本發明的一個優選實施方式中，其特徵在於所述的靈芝子實體在前處理之後還包括預處理過程，所述的預處理過程包括將靈芝子實體用食用酒精按料液比1:1-8 (w/V)水浴加熱至30-70 0C, O. 5-6 h後過濾，加水回流O. 5-6 h後過濾，於50-100°C烘乾，冷卻後裝塑膠袋待用。在本發明的一個優選實施方式中，其特徵在於發酵時所用的果酒發酵基質，是將無菌水、果酒基質按一定比例配製使乙醇的含量為2-6 mL/100 mL。在本發明的一個優選實施方式中，其特徵在於所述的果酒基質是楊梅酒、蘋果酒、龍眼酒或荔枝酒。在本發明的一個優選實施方式中，其特徵在於所述的醋酸桿菌的循環發酵時間為180天以上，轉酸率達90%以上，其載體負載率為I X 105-6X IO6個醋酸桿菌/mg載體。在本發明的一個優選實施方式中，其特徵在於發酵期間溶解氧控制在1. 0-3. Omg/L0在本發明的一個優選實施方式中，所述的載體靈芝子實體進行脫糖、脫脂和脫蛋白質前處理包括將靈芝子實體，用食用酒精按料液比1:4-8 (w/v)水浴加熱至40-60 V,O. 5-1. 5h後過濾,濾洛加水回流2 h後過濾,濾洛烘乾,冷卻後待用。本發明將吸附固定化技術用於果醋的生產，可大幅縮短生產周期，降低生產成本和提高生產效率，由於縮短了生產周期，使得果酒中的風味物質的氧化和揮發都大大降低，增強了果醋的風味。
具體實施例方式實施例1
(1)將斜面保藏的醋酸桿菌進行菌種活化，活化3次；
(2)將載體靈芝子實體進行脫糖、脫脂和脫蛋白質前處理將靈芝子實體500g，用食用酒精按料液比1:6 (w/v)水浴加熱至50 °C，1 h後過濾，濾渣加水回流2 h後過濾，濾渣於70 °C烘乾，冷卻後裝塑膠袋待用；
(3)將已經處理好的靈芝子實體載體20g與30 mL酒精度為6% (v/v)的蘋果果酒混合均勻後進行高壓蒸汽滅菌，冷卻後將其投入發酵罐中，然後將200 mL處在對數期末期的惡臭醋酸桿菌GMl. 67接入10 L含有濃度為6度的6 L蘋果果酒的發酵罐中，於30 °〇進 行吸附固定化發酵，發酵期間溶解氧始終控制在2. O mg/L，發酵7d後得到具有蘋果風味的蘋果果醋，醋酸轉化率達到92% ;取出靈芝子實體載體，通過檢測發現靈芝子實體對惡臭醋酸桿菌的負載率為6. OX IO5個/mg載體。實例 2
(O按照實例I所述的步驟(I)、(2)實施；
(2)將已經處理好靈芝子實體載體15 g與30 mL龍眼果酒混合均勻後進行高壓蒸汽滅菌，冷卻後將其投入發酵罐中，將400 mL處在對數期末期的惡臭醋酸桿菌GMl. 67接入10L含有濃度為6 mL/100 mL的8 L龍眼果酒的發酵罐中，於25 °C進行吸附固定化發酵，發酵期間溶解氧始終控制在2. O mg/L，發酵8 d得到具有龍眼風味的龍眼果醋，醋酸轉化率達到95% ;靈芝子實體載體對惡臭醋酸桿菌的負載率為1. OX IO6個/mg載體。實例 3
(O按照實例I所述的步驟(I)、(2)實施；
(2)將已經處理好靈芝子實體載體15 g與20 mL荔枝果酒混合均勻後進行高壓蒸汽滅菌，冷卻後將其投入發酵罐中，將300 mL處在對數期末期的惡臭醋酸桿菌GMl. 67接入10L含有濃度為6 mL/100 mL的8 L荔枝果酒的發酵罐中，於25 °C進行吸附固定化發酵，發酵期間溶解氧始終控制在2. O mg/L，發酵8 d得到具有荔枝風味的荔枝果醋，醋酸轉化率達到94% ;靈芝子實體載體對惡臭醋酸桿菌的負載率為3. OX IO5個/mg載體。實例 4
(O按照實例I所述的步驟(I)、(2)實施；
(2)將已經處理好靈芝子實體載體15 g與30 mL蘋果果酒混合均勻後進行高壓蒸汽滅菌，冷卻後將其投入發酵罐中，將200 mL處在對數期末期的惡臭醋酸桿菌GMl. 67接入10L含有濃度為6 mL/100 mL的6 L蘋果果酒的發酵罐中，於30 °C進行吸附固定化發酵，發酵期間溶解氧始終控制在2. O mg/L，發酵6 d得到具有蘋果風味的蘋果果醋，醋酸轉化率達到93% ;靈芝子實體載體對惡臭醋酸桿菌的負載率為4. OX IO5個/mg載體。將吸附固定化好的惡臭醋酸桿菌進行連續的蘋果果酒醋酸發酵，吸附固定化的醋酸桿菌可以持續連續發酵180 d (約25個發酵循環)。實例 5
(O按照實例I所述的步驟(I)、(2)實施；
(2)將已經處理好靈芝子實體載體15 g與30 mL龍眼果酒混合均勻後進行高壓蒸汽滅菌，冷卻後將其投入發酵罐中，將300 mL處在對數期末期的惡臭醋酸桿菌接入10 L含有濃度為6 mL/100 mL的5 L龍眼果酒的發酵罐中，於30 °C進行吸附固定化發酵，發酵期間溶解氧始終控制在2. O mg/L，發酵10 d得到具有龍眼味的蘋果果醋，醋酸轉化率達到95%;靈芝子實體載體對惡臭醋酸桿菌的負載率為8. OX IO5個/mg載體。將吸附固定化好的惡臭 醋酸桿菌進行連續的龍眼果酒醋酸發酵，吸附固定化的醋酸桿菌可以持續連續發酵180 d。以上所述，僅為本發明的具體實施方式
，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何不經過創造性勞動想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應該以權利要求書所限定的保護範圍為準。
權利要求
1.一種以靈芝子實體為吸附載體固定醋酸桿菌發製備酵果醋的方法，其特徵是包括如下步驟 (1)將斜面保藏的醋酸桿菌進行菌種活化，活化次數為2-5次； (2)將吸附固定化載體靈芝子實體進行脫糖、脫脂和脫蛋白質前處理； (3)按1:0.5-3 (v/w)的比例加入果酒浸泡已經處理好的靈芝子實體載體進行高壓蒸汽滅菌，冷卻後投入發酵罐中，然後將醋酸桿菌按1-5 mL/100 mL的接種量加入含有(2-6 )mL/100 mL的乙醇的果酒基質中，於25-32 1進行發酵6_8 d，所得產品即為果醋，轉酸率達到 90-95%。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於發酵果醋接入的菌種為惡臭醋酸桿菌GIM1. 67。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於發酵時的醋酸桿菌菌株接種到含有2-6mL/100 mL乙醇的果酒基質馴化，馴化後的醋酸桿菌作為發酵種子。
4.根據權利要求1所述方法，其特徵在於所述的靈芝子實體在前處理之後還包括預處理過程，所述的預處理過程包括將靈芝子實體用食用酒精按料液比1:1-8 (w/v)水浴加熱至30-70 0C,O. 5-6 h後過濾，加水回流O. 5-6 h後過濾，於50_100°C烘乾，冷卻後裝塑膠袋待用。
5.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於發酵時所用的果酒發酵基質，是將無菌水、果酒基質按一定比例配製使乙醇的含量為2-6 mL/100 mL。
6.根據權利要求5所述的方法，其特徵在於所述的果酒基質是楊梅酒、蘋果酒、龍眼酒或荔枝酒。
7.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述的醋酸桿菌的循環發酵時間為180天以上，轉酸率達90%以上，其載體負載率為IX 105-6X IO6個醋酸桿菌/mg載體。
8.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於發酵期間溶解氧控制在1.0-3. O mg/L。
全文摘要
本發明公開了一種吸附固定化醋酸桿菌發酵果醋的工藝方法，利用經過處理的靈芝子實體作為載體吸附醋酸桿菌，將固定化醋酸桿菌接種到果酒基質中進行連續的液體深層發酵生產果醋，乙酸轉化率達到90-95%，發酵周期縮短到8天以下。本發明將吸附固定化技術用於果醋的生產，可大幅縮短生產周期，降低生產成本和提高生產效率，並增強果醋的風味。
文檔編號C12R1/02GK102994359SQ20121051032
公開日2013年3月27日 申請日期2012年12月4日 優先權日2012年12月4日
發明者曾彬, 鍾瑞敏, 肖仔君 申請人:天地壹號飲料股份有限公司