CN103462042A - 一种利用微生物发酵法制备竹笋膳食纤维 - Google Patents

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丁之恩
吕萍
万硕
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方洁
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Abstract

本发明涉及一种利用微生物发酵法制备膳食纤维的技术。本发明以竹笋加工过程中产生的废弃边角料为原料，通过发酵种子液制备、原料处理、原料发酵基质制备、接菌发酵、真空冷冻干燥等步骤得到竹笋膳食纤维成品。最终产品色泽自然、口感细腻、气味清香,可溶性膳食纤维含量、持水力和溶胀力均有不同程度的提高；可以投入工业生产。本发明操作条件简单、方法可靠，实现了竹笋资源的综合利用，提高了竹笋的生产附加价值。

Description

一种利用微生物发酵法制备竹笋膳食纤维
技术领域
本发明属于农副产品综合利用领域，涉及一种对竹笋加工废弃物进行微生物发酵处理以制备膳食纤维的技术。
背景技术
膳食纤维（dietary fiber，DF）是指能抗人体小肠消化吸收，却能在大肠部分或全部被发酵的，可食用的植物性成分、碳水化合物及其类似物质的总称。按其在水中的溶解特性分类，可分为水不溶性膳食纤维（insoluble dietary fiber，IDF）和水溶性膳食纤维（soluble dietary fiber，SDF）两大类。
IDF是指不被人体消化道酶所消化且不溶于水的那部分DF，主要包括细胞壁组成部分，有纤维素、半纤维素、木质素、原果胶和壳聚糖等，其中木质素是使细胞壁保持一定韧性的芳香族碳氢化合物。IDF的功效为，能吸收水分，软化粪便、增加粪便的体积、能刺激肠道蠕动，加速排便等，从而减少粪便中有害物质与肠道接触的时间，降低了患肠癌的概率。
SDF是指不被人体消化酶所消化，但可溶于温、热水且其水溶液能被四倍体积的乙醇再沉淀的那部分DF，主要为胞壁内的存储物质和分泌物，包括果胶、树胶、葡聚糖、瓜尔豆胶、羧甲基纤维素等。SDF吸水能迅速膨胀，比原有的质量和体积大几十倍，形成凝胶状类物质。它一方面可以使人产生饱腹感，另一方面能延长食物在胃内的停留时间，使糖被吸收的速度减慢，从而来避免突然的高血糖现象，能提高人体耐糖的程度，对稳定糖尿病患者有所帮助。SDF还可与胆酸结合并随粪便排出，有助于降低胆固醇，减少了因高胆固醇而衍生的心脏病、高血压等症状的发生。
发明内容
本发明提供一种利用竹笋加工废弃物进行微生物发酵处理以制备膳食纤维的技术。目的是提供一种竹笋资源综合利用的方法。
上述目的通过以下方案实现：
     一种利用微生物发酵法制备竹笋膳食纤维，其特征在于：
具体包括以下步骤：
（1）微生物发酵法种子液的制备：制备霉菌种子液或乳酸菌种子液；
所述的霉菌种子液的制备方法为：
根据一定配方称取制作霉菌种子培养基必需的各类药品，纯水溶解、分装,高压蒸汽121℃左右下灭菌，灭菌时间20min左右，制成霉菌种子液培养基，再分别接种木霉以及曲霉菌种，28±0.5℃恒温振荡培养5天左右制成木霉种子液或曲霉种子液备用；
所述的乳酸菌种子液的制备方法为：
制作乳酸菌种子液培养基，高压蒸汽121℃左右下灭菌，灭菌时间20min左右，无菌操作分别接入嗜热链球菌或保加利亚杆菌菌种，于38-40℃恒温培养18-24小时，之后重复扩大培养一次，得乳酸菌种子液备用；
（2）原料处理：收集竹笋加工过程中产生的竹笋加工废弃物，挑选去除其他杂物，清洗、切分为1-2cm片状或小块，60℃左右烘干，粉碎，过40目左右的筛，得原料粉备用；
（3）原料基质发酵：
取5%左右的步骤（2）竹笋原料粉，加入一定量其他试剂，配制成霉菌发酵法所需发酵基质，灭菌待自然冷却后分别加入一定量步骤（1）的霉菌种子液，28-30℃恒温振荡培养3天，50℃恒温静置发酵2天左右，得发酵完成的基质；
或者，取5%左右的步骤（2）竹笋原料粉，加入一定量其他试剂，配置成乳酸菌发酵法所需发酵基质，灭菌待自然冷却后接种步骤（1）乳酸菌种子液，38-42℃恒温静置发酵3天左右，得发酵完成的基质；
（4）真空冷冻干燥：
将经过步骤（3）发酵完成的基质进行真空冷冻干燥，得竹笋膳食纤维成品。
1所述的发酵法利用竹笋加工废弃物制备膳食纤维的技术，其特征在于步骤（1）中霉菌种子液培养基的配方为：0.1%KH2PO4、0.2%NaNO3、0.05%KCl、0.001%FeSO4、0.05%MgSO4﹒7H2O和3%葡萄糖。
所述的发酵法利用竹笋加工废弃物制备膳食纤维的技术，其特征在于步骤（1）中乳酸菌种子液培养基的配方为：10%脱脂奶粉。
所述的发酵法利用竹笋加工废弃物制备膳食纤维的技术，其特征在于步骤（2）中竹笋加工废弃物包括竹笋壳、质地粗老的笋根、笋箨等不适于加工成竹笋食品的竹笋原料。
所述的发酵法利用竹笋加工废弃物制备膳食纤维的技术，其特征在于步骤（3）中霉菌发酵所需基质配方为：5%步骤（2）竹笋原料粉，加入0.325%KH2PO4、0.125%MgSO4、0.175%CaCl2和0.3%（NH4）2SO4。高压蒸汽灭菌121℃，灭菌时间20min。
所述的发酵法利用竹笋加工废弃物制备膳食纤维的技术，其特征在于步骤（3）中霉菌种子液的加入比例为：9%木霉种子液、3%曲霉种子液。
所述的发酵法利用竹笋加工废弃物制备膳食纤维的技术，其特征在于步骤（3）中乳酸菌发酵所需基质配方为：5%步骤（2）竹笋原料粉，2%奶粉和1.5%白砂糖，高压蒸汽灭菌121℃，灭菌时间20min。
所述的发酵法利用竹笋加工废弃物制备膳食纤维的技术，其特征在于步骤（3）中乳酸菌种子液的加入比例：6%链球菌种子液、6%保加利亚杆菌种子液。
所述的发酵法利用竹笋加工废弃物制备膳食纤维的技术，其特征在于步骤（4）中真空冷冻干燥的条件是-80℃，真空度5-20Pa。
本发明的目的可以通过以下技术措施来实现竹笋膳食纤维的制备：
利用微生物发酵法制备膳食纤维的技术。特征在于以竹笋加工过程中产生的废弃边角料为原料，通过微生物发酵种子液制备、原料处理、原料发酵基质制备、接菌发酵、真空冷冻干燥等步骤得到竹笋膳食纤维成品。最终产品色泽自然、口感细腻、气味清香、可溶性膳食纤维提高、持水力和溶胀力增强；可以投入工业生产。
本发明的有益效果为：
(1)用本发明进行产品开发，可获得产率高，品质优良的竹笋膳食纤维产品。所得产品产率达65%-70%，持水力、溶胀力等品质指标较化学法、酶法所得膳食纤维均有较大幅度的提高。
(2) 利用此发明制得的膳食纤维产品可最大限度地保留竹笋特有清香气味，口感细腻润滑，色泽光洁，生理活性功能显著的可溶性膳食纤维含量得到显著提高。可溶性膳食纤维除具有产生饱腹感，延长食物在胃内的停留时间这一膳食纤维共有特性之外，还可使糖被人体吸收的速度减慢，从而来避免突然的高血糖现象，能提高人体耐糖的程度，对稳定糖尿病患者有所帮助。另外SDF还可与胆酸结合并随粪便排出，有助于降低胆固醇，减少了因高胆固醇而衍生的心脏病、高血压等症状的发生。
(3)本发明操作简单、方便，产品成本低，品质好。发酵过程中所涉及到的微生物菌种已具有广泛科研研究和实践利用基础，菌种稳定、安全高效。
（4）产品原料为竹笋加工过程中产生的笋壳、笋根、笋箨等废弃物，原料便宜，来源稳定。在有效提高竹笋资源综合利用率、提高竹笋资源经济价值的基础上响应国家“节能减排”号召，为环境保护工作作出巨大贡献。
具体实施方式
 
现以实验室实施为例，非限定实施例叙述如下：
（1）微生物发酵法种子液的制备：
①霉菌种子液的制备：
称取1gKH2PO4、2gNaNO3、0.5gKCl、0.01gFeSO4、0.5gMgSO4﹒7H2O和30g葡萄糖，1000ml纯水溶解,入250ml锥形瓶分装10瓶。高压蒸汽灭菌121℃，灭菌时间20min，制成霉菌种子液培养基。接种木霉或曲霉菌种，28±0.5℃恒温振荡培养5天制成种子液备用。
②乳酸菌种子液的制备：
称取100g脱脂奶粉，1000ml纯水溶解，入250ml锥形瓶分装10瓶，制作乳酸菌种子液培养基，高压蒸汽灭菌121℃，灭菌时间20min。无菌操作分别接入嗜热链球菌或保加利亚杆菌菌种，于38-40℃恒温培养18-24小时，之后重复扩大培养一次。
（2）原料处理：收集竹笋加工过程中产生的废弃物，包括竹笋壳、质地粗老的笋根、笋箨等不适于加工成竹笋食品的竹笋原料。挑选去除其他杂物，清洗、切分为1-2cm片状或小块，60℃烘干，粉碎，过40目筛，备用。
（3）原料基质发酵：
取5g步骤（2）竹笋原料粉，加入0.325gKH2PO4、0.125gMgSO4、0.175gCaCl2和0.3g（NH4）2SO4，100ml纯水。高压蒸汽灭菌121℃，灭菌时间20min。配制成霉菌发酵法所需发酵基质，灭菌待自然冷却后分别加入一定量步骤（1）的霉菌种子液。加入比例为：9ml木霉种子液、3ml曲霉种子液。28-30℃恒温振荡培养3天后50℃恒温静置发酵2天。
取5g步骤（2）竹笋原料粉，加入2g奶粉和1.5g白砂糖,100ml纯水。高压蒸汽灭菌121℃，灭菌时间20min。配置成乳酸菌发酵法所需发酵基质，灭菌待自然冷却后接种步骤（1）乳酸菌种子液。加入比例：6ml链球菌种子液、6ml保加利亚杆菌种子液。38-42℃恒温静置发酵3天。
（4）真空冷冻干燥：
将经过步骤（3）发酵完成的基质在-80℃，真空度5-20Pa条件下进行真空冷冻干燥，得竹笋膳食纤维成品。

Claims (9)

1.一种利用微生物发酵法制备竹笋膳食纤维，其特征在于：
具体包括以下步骤：
（1）微生物发酵法种子液的制备：制备霉菌种子液或乳酸菌种子液；
所述的霉菌种子液的制备方法为：
根据一定配方称取制作霉菌种子培养基必需的各类药品，纯水溶解、分装,高压蒸汽121℃左右下灭菌，灭菌时间20min左右，制成霉菌种子液培养基，再分别接种木霉以及曲霉菌种，28±0.5℃恒温振荡培养5天左右制成木霉种子液或曲霉种子液备用；
所述的乳酸菌种子液的制备方法为：
制作乳酸菌种子液培养基，高压蒸汽121℃左右下灭菌，灭菌时间20min左右，无菌操作分别接入嗜热链球菌或保加利亚杆菌菌种，于38-40℃恒温培养18-24小时，之后重复扩大培养一次，得乳酸菌种子液备用；
（2）原料处理：收集竹笋加工过程中产生的竹笋加工废弃物，挑选去除其他杂物，清洗、切分为1-2cm片状或小块，60℃左右烘干，粉碎，过40目左右的筛，得原料粉备用；
（3）原料基质发酵：
取5%左右的步骤（2）竹笋原料粉，加入一定量其他试剂，配制成霉菌发酵法所需发酵基质，灭菌待自然冷却后分别加入一定量步骤（1）的霉菌种子液，28-30℃恒温振荡培养3天，50℃恒温静置发酵2天左右，得发酵完成的基质；
或者，取5%左右的步骤（2）竹笋原料粉，加入一定量其他试剂，配置成乳酸菌发酵法所需发酵基质，灭菌待自然冷却后接种步骤（1）乳酸菌种子液，38-42℃恒温静置发酵3天左右，得发酵完成的基质；
（4）真空冷冻干燥：
将经过步骤（3）发酵完成的基质进行真空冷冻干燥，得竹笋膳食纤维成品。
2.根据权利要求1所述的发酵法利用竹笋加工废弃物制备膳食纤维的技术，其特征在于步骤（1）中霉菌种子液培养基的配方为：0.1%KH2PO4、0.2%NaNO3、0.05%KCl、0.001%FeSO4、0.05%MgSO4﹒7H2O和3%葡萄糖。
3.根据权利要求1所述的发酵法利用竹笋加工废弃物制备膳食纤维的技术，其特征在于步骤（1）中乳酸菌种子液培养基的配方为：10%脱脂奶粉。
4.根据权利要求1所述的发酵法利用竹笋加工废弃物制备膳食纤维的技术，其特征在于步骤（2）中竹笋加工废弃物包括竹笋壳、质地粗老的笋根、笋箨等不适于加工成竹笋食品的竹笋原料。
5.根据权利要求1所述的发酵法利用竹笋加工废弃物制备膳食纤维的技术，其特征在于步骤（3）中霉菌发酵所需基质配方为：5%步骤（2）竹笋原料粉，加入0.325%KH2PO4、0.125%MgSO4、0.175%CaCl2和0.3%（NH4）2SO4；高压蒸汽灭菌121℃，灭菌时间20min。
6.根据权利要求1所述的发酵法利用竹笋加工废弃物制备膳食纤维的技术，其特征在于步骤（3）中霉菌种子液的加入比例为：9%木霉种子液、3%曲霉种子液。
7.根据权利要求1所述的发酵法利用竹笋加工废弃物制备膳食纤维的技术，其特征在于步骤（3）中乳酸菌发酵所需基质配方为：5%步骤（2）竹笋原料粉，2%奶粉和1.5%白砂糖，高压蒸汽灭菌121℃，灭菌时间20min。
8.根据权利要求1所述的发酵法利用竹笋加工废弃物制备膳食纤维的技术，其特征在于步骤（3）中乳酸菌种子液的加入比例：6%链球菌种子液、6%保加利亚杆菌种子液。
9.根据权利要求1所述的发酵法利用竹笋加工废弃物制备膳食纤维的技术，其特征在于步骤（4）中真空冷冻干燥的条件是-80℃，真空度5-20Pa。
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