CN101948762A - 利用微波真空干燥制备活性干酵母的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了利用微波真空干燥制备活性干酵母的方法，按照下述步骤进行：(1)将活化后卡利比克毕赤酵母接种在装有NYTB培养基三角瓶中，取菌悬液4000r/min离心10min，弃上清，无菌水清洗再离心，除去残余的培养基成分，反复清洗、离心两次，获得酵母乳液；(2)在上述酵母乳液中添加浓度为12.5g/100ml的保护剂司班60，混合均匀；(3)将上述添加了保护剂的酵母乳液进行真空微波干燥，其中所述微波真空干燥功率密度为1w/g～2w/g；真空度为80mbar；微波真空干燥时间为0.5h～3h。利用微波真空干燥制备活性干酵母，具有生产速度快、效率高、能耗低、等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种干燥制备活性干酵母的方法，尤其涉及利用微波真空干燥制备活性干酵母的方法。
背景技术
目前干燥酵母常用的是滚筒干燥，喷雾干燥，沸腾干燥(又分沸腾干燥和沸腾造粒干燥)。这些传统的干燥方法能源消耗高，能源利用率低。其生产速度慢，效率不高。
在全球节能减排的普遍呼吁和市场急需绿色环保产品的呼唤下，我国科技工作者针对各种传统干燥技术和设备存在的问题，通过技术创新、实践检验和生产性试验，将真空干燥与微波干燥结合起来，已成功开发出微波真空组合干燥新型设备。
微波真空干燥新技术，不需要电热烘干设备和蒸气加热设备，耗能是普通干燥设备的1/3～1/4。采用普通的热循环设备会对产品产生一定的污染，并造成过多的能源消耗。微波干燥则是利用磁控管产生的辐射波(波长在电磁频谱中介于红外线与电磁波之间)，不影响被干燥物料的色、香、味及其成分，并能改善劳动条件、工作环境和卫生条件。微波低温真空干燥与普通的干燥设备相比有其独特的优点：微波低温真空干燥是一种节能降耗型的技术，具有生产速度快、效率高、成本低、设备占地面积小、投资回收期短等特点。
在上世纪六七十年代，美、欧、日已将微波技术应用于工业生产及日常生活中。目前，国外已将微波干燥技术应用于轻工业、食品工业、化学工业、农业和农产品加工等领域，诸如造纸、陶瓷、木材、食品、沥青、污水处理、表面活性剂、香料、矿石、药物、混凝土、涂料、油漆等的加工处理。微波技术虽然在我国起步较晚，但发展比较快。随着安全措施的到位，人们克服了对微波的恐惧心理，现已应用到医药、化工、轻工、食品、化妆品等众多行业。
在真空干燥设备中经常用到微波加热，微波是波长1mm～1000mm、频率300～300000MHz、具有穿透性的电磁辐射波。微波干燥的原理是：微波发生器将微波辐射到被干燥物料上，当微波射入物料内部时，穿透波使水等极性分子随着微波频率作同步高速旋转，水等极性分子作如此高速旋转的结果使物料瞬时产生摩擦热，导致物料表面和内部同时升温，使大量的水分子从物料逸出，达到物料干燥的要求。传统的加热方法如蒸汽、热风、电等加热是利用热传导、对流、辐射的原理将热量从外部传到物料内部，由表及里需要一定的时间，物料的热传导性能越差所需的时间就越长，因此加热速度慢且受热不均匀，能耗较高。微波加热是使被加热物体本身成为发热源，故称之为内部加热方法。微波从四面八方或特定方向穿过物料，物料内外同时加热，加热速度快而均匀，仅需传统加热方法的几分之一或几十分之一，并能较好保留物料原有的性能。微波加热造就了物料的内热源，改变了常规加热干燥过程中某些迁移势和迁移势梯度方向，形成了微波干燥的独特机理。由于物料中的水分介质损耗较大，能大量吸收微波能并转化为热能，因此物料的升温和蒸发是整个物体中同时进行的。在物料表面，由于蒸发冷却的缘故，使物料表面温度略低于里层温度，同时由于物料内部产生热量，以致于内部蒸汽迅速产生，形成压力梯度。如果物料的初始含水率很高，物料内部的压力非常快地升高，则水分可能在压力梯度的作用下从物料中排除。初始含水率越高，压力梯度对水分排除的影响就越大，也即有一种“泵”效应，驱使水分流向表面，加快干燥速度。由此可见，微波干燥过程中，温度梯度、传热和蒸汽压迁移方向是一致的，从而大大改善了干燥过程中的水分迁移条件；同时由于压力迁移动力的存在，使微波干燥具有由内向外干燥的特点，即对物料整体而言，将是物料内层首先干燥，克服了在常规干燥中因物料外层首先干燥而形成硬壳板结阻碍内部水分继续外移的缺点。物料的传热方向、蒸汽压迁移方向、压力梯度、温度梯度方向一致，也即传热与传质方向一致，热阻碍小；而且物料吸收能量和排湿并不完全依赖于干燥介质和自身的热传导率，从而大大提高了传热效率和干燥速率。
发明内容
本发明目的是在于提供一种新的酵母的干燥技术，以进一步降低干燥能耗，提高干燥效率，同时保护酵母的活性。
本发明要解决上述问题所采用技术方案是这样实现的：
本发明利用微波真空干燥制备活性干酵母的方法按照下述步骤进行：
(1)酵母乳液的制备：将活化后卡利比克毕赤酵母(Pichia caribbica)接种在装有NYTB培养基三角瓶中，28℃、180r/min摇床培养48h；取菌悬液4000r/min离心10min，弃上清，无菌水清洗再离心，除去残余的培养基成分，反复清洗、离心两次，获得酵母乳液；其中NYTB培养基中牛肉浸膏8g/L，酵母浸膏5g/L，海藻糖10g/L，自来水1L；
(2)添加保护剂：在上述酵母乳液中添加保护剂司班60(C24H46O6)，将司班60配置成浓度为12.5g/100ml的水溶液，配好后保持50～70℃，按司班60与乳液中酵母干重的质量比为2％的添加量加入到酵母乳液中，混合均匀；
(3)微波真空干燥：将上述添加了保护剂的酵母乳液进行微波真空干燥，其中所述微波真空干燥功率密度为1w/g～2w/g；真空度为80mbar；微波真空干燥时间为0.5h～3h。优选干燥方案为：微波真空干燥结合真空干燥，其条件为：2w/g微波功率干燥12分钟，1w/g微波功率干燥16分钟，然后改用真空干燥，干燥温度30～35℃，真空度为80mbar；干燥时间2小时，即得活性干酵母。
本发明的优点：
(1)在培养基中添加海藻糖有利于酵母的内源海藻糖的累积，海藻糖是生物体内的抗逆性剂，具有增强生物体对高温，干旱，脱水等逆境的抵抗能力。
(2)添加保护剂司班60在细胞周围形成一层保护层，提高酵母细胞的耐渗透能力，阻碍细胞内物质的流失，从而减少干燥和复水过程中活性的损失。同时也可以改善酵母干粉的品质。
(3)本发明利用微波真空干燥制备活性干酵母，具有生产速度快、效率高、能耗低、成本低、设备占地面积小、投资回收期短等优点。
具体实施方式
通过以下实施实例将更加详细的说明本发明。以下实施例仅是说明性的，本发明并不受这些实施实例的限制。
实施例1：微波真空干燥卡利比克毕赤酵母(Pichia caribbica)(200W微波功率)
将活化后卡利比克毕赤酵母(Pichia caribbica)接种在装有250ml NYTB培养基(酵母膏5g，牛肉浸膏8g，海藻糖10g，自来水1000ml，pH7.0-9.0)的500ml三角瓶中，28℃、180r/min摇床培养48h。取菌悬液4000r/min离心10min，弃上清，无菌水清洗再离心，除去残余的培养基成分，反复清洗、离心两次，获得酵母乳液。司班60用80～90℃的热水配制，按照每100ml水里加12.5g配制，配好后保持65～70℃，按司班60与乳液中酵母干重的质量比为2％的添加量加入到酵母乳液中，混合均匀。称取卡利比克毕赤酵母乳液96.16g，放入微波炉专用塑料盒，真空度80mbar。200W微波功率干燥26分钟，干燥过程中取出物料将其打散，以免干燥后结成硬块，然后继续干燥，到形成干粉为止，即得活性干酵母。
活细胞率的计算：称取5g没经过干燥的菌泥融入200ml的自来水中，通过平板计数法得到其总的活细胞数为N1 cfu(菌落形成单位)；将干燥后菌粉融入200ml的自来水中，然后37℃的水浴锅中复水活化0.5h，同样通过平板计数法得到其总的活细胞数N2 cfu。活细胞率＝N2/N1×100％。
按照上述步骤试验，得到结果见表1。
表1200W微波功率下干燥卡利比克毕赤酵母
从表1可以看出，经过微波真空干燥，所得卡利比克毕赤酵母干粉的含水量为9％，酵母的活细胞率超过了60％，达到干燥的要求。
实施例2：微波真空干燥卡利比克毕赤酵母(Pichia caribbica)(100W微波功率)
将活化后卡利比克毕赤酵母(Pichia caribbica)接种在装有250mlNYTB(酵母膏5g，牛肉浸膏8g，海藻糖10g，自来水1000ml，pH7.0-9.0)的500ml的三角瓶中，28℃、180r/min摇床培养48h。取菌液4000r/min离心10min，弃上清，无菌水清洗再离心，除去残余的培养基成分，反复清洗、离心两次，获得酵母乳液。司班60用80～90℃的热水配制，按照每100ml水里加12.5g配制，配好后保持65～70℃，按司班60与乳液中酵母干重的质量比为2％(w/w)的添加量加入到酵母乳液中，混合均匀。称取卡利比克毕赤酵母乳液96.16g，放入微波炉专用塑料盒，真空度80mbar。100W微波功率干燥54分钟，过程中取出物料将其打散，以免干燥后结成硬块，然后继续干燥，到形成干粉为止，即得活性干酵母。
活细胞率的计算：称取5g没经过干燥的菌泥融入200ml的自来水中，通过平板计数法得到其总的活细胞数为N1 cfu；将干燥后菌粉融入200ml的自来水中，然后37℃的水浴锅中复水活化0.5h，同样通过平板计数法得到其总的活细胞数N2 cfu。活细胞率＝N2/N1×100％。按照上述步骤试验，得到汇总结果见下表2。
表2100W微波功率下干燥卡利比克毕赤酵母
从表2可以看出，经过微波真空干燥，所得卡利比克毕赤酵母干粉的含水量为10.4％，酵母的活细胞率超过了60％，达到干燥的要求。
实施例3：微波真空干燥结合真空干燥卡利比克毕赤酵母(Pichia caribbica)
将活化后卡利比克毕赤酵母(Pichia caribbica)接种在装有250ml NYTB(酵母膏5g，牛肉浸膏8g，海藻糖10g，自来水1000ml，pH7.0-9.0)的500ml的三角瓶中，28℃、180r/min摇床培养48h。取菌悬液4000r/min离心10min，弃上清，无菌水清洗再离心，除去残余的培养基成分，反复清洗、离心两次，获得酵母乳液。司班60用80～90℃的热水配制，按照每100ml水里加12.5g配制，配好后保持65～70℃，按司班60与乳液中酵母干重的质量比为2％(w/w)的添加量加入到酵母乳液中，混合均匀。称取卡利比克毕赤酵母乳液82.3g，放入微波炉专用塑料盒，真空度80mbar。200W微波功率干燥12分钟，100W微波功率干燥16分钟，至含水量24.6％，然后改用真空干燥，干燥温度30～35℃，干燥时间2小时，即得活性干酵母。
活细胞率的计算：称取5g没经过干燥的菌泥融入200ml的自来水中，通过平板计数法得到其总的活细胞数为N1 cfu将干燥后菌粉融入200ml的自来水中，然后37℃的水浴锅中复水活化0.5h，同样通过平板计数法得到其总的活细胞数N2cfu。活细胞率＝N2/N1×100％。按照上述步骤试验，得到汇总结果见下表3。
表3微波功率结合真空干燥下干燥卡利比克毕赤酵母
从表3可以看出，经过微波真空干燥结合真空干燥，所得卡利比克毕赤酵母干粉的含水量为9.4％，酵母的活细胞率达到了100％，干燥过程中对酵母活性的保护效果显著好于前两个实例的方法，达到干燥的要求。
Claims (2)
1.利用微波真空干燥制备活性干酵母的方法，其特征在于按照下述步骤进行：
(1)酵母乳液的制备：将活化后卡利比克毕赤酵母(Pichia caribbica)接种在装有NYTB培养基三角瓶中，28℃、180r/min摇床培养48h；取菌悬液4000r/min离心10min，弃上清，无菌水清洗再离心，除去残余的培养基成分，反复清洗、离心两次，获得酵母乳液；其中NYTB培养基中牛肉浸膏8g/L，酵母浸膏5g/L，海藻糖10g/L，自来水1L；
(2)添加保护剂：在上述酵母乳液中添加保护剂司班60，将司班60配置成浓度为12.5g/100ml的水溶液，配好后保持50～70℃，按司班60与乳液中酵母干重的质量比为2％的添加量加入到酵母乳液中，混合均匀；
(3)微波真空干燥：将上述添加了保护剂的酵母乳液进行真空微波干燥，其中所述微波真空干燥功率密度为1w/g～2w/g；真空度为80mbar；微波真空干燥时间为0.5h～3h。
2.权利要求1所述的利用微波真空干燥制备活性干酵母的方法，其特征在于采用微波真空干燥结合真空干燥，其条件为：2w/g微波功率干燥12分钟，1w/g微波功率干燥16分钟，然后改用真空干燥，干燥温度30～35℃，真空度为80mbar；干燥时间2小时，即得活性干酵母。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102885240A (zh) * | 2011-07-20 | 2013-01-23 | 华中农业大学 | 微生物发酵剂的微波干燥方法 |
| CN102885240B (zh) * | 2011-07-20 | 2013-09-18 | 华中农业大学 | 微生物发酵剂的微波干燥方法 |
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| CN101948762B (zh) | 2012-08-29 |
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