CN101596013B - 一种发酵－酶解耦联脱除柑橘橘片囊衣的方法 - Google Patents

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本发明公开了一种发酵－酶解耦联脱除柑橘橘片囊衣的方法，属于食品加工技术领域。该方法包括：(1)柑橘橘片的准备；(2)果胶酶菌种种子液的准备；(3)橘片酶解脱囊衣；(4)发酵液的准备与(5)加菌种发酵制备果胶酶等步骤。本发明以酶解法取代了酸碱法，并以酶解废水为原料，接菌种发酵制备成液体果胶酶以替代商品果胶酶，既降低了脱囊衣废水中COD值的30％～70％，又变废为宝，降低了酶解成本50％以上，并有效防止了微生物对橘片的污染。该方法可在柑橘加工企业推广应用。

Description

一种发酵-酶解耦联脱除柑橘橘片囊衣的方法
技术领域
本发明涉及食品加工技术领域，尤其涉及一种采用发酵-酶解耦联技术脱除柑橘橘片囊衣的方法。
背景技术
我国是柑橘的主产国，也是柑橘橘片罐头等柑橘加工产品的生产与出口大国，目前已占世界总产量的70％以上。脱除包裹于橘片外围的囊衣是柑桔罐头加工过程中的关键步骤，目前工业化生产都是采用酸碱法处理。但由于酸碱法在脱除囊衣过程中使用了大量高腐蚀性的酸、碱物质，故其废液对环境污染较为严重，所以近年来采用果胶酶等酶解工艺脱除橘片囊衣的方法已成为替代酸碱法的发展方向。但在现有酶解法中因每次均需加入新的酶制品，故还存在有用酶成本高和脱囊衣后废水中仍残留有大量的有机质，导致废水中化学耗氧量较高的问题。
发明内容
本发明目的是，针对现有果胶酶酶解脱除柑橘橘片囊衣技术，所存在的酶制品应用成本高和废水中残留有机质化学耗氧量较高的问题，提出一种既能降低柑橘酶解脱囊衣生产成本，又能降低酶解废水中化学耗氧量的发酵-酶解耦联脱除柑橘橘片囊衣的方法。
本发明目的通过以下技术方案来实现。
一种发酵-酶解耦联脱除柑橘橘片囊衣的方法，该方法按以下步骤进行：
(1)柑橘橘片的准备：将柑橘剥皮、分瓣成橘片，备用；
(2)果胶酶菌种种子液的准备：以黑曲霉(Aspergillus niger)菌株2214、黑曲霉(Aspergillus niger)菌株40273或葡枝根霉(Rhizopus stolonife)菌株40325中的任选一种为菌种，挑取少量菌种在马铃薯培养基中活化培养24～48小时，至菌数密度≥100mg细胞干重/100ml的发酵液作为菌种种子液，备用；
(3)橘片酶解脱囊衣：在整套发酵-酶解耦联循环工艺中，除首次的橘片酶解脱囊衣采用商品果胶酶外，其余均采用由步骤(5)制备而成的液体果胶酶，并与商品果胶酶同样先用水配制成≥5000酶活单位/毫升的果胶酶溶液后，用HCl调pH至3～5，再将该液与步骤(1)橘片按重量2～5∶1比例置容器中混合，在30～50℃下酶解30～100分钟成脱囊衣橘片后，捞起、用水洗净即成；
(4)发酵液的准备：向步骤(3)酶解废水中按0.3～3g/L加入氮源(NH4)2SO4或NH4Cl，用HCl调pH至3～5，经100～121℃灭菌，降至室温后成发酵液，备用；
(5)加菌种发酵制备果胶酶：将步骤(2)菌种种子液按重量1～2％接入步骤(4)发酵液中拌匀，在25～35℃下发酵1～5天至发酵液中果胶酶酶活达到5000酶活单位/毫升；再将该液经过滤系统或离心系统处理，使果胶酶液与固形物分离得液体果胶酶。
所述的过滤系统为板框压滤机与孔径为0.2微米以下的微滤膜组合而成。
所述的离心系统为转速是6000～10000转/分钟的离心设备。
本发明的有益效果是：
一、本发明以酶解法取代了传统的酸碱法，并进而以酶解废水中的有机质为原料，接菌种发酵制备成液体果胶酶以替代商品果胶酶，联合组建成了发酵-酶解耦联脱除柑橘橘片囊衣的循环处理、综合利用的配套方法，该方法既降低了脱囊衣废水中COD值的30％～70％，又变废为宝，降低了酶解脱囊衣生产成本的50％以上。
二、本发明在发酵-酶解耦联工艺中添加了发酵液的净化装置——过滤系统或离心系统，去除了发酵液中的有机质、菌丝体等的固形物质，有效防止了微生物进入酶解脱囊衣过程中对橘片的污染。
附图说明
图1发酵-酶解耦联脱除柑橘橘片囊衣方法工艺流程示意图
具体实施方式
通过以下实施例并结合附图对本发明作进一步的详细说明，但本发明的内容并不局限于以下内容。
对实施例中所涉菌种、设备、材料的说明：
黑曲霉(Aspergillus niger)菌株2214：从北京微生物研究所引进；
黑曲霉(Aspergillus niger)菌株40273：从北京微生物研究所引进；
葡枝根霉(Rhizopus stolonifer)菌株40325：从北京微生物研究所引进；
商品果胶酶：宁夏和氏璧生物技术有限公司，500,000酶活单位/毫升；
板框压滤机：BAS0.5/290-UB，温州市天立压滤机有限公司；
膜微滤系统：孔径0.2微米以下膜，陶瓷膜sjm-cm-1016-200m，合肥世杰膜工程有限责任公司；
离心机：碟式离心机，DHY-400，辽阳中联制药机械有限公司或高速离心机RC-5C，德国Heraeus公司。
实施例1：(发酵-酶解耦联脱除柑橘橘片囊衣方法1)
该方法按以下步骤进行：
(1)柑橘橘片的准备：将柑橘剥皮、分瓣成橘片后，备用；
(2)果胶酶菌种种子液的准备：以黑曲霉(Aspergillus niger)菌株2214、为菌种；挑取少量菌种在马铃薯培养基中活化培养24小时，至菌数密度≥100mg细胞干重/100ml的发酵液作为菌种种子液，备用；
所述马铃薯培养基：在20％马铃薯煮汁1000ml中加入蔗糖20克；
(3)橘片酶解脱囊衣：在整套发酵-酶解耦联循环工艺中，除首次的橘片酶解脱囊衣采用商品果胶酶外，其余均采用由步骤(5)制备而成的液体果胶酶替代商品果胶酶对橘片实施酶解脱囊衣，并与商品果胶酶同样先加水配制成≥5000酶活单位/毫升的果胶酶溶液后，用HCl调pH至5，再将该液与步骤(1)橘片按重量2∶1比例置容器中混合，在30℃下酶解100分钟成脱囊衣橘片后，捞起、用水洗净即成；
(4)发酵液的准备：向步骤(3)酶解废水中按0.3g/L加入NH4Cl，用HCl调pH至3，经121℃灭菌、降至室温后成发酵液，备用；
(5)加菌种发酵制备果胶酶：将步骤(2)菌种种子液按重量1％接入步骤(4)发酵液中拌匀，在25℃下发酵5天至发酵液中果胶酶酶活达到5000酶活单位/毫升；再将该液经板框压滤机粗滤后用孔径0.2微米以下微滤膜系统微滤，使果胶酶液与菌丝体等固形物分离得液体果胶酶，以替代商品果胶酶供步骤(3)进行橘片酶解脱囊衣。
实施例2：(发酵-酶解耦联脱除柑橘橘片囊衣方法2)
本例中，步骤(2)果胶酶菌种种子液的准备：以黑曲霉(Aspergillus niger)菌株40273为菌种，在马铃薯培养基中的活化培养时间为36小时；步骤(3)橘片酶解脱囊衣：用HCl调pH至3，果胶酶溶液与橘片按重量5∶1比例置容器中混合，在50℃下酶解30分钟；步骤(4)发酵液的准备：向酶解废水中按3g/L加入氮源(NH4)2SO4，用HCl调pH至5，经100℃灭菌；步骤(5)加菌种发酵制备果胶酶：将菌种种子液按重量1.5％接入发酵液中拌匀，在30℃下发酵3天；经碟式离心机6000转/分钟处理；其余步骤工艺同于实施例1。
实施例3：(发酵-酶解耦联脱除柑橘橘片囊衣方法3)
本例中，步骤(2)果胶酶菌种种子液的准备：以葡枝根霉(Rhizopusstolonife)菌株40325为菌种，在马铃薯培养基中的活化培养时间为48小时；步骤(3)橘片酶解脱囊衣：用HCl调pH至4，果胶酶溶液与橘片按重量3∶1比例置容器中混合，在40℃下酶解60分钟；步骤(4)发酵液的准备：向酶解废水中按1.5g/L加入氮源(NH4)2SO4，用HCl调pH至4，经121℃灭菌；步骤(5)加菌种发酵制备果胶酶：将菌种种子液按重量2％接入发酵液中拌匀，在35℃下发酵1天；经高速离心机10000转/分钟，10分钟处理；其余步骤工艺同于实施例1。

Claims (3)

1.一种发酵—酶解耦联脱除柑橘橘片囊衣的方法，其特征在于该方法按以下步骤进行：
(1)柑橘橘片的准备：将柑橘剥皮、分瓣成橘片，备用；
(2)果胶酶菌种种子液的准备：以黑曲霉(Aspergillus niger)菌株2214、黑曲霉(Aspergillus niger)菌株40273或葡枝根霉(Rhizopus stolonife)菌株40325中的任选一种为菌种，挑取少量菌种在20％马铃薯煮汁1000ml中加入蔗糖20克的马铃薯培养基中活化培养24～48小时，至每100ml发酵液中的细胞干重≥100mg时，作为菌种种子液备用；
(3)橘片酶解脱囊衣：在整套发酵-酶解耦联循环工艺中，除首次的橘片酶解脱囊衣采用商品果胶酶外，其余均采用由步骤(5)制备而成的液体果胶酶，并与商品果胶酶同样先用水配制成≥5000酶活单位/毫升的果胶酶溶液后，用HCl调pH至3～5，再将该液与步骤(1)橘片按重量2～5∶1比例置容器中混合，在30～50℃下酶解30～100分钟成脱囊衣橘片后，捞起、用水洗净即成；
(4)发酵液的准备：向步骤(3)酶解废水中按0.3～3g/L加入氮源(NH4)2SO4或NH4Cl，用HCl调pH至3～5，经100～121℃灭菌，降至室温后成发酵液，备用；
(5)加菌种发酵制备果胶酶：将步骤(2)菌种种子液按重量1～2％接入步骤(4)发酵液中拌匀，在25～35℃下发酵1～5天至发酵液中果胶酶酶活达到5000酶活单位/毫升；再将该液经过滤系统或离心系统处理，使果胶酶液与固形物分离得液体果胶酶。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于所述的过滤系统为板框压滤机与孔径为0.2微米以下的微滤膜组合而成。
3.按权利要求1所述的方法，其特征在于所述的离心系统为转速是6000～10000转/分钟的离心设备。
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