CN103497896A

CN103497896A - 一种脱水窖泥功能菌保护剂及其应用

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Publication number: CN103497896A
Application number: CN201310488753.7A
Authority: CN
Inventors: 陆奉勇; 王瑞明
Original assignee: JINAN RUIFENG BIO-ENGINEERING Co Ltd
Current assignee: JINAN RUIFENG BIO-ENGINEERING Co Ltd
Priority date: 2013-10-16
Filing date: 2013-10-16
Publication date: 2014-01-08
Anticipated expiration: 2033-10-16
Also published as: CN103497896B

Abstract

本发明涉及一种脱水窖泥功能菌保护剂及其应用。脱水窖泥功能菌保护剂组分为：山梨醇酐单硬脂酸酯、海藻糖、甘油、异维生素C钠和余量水。本发明还提供脱水窖泥功能菌保护剂的制备方法及所述脱水窖泥功能菌保护剂在制备脱水窖泥功能菌中的应用。本发明通过调配山梨醇酐单硬脂酸酯、海藻糖、甘油及异维生素C的配比，可使脱水活性窖泥功能菌活细胞率提高至82～89%，同时提高脱水活性窖泥功能菌保存率至80～85%，并且使脱水活性窖泥功能菌产己酸乙酯能力显著提高，弥补了现有微生物保护剂不适合窖泥功能菌的不足。

Description

一种脱水窖泥功能菌保护剂及其应用

技术领域

本发明涉及一种脱水窖泥功能菌保护剂及其应用，属于微生物制品及白酒酿造技术领域。

背景技术

脱水窖泥功能菌是由己酸菌、红曲菌、生香酵母添加保护剂、成型剂后，经挤压造粒、干燥脱水制成。脱水活性窖泥功能菌主要用于浓香型白酒生产，可以使产浓香型白酒的新窖池产出的白酒口感与老窖池产的白酒的口感相同，生产出高质量的白酒。脱水活性窖泥功能菌中的活细胞会在干燥、脱水、贮存、复水过程中部分丧失活性，影响产品的质量，保护剂可以减少活细胞的损失。

一般情况下，脱水活性窖泥功能菌干燥过程会有20%以上的活细胞死亡，常温贮藏6个月，活性细胞将损失35%以上。

影响脱水活性窖泥功能菌细胞存活率的因素有以下几个方面：

1、细胞内糖组分对细胞存活率的影响

细胞中海藻糖的含量，对细胞存活率有很大的影响。细胞中的总碳水化合物含量增加，特别是海藻糖的量增加，这样有利于细胞在干燥和贮存过程中的稳定性。注：海藻糖是由两个葡萄糖分子以α，α，1，1-糖苷键构成的非还原性糖。

2、水分对细胞存活率的影响

自然状态的鲜细胞含水量为65-80%，将自然状态的活细胞制成脱水活性窖泥功能菌后，细胞有一定的活性损失，而损失的程度与脱水活性窖泥功能菌细胞中的最终水分含量有关，一般来说，水分越低，越有利于脱水活性窖泥功能菌的贮存。但另一方面，水分含量越低，干燥和复水过程中活性的损失就越大。水分含量高不利于保存，贮存损失大，而干燥、复水过程损失小。因此，脱水活性窖泥功能菌的水分含量必须考虑到贮存的稳定性，又要考虑到干燥和复水过程的活性损失。

3、保护剂对脱水活性窖泥功能菌的影响

保护剂是在脱水活性窖泥功能菌干燥造粒前，均匀混入鲜窖泥功能菌中，保护脱水活性窖泥功能菌细胞在干燥、贮藏过程中的活性。加入保护剂的脱水活性窖泥功能菌有较好的低水分活性。

4、己酸菌芽孢的形成的比例对脱水活性窖泥功能菌的影响

己酸菌为梭状芽孢杆菌，在生长过程中会生成内生孢子，又称“芽孢”，芽孢具有很强的抗逆性，耐高温、干燥、高渗等性能，在条件适合菌体生长的条件下，又迅速生长成营养体细胞。己酸菌培养的条件不同，营养体细胞中，生成芽孢的比例也不同，高比例的芽孢生成有利于脱水活性窖泥功能菌活性的保持。

目前，没有针对脱水窖泥功能菌的保护剂。中国专利文献CN101016527A（申请号200710006529.4）公开了一种双歧杆菌活菌制剂的制备方法及其专用保护剂。该保护剂由下述重量份的组分组成：甘油0.01-5.0份；聚乙烯吡咯烷酮0.1-6.0份；聚乙二醇0.1-5.0份；脱脂奶粉1.0-10.0份；海藻糖0.5-15.0份；谷氨酸钠0.1-5.0份；L-天冬氨酸0.1-5.0份；维生素C钠0.1-5.0份；鸟氨酸盐酸盐0.1-5.0份。

中国专利文献CN102168016A（申请号201110036089.3）公开了一种活性干酵母保护剂，成分包括单硬脂酸甘油酯、山梨醇酐单硬脂酸酯、山梨醇酐单油酸酯和甘油。

但上述技术方案并非针对脱水窖泥功能菌，因此，施用于脱水窖泥功能菌时，效果并不理想。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种脱水窖泥功能菌保护剂及其应用。

一种脱水窖泥功能菌保护剂，组分如下，均为重量百分比：

山梨醇酐单硬脂酸酯5～10%、海藻糖10～20%、甘油5～10%、异维生素C钠2～6%、余量水。

根据本发明优选的，组分如下，均为重量百分比：

山梨醇酐单硬脂酸酯6～8%、海藻糖15～20%、甘油6～8%、异维生素C钠3～5%、余量水。

上述脱水窖泥功能菌保护剂的制备方法，步骤如下：

向水中按比例依次加入山梨醇酐单硬脂酸酯、海藻糖、甘油和异维生素C钠，搅拌均匀，即可。

上述脱水窖泥功能菌保护剂在制备脱水窖泥功能菌中的应用。

上述应用，包括如下步骤：

（1）取己酸菌菌液12～18重量份，酵母乳2～5重量份，红曲霉菌3～8重量份，脱水窖泥功能菌保护剂5～10重量份，食用淀粉60～75重量份，混合均匀，制得混合料；

（2）将步骤（1）制得的混合料经造粒后，在42～48℃条件下烘干，制得水分含量为6.0～6.5%（重量百分比）的脱水窖泥功能菌。

根据本发明优选的，所述步骤（1）中的己酸菌菌液中己酸浓度：2.5～5.5g/L，己酸菌浓度为2.0～2.5×10⁹CFU/mL。该己酸菌菌液的制备方法为本领域常规方法，如可参考申请号为2013101456271的中国专利文献中的记载。

根据本发明优选的，所述步骤（1）中的酵母乳为由异常汉逊酵母（Hansenula annoala Var.anomala）制得的酵母乳，固形物含量为12～14%（重量百分比）。该酵母乳可采用现有方法制备。

根据本发明优选的，所述步骤（1）中的红曲霉菌的细胞总浓度为≥1.5×10⁹CFU/g。红曲霉菌的制备方法可按现有技术进行。

根据本发明优选的，所述步骤（2）中的造粒，采用挤压造粒工艺，粒径为0.8mm。

根据本发明优选的，还包括将制得的脱水窖泥功能菌进行密封包装的步骤。

有益效果

1、本发明采用异维生素C钠，异维生素C钠的抗氧化能力强于维生素C钠，并且不会对窖泥功能菌产生副作用，同时异维生素C钠不会阻碍人体对维生素C的吸收和运用，人体摄取异维生素C钠，在体内可转变成维生素C。

2、本发明所述脱水活性窖泥功能菌是由己酸菌、异常汉逊酵母、红曲霉菌等多种微生物组成的活细胞菌剂，不同细胞的生理差异较大，这不同于传统单一功能菌的保护剂。山梨醇酐单硬脂酸酯（Sp60）、海藻糖、甘油、异维生素C钠这些物质单独使用对不同的微生物有不同的效果，但均低于复合这些物质之后的效果。按比例复配山梨醇酐单硬脂酸酯（Sp60）、海藻糖、甘油、异维生素C钠用于窖泥功能菌效果远远高于单独使用一种成分对其特定保护效果的功能菌保护的保护效果，说明这些物质复配后，之间起到了相互促进的作用。

3、本发明通过调配山梨醇酐单硬脂酸酯、海藻糖、甘油及异维生素C的配比，可使脱水活性窖泥功能菌活细胞率提高至82～89%，同时提高脱水活性窖泥功能菌保存率至80～85%，并且使脱水活性窖泥功能菌产己酸乙酯能力显著提高，弥补了现有微生物保护剂不适合窖泥功能菌的不足。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步阐述，但本发明所保护范围不限于此。

生物材料来源：

己酸菌（Clostridium kluyveri），别名：科氏梭菌，购自中国工业微生物菌种保藏管理中心（China Center of Industrial Culture Collection，CICC），保藏号8023。

异常汉逊酵母（Hansenula annoala Var.anomala）购自中国工业微生物菌种保藏管理中心（China Center of Industrial Culture Collection，CICC），保藏号32872。

红曲霉菌（Monascus sp.）。购自中国工业微生物菌种保藏管理中心（China Center ofIndustrial Culture Collection，CICC），保藏号40225。

原料来源：

Sp60乳化剂（山梨醇酐单硬脂酸酯）购自广州市润华食品添加剂有限责任公司；

海藻糖购自日本林原生化公司；

甘油购自淮安市法雅生物制品工程有限公司；

异维生素C钠购自宁波北仑雅旭化工有限公司；

食用淀粉购自山东西王集团有限公司。

实施例1

一种脱水窖泥功能菌保护剂，组分如下，均为重量百分比：

山梨醇酐单硬脂酸酯5%、海藻糖20%、甘油10%、异维生素C钠2%、余量水；

按如下步骤制备：

向水中按比例依次加入山梨醇酐单硬脂酸酯、海藻糖、甘油和异维生素C钠，搅拌均匀，即得脱水窖泥功能菌保护剂。

实施例2

一种脱水窖泥功能菌保护剂，组分如下，均为重量百分比：

山梨醇酐单硬脂酸酯10%、海藻糖15%、甘油5%、异维生素C钠5%、余量水；

制备步骤同实施例1。

实施例3

一种脱水窖泥功能菌保护剂，组分如下，均为重量百分比：

山梨醇酐单硬脂酸酯6%、海藻糖10%、甘油7%、异维生素C钠3%、余量水；

制备步骤同实施例1。

实施例4

一种脱水窖泥功能菌保护剂，组分如下，均为重量百分比：

山梨醇酐单硬脂酸酯8%、海藻糖12%、甘油8%、异维生素C钠4%、余量水；

制备步骤同实施例1。

实施例5

一种脱水窖泥功能菌保护剂，组分如下，均为重量百分比：

山梨醇酐单硬脂酸酯7%、海藻糖13%、甘油6%、异维生素C钠6%、余量水；

制备步骤同实施例1。

实施例6

一种脱水窖泥功能菌保护剂，组分如下，均为重量百分比：

山梨醇酐单硬脂酸酯9%、海藻糖14%、甘油5%、异维生素C钠5%、余量水；

制备步骤同实施例1。

实施例7

己酸菌菌液采用如下方法制备：

a、将己酸菌菌种接种于450mL种子培养液1中，在33～35℃培养6～7d，制得种子液1；

种子培养液1组分如下：

酵母膏1.0％（重量百分比），硫酸镁0.02％（重量百分比），碳酸钙0.5％（重量百分比），磷酸氢二钾0.04％（重量百分比），醋酸钠0.5％（重量百分比），硫酸铵0.05％（重量百分比），乙醇2～2.5％（体积百分比），软化水余量，pH6.5～7.0，121℃灭菌40min。

b、按体积比5～10%的比例将a步骤制得的种子液1接种于发酵培养基1中，33～35℃培养7～8d，制得发酵液1；发酵液的细胞浓度：1.0～1.25×10⁸CFU/mL，己酸浓度：2.5～5.5g/L。

发酵培养基1组分如下：

c、将步骤b制得的发酵液1经0.1μm微孔膜（购自厦门福美科技有限公司）过滤，进料压力0.2Mpa：进料速度3m³/h，制得己酸菌菌液；经检测，菌体浓度为2.0～2.5×10⁹CFU/mL。

酵母乳采用如下方法制备：

i、将异常汉逊酵母接种于种子培养液2中，培养温度28～29℃，培养时间14～16小时。

种子培养液2组分如下：

葡萄糖20g，酵母粉5g，KH₂PO₄1g，(NH₄)₂SO₄4g，MgSO₄·7H₂O0.2g，ZnSO₄·7H₂O0.05g，pH5.4，蒸馏水定容至1000mL；

ii、按体积百分比10%～15%的比例将步骤i制得的种子液2接种于发酵基础培养基中，流加糖溶液和营养盐溶液，控制糖溶液流加量使发酵体系中葡萄糖含量1.00-1.10%（质量百分比）；控制pH5.2，pH调节剂是10％（质量百分比）Na₂CO₃溶液，制得细胞浓度为3.5-4.0%（质量百分比）的异常汉逊酵母发酵培养液；

其中，在发酵时间1-8h时培养温度28℃，8-20h时培养温度35℃，在发酵时间1-15h时通气量1.5vvm，在发酵16-20h时通气量2.0vvm；

发酵基础培养基组分如下，均为体积百分比：

含固形物20wt%的玉米浆15%，250g/L的葡萄糖溶液5%，营养盐溶液5%，水75%；

其中，营养盐溶液每升含有：KH₂PO₄13.0g，(NH₄)₂SO₄94.16g，MgSO₄·7H₂O1.4g，ZnSO₄·7H₂O0.28g。

流加过程中的糖溶液为由葡萄糖配成的220g/L的葡萄糖溶液；

iii、将步骤ii制得的异常汉逊酵母发酵培养液，经离心、洗涤、再离心、再洗涤，得到含固形物12-14%的异常汉逊酵母乳；

红曲霉菌采用如下方法制备：

I、将红曲霉菌接种于固态培养基中，30℃～32℃培养，每隔4小时翻料一次，（将瓶放在手心内将料震碎）平摊料层，放倒培养48小时，制得固体种子；

上述固态培养基制备方法如下：

在500mL的三角瓶中加入麸皮16g，豆粕粉4g加16mL、0.1%的乳酸水溶液，充分搅匀，瓶口包扎新纱布8层，外包扎报纸2层，润料60min后，在121℃，灭菌30min，降温至30后接种；

II、将步骤I制得的固体种子接种于二次固态培养基中，30℃-32℃放倒摊平培养48小时，每隔3小时翻拌1次，制得二级固体种子；

二次固态培养基制备方法如下：

在3000mL的三角瓶中加入麸皮100g，豆粕粉20g加100mL，0.1%的乳酸水溶液，充分搅匀，瓶口包扎新纱布8层，外包扎报纸2层，润料60min后，在121℃，灭菌40min，降温至30℃后接种。

III、取步骤II制得的二级固体种子25g，接种于曲盒曲种培养基中，摊平料层，加盖无菌报纸，30℃～32℃培养，每隔4小时翻料一次，培养3天，制得发酵种子。以出现丰富孢子为准。

曲盒曲种培养基制备方法如下：

麸皮9㎏，豆粕粉1㎏，加0.2%乳酸水溶液7㎏。用纱布2层，每包500g，润料60min后，在121℃，灭菌40min，降温至30℃后接种。

IV、取步骤III制得的发酵种子10㎏接种于大池发酵培养基中，摊平料层，30℃～32℃培养，培养4天，以出现少量孢子为准，红曲霉菌体总数（CFU/g）≥1.5×10⁹。

大池发酵培养基制备方法如下：

麸皮450㎏，豆粕粉50㎏，加60℃、0.1%硫酸酸水溶液。润料60min后，均匀上锅，灭菌60min，降温至30℃后接种。

将上述原料按如下步骤制备脱水窖泥功能菌：

（1）取己酸菌菌液15重量份，酵母乳3重量份，红曲霉菌5重量份，脱水窖泥功能菌保护剂7重量份，食用淀粉70重量份，混合均匀，制得混合料；

（2）将步骤（1）制得的混合料采用挤压造粒工艺造粒，在45℃条件下烘干，制得粒径为0.8mm、水分含量为6.0～6.5%（重量百分比）的脱水窖泥功能菌。

实施例8

如实施例7所述的脱水窖泥功能菌，不同之处在于：

（1）取己酸菌菌液12重量份，酵母乳5重量份，红曲霉菌8重量份，脱水窖泥功能菌保护剂5重量份，食用淀粉75重量份，混合均匀，制得混合料；

（2）将步骤（1）制得的混合料采用挤压造粒工艺造粒，在48℃条件下烘干，制得粒径为0.8mm、水分含量为6.0～6.5%（重量百分比）的脱水窖泥功能菌；

（3）将步骤（2）制得的脱水窖泥功能菌进行密封包装。

对照例1

如实施例7所述的脱水窖泥功能菌，不同之处在于：

（1）取己酸菌菌液12重量份，酵母乳5重量份，红曲霉菌8重量份，食用淀粉75重量份，混合均匀，制得混合料；

（2）将步骤（1）制得的混合料采用挤压造粒工艺造粒，在48℃条件下烘干，制得粒径为0.8mm、水分含量为6.0～6.5%（重量百分比）的对照脱水窖泥功能菌1。

对照例2

如实施例7所述的脱水窖泥功能菌，不同之处在于：

（2）将步骤（1）制得的混合料采用挤压造粒工艺造粒，在48℃条件下烘干，制得粒径为0.8mm、水分含量为6.0～6.5%（重量百分比）的对照脱水窖泥功能菌2；

（3）将步骤（2）制得的对照脱水窖泥功能菌2进行密封包装。

对照例3

如实施例7所述的脱水窖泥功能菌，不同之处在于：

脱水窖泥功能菌保护剂采用中国专利文献CN101016527A（申请号200710006529.4）说明书实施例1记载的保护剂。

对照例4

如实施例7所述的脱水窖泥功能菌，不同之处在于：

脱水窖泥功能菌保护剂采用中国专利文献CN102168016A（申请号201110036089.3）说明书实施例1记载的保护剂。

试验例

脱水活性窖泥功能菌活细胞率（%）是指脱水活性窖泥功能菌活细胞，与脱水之前的活细胞之比。

脱水活性窖泥功能菌保存率（%）是指脱水活性窖泥功能菌在密封、37℃、连续封存7天后，与按上述处理工艺处理前的脱水活性窖泥功能菌活细胞之比。

测定方法：

1）直接测定脱水活性窖泥功能菌活细胞率；

2）成品密封放置在37℃温箱中7d，取出测活细胞保存率。

取实施例1～6制得的脱水窖泥功能菌保护剂分别按实施例7和实施例8的方法制得脱水窖泥功能菌。

经检测，实施例7采用实施例1制得的脱水活性窖泥功能菌，活细胞率为83%，保存率82%。

实施例8采用实施例1制得的脱水活性窖泥功能菌，活细胞率为85%，保存率83%。

经检测，实施例7采用实施例2制得的脱水活性窖泥功能菌，活细胞率为86%，保存率83%。

实施例8采用实施例2制得的脱水活性窖泥功能菌，活细胞率为86%，保存率83%。

经检测，实施例7采用实施例3制得的脱水活性窖泥功能菌，活细胞率为88%，保存率85%。

实施例8采用实施例3制得的脱水活性窖泥功能菌，活细胞率为85%，保存率81.6%。

经检测，实施例7采用实施例4制得的脱水活性窖泥功能菌，活细胞率为85%，保存率81%。

实施例8采用实施例4制得的脱水活性窖泥功能菌，活细胞率为84%，保存率82%。

经检测，实施例7采用实施例5制得的脱水活性窖泥功能菌，活细胞率为83%，保存率80%。

实施例8采用实施例5制得的脱水活性窖泥功能菌，活细胞率为84%，保存率81.5%。

经检测，实施例7采用实施例6制得的脱水活性窖泥功能菌，活细胞率为84%，保存率84%。

实施例8采用实施例6制得的脱水活性窖泥功能菌，活细胞率为84.6%，保存率81%。

对照例1制得的脱水活性窖泥功能菌活细胞率72%，保存率为73%。

对照例2制得的脱水活性窖泥功能菌活细胞率73%，保存率为72%。

对照例3制得的脱水活性窖泥功能菌活细胞率73%，保存率为74%。

对照例4制得的脱水活性窖泥功能菌活细胞率74%，保存率为75%。

应用例

采用实施例1-6制得的脱水窖泥功能菌保护剂经实施例8制得的脱水活性窖泥功能菌中，含活性细胞总数≥5×10⁸CFU/g，产品保质期1年以上。

该利用该发明生产的脱水活性窖泥功能菌产品，首先用于窖泥的生产，所生产的窖泥用于浓香型白酒新窖池的建立，利用该窖池发酵生产浓香型白酒，原酒己酸乙酯含量≥2.5g/L；乳酸乙酯含量≤1.8g/L，生产窖泥活性期≥10年。

结果分析

由上述实验可以发现，现有单一的Sp60或海藻糖或甘油或异维生素C钠在脱水窖泥功能菌中使用，有一定的效果。如：Sp60对酵母和红曲霉菌的活细胞保护效果较好；海藻糖对红曲霉菌的活细胞保护效果较好；甘油对己酸菌、异常汉逊酵母、红曲霉菌均有效果；异维生素C钠对异常汉逊酵母有保护效果，对己酸菌活细胞保护效果显著。

而由对照例3和对照例4的结果可以发现，虽然功能菌保护剂的组分相差1-2种，但导致脱水活性窖泥功能菌活细胞率和保存率大幅下降，说明Sp60、海藻糖、甘油和异维生素C钠之间起到相互促进的作用，如果改为其他类似功能成分，均会导致活细胞率和保存率的下降。

Claims

1.一种脱水窖泥功能菌保护剂，其特征在于，组分如下，均为重量百分比：

2.如权利要求1所述的脱水窖泥功能菌保护剂，其特征在于，组分如下，均为重量百分比：

3.权利要求1或2所述的脱水窖泥功能菌保护剂的制备方法，其特征在于，步骤如下：

4.权利要求1或2所述脱水窖泥功能菌保护剂在制备脱水窖泥功能菌中的应用。

5.如权利要求5所述的应用，其特征在于，包括如下步骤：

6.如权利要求5所述的应用，其特征在于，所述步骤（1）中的己酸菌菌液中己酸浓度：2.5～5.5g/L，己酸菌浓度为2.0～2.5×10⁹CFU/mL。

7.如权利要求5所述的应用，其特征在于，所述步骤（1）中的酵母乳为由异常汉逊酵母（Hansenula annoala Var.anomala）制得的酵母乳，固形物含量为12～14%（重量百分比）。

8.如权利要求5所述的应用，其特征在于，所述步骤（1）中的红曲霉菌的细胞总浓度为≥1.5×10⁹CFU/g。

9.如权利要求5所述的应用，其特征在于，所述步骤（2）中的造粒，采用挤压造粒工艺，粒径为0.8mm。

10.如权利要求5所述的应用，其特征在于，还包括将制得的脱水窖泥功能菌进行密封包装的步骤。