本發(fā)明涉及果醋發(fā)酵劑領(lǐng)域，具體地指一種以小米為原料固態(tài)法生產(chǎn)直投式果醋發(fā)酵劑及其制備方法。

背景技術(shù)：

直投式發(fā)酵劑是指一系列高度濃縮，能夠直接投入到發(fā)酵罐中進(jìn)行微生物發(fā)酵的菌種統(tǒng)稱。篩選得到的菌種經(jīng)過高密度培養(yǎng)，富集濃縮，再真空冷凍干燥后研磨得到菌種發(fā)酵劑，這樣獲得的高密度菌種產(chǎn)品使高濃度菌體變成固體粉末狀態(tài)。具有污染少、活力高、菌種密度高、品種多、便于貯藏與運(yùn)輸與使用方便等特點(diǎn)。隨著發(fā)酵劑各技術(shù)的不斷提高，早在70年代中期，國外就已經(jīng)開始了高效濃縮型酸奶直投式發(fā)酵劑的研究工作。直投式酸奶發(fā)酵劑是指發(fā)酵活力強(qiáng)，每克含活菌數(shù)在高達(dá)10¹¹個(gè)級(jí)別。目前酸奶發(fā)酵劑的應(yīng)用也比較廣泛，市面也已經(jīng)有酸奶發(fā)酵劑直售。

果醋中的營養(yǎng)物豐富多樣，如葡萄糖、果糖等多糖類物質(zhì)。同時(shí)果醋中也含甲酸、醋酸、蘋果酸、乳酸、檸檬酸、琥珀酸等有機(jī)酸，果醋中也含有人體必須的微量元素，如鈣、鐵、磷等多種礦物質(zhì)。因此果醋作為保健食品的姿態(tài)更為突出。但是國內(nèi)對于果醋的研究多集中在菌種的篩選與選育、優(yōu)化傳統(tǒng)發(fā)酵工藝及改良風(fēng)味，在直投式高活性濃縮固態(tài)果蔬醋酸發(fā)酵劑方面的研究相對較少。

目前果醋的發(fā)酵生產(chǎn)依然以傳統(tǒng)液態(tài)發(fā)酵罐，大批量工廠化為主，然而傳統(tǒng)的液態(tài)發(fā)酵模式，對菌種的獲取和保藏相對要復(fù)雜。需要預(yù)留種子菌，活化和擴(kuò)大培養(yǎng)以后再用于發(fā)酵。這種模式往往需要菌種生產(chǎn)車間，而且菌種的保藏也會(huì)消耗大量生產(chǎn)空間和經(jīng)費(fèi)。菌種活化與擴(kuò)大培養(yǎng)容易出現(xiàn)菌株活力不夠，染雜菌等問題。尤其是中小生產(chǎn)企業(yè)，會(huì)因?yàn)樯a(chǎn)技術(shù)不足，條件簡陋，小批量生產(chǎn)而導(dǎo)致菌種質(zhì)量不高，生產(chǎn)成本高的問題。

目前已發(fā)表的論文中直投式果蔬醋發(fā)酵劑主要還是采用液態(tài)發(fā)酵的方法，其制作工藝大致可分為三步：菌體的增殖培養(yǎng)，菌體的收集濃縮，菌體的冷凍干燥，這種工藝較為復(fù)雜，菌體濃縮過程中會(huì)產(chǎn)生大量的廢水，且為了防止在凍干過程中蛋白質(zhì)或細(xì)胞的損傷，需要添加保護(hù)劑來提高醋酸菌菌體的收獲率，增加了一定的生產(chǎn)成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)不足，提供了一種以小米為原料固態(tài)法生產(chǎn)直投式果醋發(fā)酵劑及其制備方法。該方法先用葡萄糖、牛肉膏等為原料培養(yǎng)醋酸菌種子，用所制備的微生物種子接種到小米培養(yǎng)基中，在一定的培養(yǎng)條件下進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵，制備得到的培養(yǎng)物在冷凍干燥機(jī)的干燥箱內(nèi)冷凍干燥，除去多余水分，經(jīng)無菌粉碎，制得直投式果醋發(fā)酵劑。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的一種以小米為原料固態(tài)法生產(chǎn)直投式果醋發(fā)酵劑，所述果醋發(fā)酵劑的原料包括巴氏醋酸桿菌和固態(tài)培養(yǎng)基，所述巴氏醋酸桿菌接種于固體培養(yǎng)基上，所述固態(tài)培養(yǎng)基由小米和拌料水組成，小米與拌料水的質(zhì)量比為1:1～1.6，其中，拌料水中還含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1～6％的葡萄糖和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1～1.0％的果糖。

進(jìn)一步地，所述小米與拌料水的質(zhì)量比為1:1～1.4，其中，拌料水中，葡萄糖含量為1～3％、果糖含量為0.2～0.6％。

再進(jìn)一步地，所述小米與拌料水的質(zhì)量比為1:1.2，其中，拌料水中，葡萄糖含量為3％、果糖含量為0.4％。

再進(jìn)一步地，所述果醋發(fā)酵劑中，巴氏醋酸桿菌的活數(shù)為2～5×10⁹cfu/g。

本發(fā)明提供了一種以小米為原料固態(tài)法生產(chǎn)直投式果醋發(fā)酵劑的制備方法，包括以下步驟：

1)將巴氏醋酸桿菌劃線接種于斜面固體培養(yǎng)基上培養(yǎng)，得到斜面種子菌；

2)將斜面種子菌到種子培養(yǎng)基中，搖瓶培養(yǎng)得到種子液；

3)稱取葡萄糖和果糖，再將葡萄糖和果糖溶于水中，得到拌料水，然后按照質(zhì)量比1:1～1.4將小米加入拌料水中，浸泡過夜，滅菌冷卻后得到固態(tài)培養(yǎng)基，即小米培養(yǎng)基；其中，拌料水中，葡萄糖的含量為1～6％、果糖的含量為0.1～1.0％；

4)將上述種子液接種于拍散的小米培養(yǎng)基中，平躺放置于溫度為28～32℃的恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)3～5天，得到含有固態(tài)培養(yǎng)基的固態(tài)培養(yǎng)物；

5)將固態(tài)培養(yǎng)物冷凍干燥，然后在無菌環(huán)境下研磨成粉末得到醋酸發(fā)酵劑，置于4℃保存。

作為優(yōu)選方案，所述步驟1)中，斜面固體培養(yǎng)基：1％牛肉膏，1％葡萄糖、碳酸鈣1.5％、瓊脂2.5％，pH6～9。

作為優(yōu)選方案，所述步驟2)中，種子培養(yǎng)基：1％牛肉膏、1％葡萄糖，pH6～9。

作為優(yōu)選方案，所述步驟4)中，種子液接種量為固態(tài)培養(yǎng)重量的5～20％。作為

作為優(yōu)選方案，所述種子液接種量為固態(tài)培養(yǎng)重量的15～20％。

作為優(yōu)選方案，所述果醋發(fā)酵劑中，巴氏醋酸桿菌的活數(shù)為2～5×10⁹cfu/g。

本發(fā)明理論基礎(chǔ)

根據(jù)現(xiàn)有資料和經(jīng)驗(yàn)確定培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件，確定接種量、葡萄糖含量、果糖含量、料水比和裝料量五個(gè)變量，然后固定其中4個(gè)參數(shù)且固定參數(shù)量為(接種量10％，葡萄糖含量2％，果糖含量0.2％，料水比1:1.2，裝料量20g/250ml。)進(jìn)行單因素的變量實(shí)驗(yàn)，選取變量參數(shù)如下：

表1小米培養(yǎng)基培養(yǎng)條件優(yōu)化參數(shù)

注：料水比為小米與水質(zhì)量比，裝料量為每250ml的燒瓶中小米的質(zhì)量。

如圖1～4所示：以醋酸桿菌的活菌數(shù)作為指標(biāo)，經(jīng)過優(yōu)化得到的最優(yōu)條件是：接種量15％，葡萄糖含量3％，果糖含量0.4％，料水比1:1.2，裝料量20g/250ml。

本發(fā)明的有益效果在于：

隨著人民生活水平的提高，果醋類飲料勢必會(huì)受到越來越多人的青睞，同時(shí)果品深加工為果蔬醋酸飲料有利于解決果蔬由于貯藏困難或者成本過高而導(dǎo)致的浪費(fèi)，因此可以預(yù)測果醋行業(yè)必將得到迅猛發(fā)展，開發(fā)果醋系列產(chǎn)品不僅能夠促進(jìn)人類健康，而且對于優(yōu)化我國的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，傳統(tǒng)的釀醋工藝很可能被更為先進(jìn)，更適合大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)的直投式發(fā)酵劑所替代。

技術(shù)優(yōu)勢：

1.本發(fā)明中小米在固態(tài)培養(yǎng)過程中既作為營養(yǎng)物同時(shí)也作為微生物生長的基質(zhì)，且小米中未分解的淀粉可以作為冷凍干燥保護(hù)劑減輕或防止冷凍干燥或復(fù)水對細(xì)胞的損害，盡可能保持原有的各種生理生化特性和生物活性，不需額外添加，簡化了操作程序，節(jié)約了成本。

2.本發(fā)明采用固態(tài)發(fā)酵的方法，因?yàn)槭褂霉腆w原料，含水量較低，其所得的目的產(chǎn)物在單位體積的生物反應(yīng)器中產(chǎn)率往往比液體發(fā)酵的方式高，且產(chǎn)品無需提取純化，直接可用于生產(chǎn)或直接使用，大大簡化了操作程序，還沒有大量有機(jī)廢液產(chǎn)生。

3.本發(fā)明的醋酸菌培養(yǎng)基中添加了葡萄糖和果糖作為碳源，而葡萄糖和果糖是水果中主要的糖類，因此本發(fā)明培養(yǎng)得到的醋酸菌更適宜生產(chǎn)果醋，專一性更強(qiáng)。

附圖說明

圖1為接種量對醋酸桿菌的生長影響圖；

圖2為葡萄糖含量對醋酸桿菌的生長影響圖；

圖3為料水比含量對醋酸桿菌的生長影響圖；

圖4為裝料量含量對醋酸桿菌的生長影響圖；

具體實(shí)施方式

為了更好地解釋本發(fā)明，以下結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的主要內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于以下實(shí)施例。

一種以小米為原料固態(tài)法生產(chǎn)直投式果醋發(fā)酵劑的制備方法，包括以下步驟：

1)將巴氏醋酸桿菌劃線接種于斜面固體培養(yǎng)基上培養(yǎng)，得到斜面種子菌；其中，斜面固體培養(yǎng)基：1％牛肉膏，1％葡萄糖、碳酸鈣1.5％、瓊脂2.5％，pH6～9；

2)將斜面種子菌到種子培養(yǎng)基中，搖瓶培養(yǎng)得到種子液；種子培養(yǎng)基：1％牛肉膏、1％葡萄糖，pH6～9。

3)稱取葡萄糖和果糖，再將葡萄糖和果糖溶于水中，得到拌料水，然后按照質(zhì)量比1:1～1.4將小米加入拌料水中，浸泡過夜，滅菌冷卻后得到固態(tài)培養(yǎng)基，即小米培養(yǎng)基；其中，拌料水中，葡萄糖的含量為1～6％、果糖的含量為0.1～1.0％；

4)將上述種子液接種于拍散的小米培養(yǎng)基中，平躺放置于溫度為28～32℃的恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)3～5天，得到含有固態(tài)培養(yǎng)基的固態(tài)培養(yǎng)物；所述步驟4)中，種子液接種量為固態(tài)培養(yǎng)重量的15～20％；

5)將固態(tài)培養(yǎng)物冷凍干燥，然后在無菌環(huán)境下研磨成粉末得到醋酸發(fā)酵劑，置于4℃保存。

根據(jù)上述制備果醋發(fā)酵劑的方法，選定不同小米培養(yǎng)基的含量和不同的接種量進(jìn)行具體實(shí)施例操作。下表為不同小米培養(yǎng)基的含量和不同的接種量數(shù)值。

表2

如上表所示，實(shí)施例3制備得到果醋發(fā)酵劑中醋酸桿菌最高。其它未詳細(xì)說明的部分均為現(xiàn)有技術(shù)。盡管上述實(shí)施例對本發(fā)明做出了詳盡的描述，但它僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例，人們還可以根據(jù)本實(shí)施例在不經(jīng)創(chuàng)造性前提下獲得其他實(shí)施例，這些實(shí)施例都屬于本發(fā)明保護(hù)范圍。