CN101265489A - 两步发酵法生产可食用纤维素 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种两步发酵法生产可食用纤维素，具体的说是通过两步发酵的方法生产食用纤维素，首先将氮源、碳源、无机盐加入到水中配成液体培养基，液体培养基经高温灭菌消毒、冷却后，接入微生物菌种进行发酵；其次将第一步发酵获得的发酵液过滤，然后在发酵液中补充氮源、碳源和无机盐，以此为基础配制第二步发酵培养基，然后调节pH值，煮沸灭菌，冷却后接入产纤维的微生物菌种发酵，即可得到纤维素凝胶。本发明采用人工配制培养基来制备食用纤维素，突破了目前以椰子水为生产原料的限制，解决原料在地域和季节方面的问题，成本低，具有卫生、安全的优点，生产的食用纤维素在产量和质量上完全可以与传统的“椰果”相媲美。
Description
技术领域
本发明是属于微生物发酵技术领域，具体的说是通过微生物分步发酵生产食用纤维素。
背景技术
椰子水通过微生物的作用，经发酵工艺生产乳白色或透明的可食用的纤维素凝胶，俗称“椰果”或“纳塔”。目前，“椰果”的生产主要是将胶膜醋酸杆菌接入自然发酵的椰子水中，利用自然发酵后的椰子水独特的营养成分，以及胶膜醋酸杆菌在椰子水中生长并能产生纤维素的特性，获得可食用的纤维素。如：专利CN 1066926C所述的生产方法，就阐述了利用椰子水来生产“椰果”的生产方法。上述方法需要大量的椰子水作为生产原料，而我国仅南海热带地区盛产椰子，随着“椰果”产业规模的不断扩大，椰子资源已日趋紧张，利用椰子水作为原料生产“椰果”受到地域及季节的较大限制。此外，新鲜的椰子水在储存、运输过程中自然发酵，受自然界中各种杂菌的影响较大，原料的安全卫生难以得到保障。
《海南师范学院学报》2005年第3期71-75页，公开了一种“纳塔”的生产方法：将西瓜皮汁、黄豆汁、橘子汁或菠萝汁与椰子水按一定比例搭配作为培养基(其中椰子水所占的比例较大)的主要成分，然后接入产纤维的菌株来生产“纳塔”，但本方法仍需要大量的椰子水作为培养基，另外，用果汁或蔬菜汁作为培养基生产成本较高且受季节的限制。
《生物技术》1999年第3期27-30页，公开了利用人工配制的培养基来生产纤维素的方法，其方法是将胶醋杆菌直接接入到以蔗糖、酵母浸膏、蛋白胨、磷酸氢二钠、柠檬酸、乙醇、水等为主要成分的培养基中，培养6-7天，获得纤维素；《西北轻工业学院学报》2002年第5期69-71页公开了一种利用醋酸杆菌产纤维素的方法，其生产方法是在蔗糖、蛋白胨、酵母膏、磷酸氢二钠、乙醇、柠檬酸等为主要成分的培养基中添加一定量的苹果原汁，使醋酸杆菌在生长的过程中获得足够的营养源，从而获得一定产量的纤维素。《食品工业科技》2006年第6期121-122页公开了一种利用茶叶水、白砂糖为原料生产细菌纤维素的方法，其方法是将红茶叶、白砂糖、水等灭菌冷却后添加一定量的活性干酵母作为培养基，然后接入木醋杆菌，发酵9-10天后获得一定产量的纤维素。上述方法都是将产纤维的微生物接入配制的培养基中，通过产纤维的微生物直接发酵来获得纤维素，所配制的培养基不含椰子水成分，但培养基的营养成分与自然发酵后的椰子水的营养成分差异较大，因此生产周期长，产量低，生产出来的纤维素凝胶质量差，往往难以满足工业化生产的要求。
发明内容
本发明的目的是针对现有“椰果”生产技术的不足而提供一种两步发酵法生产可食用纤维素，其是利用微生物进行分步发酵生产可食用纤维素。
本发明提出的技术方案是这样的：
第一步发酵：将微生物生长所需要的氮源、碳源、无机盐加入到水中配成液体培养基，按重量百分比计液体培养基中含有氮源0.1～10％、碳源2～10％、无机盐0～10％；配成的液体培养基，调整培养基pH值为3.0～6.5，经高温灭菌消毒，冷却后，按0.1～5％的接种量接入微生物菌种进行发酵，发酵温度为20～50摄氏度，发酵1～7天。
所述氮源是无机氮或有机氮，如：无机氮是硫酸铵或氯化铵，有机氮是蛋白质或氨基酸，也可以是富含蛋白质的酵母粉、酵母浸膏、蛋白胨、蛋白粉或牛肉膏中的一种或二者以上混合；所述碳源是各种碳水化合物，包括淀粉糖、蔗糖或果葡糖等；所述无机盐是指对微生物生长有促进作用的无机化合物，包括硫酸镁、氯化钙、磷酸二氢钾、磷酸氢二钠或氯化钠中的一种或二者以上混合；所述微生物菌种是醋酸菌、乳酸菌或黑曲霉霉菌。
可以根据需要在液体培养基中加入占总重量10～65％的天然果汁或蔬菜汁。
第二步发酵：将第一步发酵获得的发酵液过滤，然后在发酵液中补充氮源、碳源和无机盐，其中氮源0.1～10％、碳源2～10％、无机盐0～10％，发酵液作为第二步发酵培养基的主要成分，发酵液占第二步发酵培养基总重量的30～100％，优选60％-80％，余量为水，然后用酸调节pH值至2.0～5.5，优选4.0，煮沸灭菌，冷却后接入产纤维的微生物菌种，发酵温度为20～40摄氏度，发酵2～10天，即可得到纤维素凝胶。
所述氮源是无机氮或有机氮，如：无机氮是硫酸铵或氯化铵，有机氮是蛋白质或氨基酸，也可以是富含蛋白质的酵母粉、酵母浸膏、蛋白胨、蛋白粉、牛肉膏中的一种或二者以上混合；所述碳源是各种碳水化合物，包括淀粉糖、蔗糖或果葡糖等；所述无机盐是指对微生物生长有促进作用的无机化合物，包括硫酸镁、氯化钙、磷酸二氢钾、磷酸氢二钠、氯化钠中的一种或二者以上混合。所述产纤维的微生物菌种是木醋杆菌。
本发明利用两步发酵法生产可食用纤维素，无需以椰子水为原料就可以生产，完全可以脱离传统“椰果”生产在地域和季节方面的限制，并且成本较低。由于人工控制整个发酵过程，与采用自然发酵的椰子水作为生产原料相比，具有更卫生、安全的优点。采用本法生产的食用纤维素，在产量和质量上完全可以与传统的“椰果”相媲美。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应当理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明要求保护的范围。
实施例1
蛋白粉50克，蔗糖100克，硫酸镁10克、氯化钙10克、磷酸二氢钾10克、氯化钠10克，水1千克，用盐酸调节pH值至5.0，制得第一步发酵用培养基，将培养基在121摄氏度下热杀菌10分钟，冷却后接入醋酸菌，28摄氏度条件下发酵3天，发酵液过滤后备用。向上述用醋酸菌发酵后的发酵液中加入白砂糖50克，硫酸镁5克，搅拌溶解，用盐酸调节pH值至3.0，煮沸20分钟灭菌，乘热装入浅盘，冷却后接入木醋杆菌菌种，30摄氏度条件下静置发酵4天后收获可食用纤维凝胶。
实施例2
酵母膏10克，蔗糖50克，硫酸镁5克、氯化钙5克、磷酸二氢钾5克、氯化钠5克，菠萝汁500克，水500克，用盐酸调节pH值至4.0，制得第一步发酵用培养基，将培养基在110摄氏度下热杀菌5分钟，冷却后接入乳酸菌，28摄氏度条件下发酵2天，发酵液过滤后备用。向上述用乳酸菌发酵后的发酵液中加入白砂糖80克，硫酸铵5克，搅拌溶解，用盐酸调节pH值至4.0，煮沸20分钟灭菌，乘热装入浅盘，冷却后接入木醋杆菌菌种，28摄氏度条件下静置发酵5天后收获可食用纤维凝胶。
实施例3
酵母粉50克，蔗糖50克，硫酸镁10克、磷酸二氢钾10克、硫酸铵10克，水1千克，用盐酸调节pH值至5.5制得第一步发酵用培养基，将培养基在121摄氏度下热杀菌5分钟，冷却后接入黑曲霉，25摄氏度条件下发酵3天，发酵液过滤后备用。向上述用黑曲霉发酵后的发酵液中加入白砂糖50克，硫酸镁10克，搅拌溶解，用盐酸调节pH值至4.0，煮沸15分钟灭菌，乘热装入浅盘，冷却后接入木醋杆菌菌种，30摄氏度条件下静置发酵5天后收获可食用纤维凝胶。
Claims (10)
1、一种两步发酵法生产可食用纤维素，其特征在于：包括两步骤：
第一步发酵：将微生物生长所需要的氮源、碳源、无机盐加入到水中配成液体培养基，按重量百分比计液体培养基中含有氮源0.1～10％、碳源2～10％、无机盐0～10％；配成的液体培养基，调整培养基pH值为3.0～6.5，经高温灭菌消毒，冷却后，按0.1～5％的接种量接入微生物菌种进行发酵，发酵温度为20～50摄氏度，发酵1～7天；
第二步发酵：将第一步发酵获得的发酵液过滤，然后在发酵液中补充氮源、碳源和无机盐，其中氮源0.1～10％、碳源2～10％、无机盐0～10％，发酵液作为第二步发酵培养基的主要成分，发酵液占第二步发酵培养基总重量的30～100％，优选60％～80％，余量为水，然后用酸调节pH值至2.0～5.5，优选4.0，煮沸灭菌，冷却后接入产纤维的微生物菌种，发酵温度为20～40摄氏度，发酵2～10天，即可得到纤维素凝胶。
2、根据权利要求1所述的两步发酵法生产可食用纤维素，其特征在于：所述氮源是无机氮或有机氮。
3、根据权利要求2所述的两步发酵法生产可食用纤维素，其特征在于：所述无机氮是硫酸铵或氯化铵。
4、根据权利要求2所述的两步发酵法生产可食用纤维素，其特征在于：所述有机氮是蛋白质或氨基酸。
5、根据权利要求2所述的两步发酵法生产可食用纤维素，其特征在于：所述有机氮酵母粉、酵母浸膏、蛋白胨、蛋白粉或牛肉膏中的一种或二者以上混合。
6、根据权利要求1所述的两步发酵法生产可食用纤维素，其特征在于：所述碳源是各种碳水化合物。
7、根据权利要求6所述的两步发酵法生产可食用纤维素，其特征在于：所述碳水化合物是淀粉糖、蔗糖或果葡糖。
8、根据权利要求1所述的两步发酵法生产可食用纤维素，其特征在于：所述无机盐是硫酸镁、氯化钙、磷酸二氢钾、磷酸氢二钠或氯化钠中的一种或二者以上混合。
9、根据权利要求1所述的两步发酵法生产可食用纤维素，其特征在于：所述第一步发酵过程的微生物菌种是醋酸菌、乳酸菌或黑曲霉霉菌。
10、根据权利要求1所述的两步发酵法生产可食用纤维素，其特征在于：所述产纤维的微生物菌种是木醋杆菌。
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