CN104498318A - 一种果醋发酵营养盐及其使用方法 - Google Patents

一种果醋发酵营养盐及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种果醋发酵营养盐及其使用方法，属于生物技术领域。所述营养盐由以下重量份数的组分组成：复合氨基酸5-11份，复合维生素1-4份，复合微量元素0.005-0.01份，乙酸钠0-30份，磷酸二氢钾20-45份，蔗糖20-45份，酵母抽提物2-5份，山梨糖醇0-3份。在以果酒为原料的果醋液态发酵生产过程中，利用本发明公开的营养盐及其使用方法，能够显著促进菌体生长，提高菌体活性，从而提高发酵效率，缩短发酵时间，节约生产成本。此外该营养盐的使用方法是根据乙醇浓度计算出营养盐的添加量，而不是将营养盐固定在某一添加范围之内，对于以乙醇为底物的醋酸发酵不仅保证了其发酵效率而且提高了原料的利用率。

Description

一种果醋发酵营养盐及其使用方法
技术领域：
本发明涉及一种果醋发酵营养盐及其使用方法，利用该营养盐以果酒为原料生产果醋能提高菌体活性，缩短发酵周期，提高生产效率，属于生物技术领域。
背景技术：
果醋是以水果为主要原料，经酒精发酵和醋酸发酵制得的酸性调味品。其中，醋酸发酵阶段常采用液态深层发酵法，以果酒为原料，利用醋酸菌进行发酵。
醋酸发酵过程主要涉及到两种膜结合的酶：乙醇脱氢酶(ADH)和乙醛脱氢酶(ALDH)，底物乙醇在ADH的作用下生成乙醛，乙醛接着被ALDH催化产生醋酸。氨基酸对醋酸菌的生长有一定促进作用。酵母浸粉营养丰富，含有丰富的氨基酸以及功能性多肽，还含有葡聚糖和甘露聚糖等多糖以及核苷酸、B族维生素等，富含多种微量元素，是发酵工业常用的营养物质，此外，糖类、金属离子、维生素等物质均对醋酸菌的生长及醋酸发酵效率有重要影响。同时，氨基酸与醇类反应生成的酯类物质又可以改善果醋产品的风味。
公布号为CN 103060237 A的发明专利明涉及一种营养盐，由以下重量份数的原料组成：柠檬酸铵4-25份，无水乙酸钠8-32.5份，磷酸二氢钾4-25份，七水硫酸镁1-3份，硫酸锰0.4-2份，谷氨酸40-60份，精氨酸2-4份，组氨酸1-2份，苏氨酸0.8-3.25份，蛋氨酸1-3份，谷氨酰胺1-3份，吡哆醇0.004-0.008份，氯化胆碱0.4-1.2份。该发明氨基酸和维生素的添加可替代酵母膏、蛋白胨等营养丰富的成分，同时可以在一定时间内提高菌体浓度和菌体活力，改善最终饮品的口感和色泽。
公布号为CN 102443549 A的发明专利涉及一种醋酸菌发酵营养盐，该营养盐包括26％-27％(重量)水解酵母粉，15％-16％(重量)柠檬酸铵，44％-45％(重量)葡萄糖，4％-5％(重量)磷酸氢二钾，3％-4％(重量)磷酸氢二钠，5％-6％(重量)硫酸镁，并且公布了该营养盐的使用方法，即将上述醋酸菌发酵营养盐以1‰-5‰(w/v)添加量，发酵前12小时溶解于水中，配制成醋酸菌发酵营养盐溶液。
目前已报导的大多是针对酒精醋发酵的营养盐，但果酒中营养成分与酒精醋发酵原料差别较大，针对酒精醋发酵的营养盐并不适用于果醋发酵，且针对酒精醋发酵的营养盐可能影响果醋产品的品质。
本发明公开了适用于果醋发酵营养盐中复合氨基酸、复合维生素、山梨糖醇等营养成份的组成和比例，该营养盐提高了菌体对乙醇和醋酸的耐受性，同时提高菌体催化活性，从而提高果醋发酵效率。并且本发明营养盐的使用方法是根据乙醇浓度计算出营养盐的添加量，而不是将营养盐固定在某一添加范围之内(如公布号为CN 102443549 A的发明专利将营养盐按照1‰-5‰(w/v)的添加量配制醋酸菌发酵溶液)，从而避免了当乙醇浓度过低导致的营养盐浪费或者当乙醇浓度过高导致的营养盐不足的现象，不仅保证了果醋发酵效率并且提高了原料的利用率。
发明内容：
本发明解决上述技术问题的方案之一是提供一种能够促进果醋发酵的营养盐，以提高果醋发酵效率。
所述果醋发酵营养盐由以下重量份数的组分组成：复合氨基酸5-11份，复合维生素1-4份，复合微量元素0.005-0.01份，乙酸钠0-30份，磷酸二氢钾20-45份，蔗糖20-45份，酵母抽提物2-5份，山梨糖醇0-3份。
优选的，所述果醋发酵营养盐由以下重量份数的组分组成：复合氨基酸6-9份，复合维生素1-2份，复合微量元素0.005-0.008份，乙酸钠0-30份，磷酸二氢钾20-30份，蔗糖20-30份，酵母抽提物2-5份，山梨糖醇0-1.5份。
所述复合氨基酸由以下重量份数的组分组成：谷氨酸40份、酪氨酸30份、脯氨酸15份、天冬氨酸15份。
所述复合维生素由以下重量份数的组分组成：维生素B2 30份，维生素B5 35份，维生素B12 30份。
所述复合微量元素由以下重量份数的组分组成：硫酸锰10份，亚硫酸铁70份，硫酸铜5份，硫酸锌5份，钼酸铵10份。
该营养盐中添加山梨糖醇的主要目的是提高菌体催化活性，从而提高发酵效率。
本发明解决所技术问题的方案之二是提供一种果醋发酵营养盐的使用方法，具体为：发酵前按果酒中乙醇与营养盐质量比为10:0.5-10:2的比例添加至果酒中，利用自吸式发酵罐进行液态果醋发酵。
有益效果：
(1)在以果酒为原料的果醋液态发酵生产过程中，利用本发明公开的营养盐及其使用方法，能够显著促进菌体生长，提高菌体活性，从而提高发酵效率，缩短发酵时间，节约生产成本。其中发酵时间缩短12小时，生产强度提高20-83％。
(2)利用本发明公开的营养盐及其使用方法，在提高果醋发酵效率的同时，还可以改善产品风味，丰富产品营养结构，利用该方法生产的果醋具有果香浓郁、营养丰富等特点。
(3)在以果酒为原料的果醋液态发酵生产过程中，利用本发明公开的营养盐及其使用方法，能够按照乙醇浓度确定营养盐添加量，有利于提高营养盐使用效率，降低生产成本。
(4)本发明所提供的营养盐中所添加的山梨糖醇成分，能够促进菌体生长，提高菌体活性，缩短发酵周期，生产效率提高13％左右。
附图说明：
图1苹果醋发酵过程曲线
图2苹果醋分割发酵过程曲线
图3山楂果醋发酵过程曲线
图4山梨糖醇对苹果醋发酵的影响
具体实施方式：
下面结合具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
实施例1：果醋发酵营养盐在苹果醋发酵中的应用
实验分为实验组和对照组：
(1)制备种子液：
发酵菌种：巴氏醋杆菌(Acetobacter pasteurianus)CGMCC No.3089(购自中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，邮编100101)。
从斜面取巴氏醋杆菌CGMCC 3089接种于种子培养基中，在30℃，180转/分钟条件下摇床培养24小时。按10％(v/v)的接种量转接入新鲜的种子培养基中进行放大培养。
种子培养基组成：葡萄糖20g/L，酵母膏15g/L，乙醇3.5％(v/v)。
(2)苹果醋发酵
按10％(v/v)的接种量，将(1)中获得种子液接种至发酵罐中，以苹果酒为原料发酵生产苹果醋。苹果酒中乙醇含量为8％(v/v)。
发酵过程中控制发酵温度为：30℃；通风量：0.1(v/v)/min。
实验组发酵前将一定量的的营养盐直接添加至苹果酒中。
营养盐组成为：复合氨基酸5份，复合维生素1份，复合微量元素0.006份，乙酸钠5份，磷酸二氢钾20份，蔗糖20份，酵母抽提物2份，山梨糖醇1.5份。果酒中的乙醇与营养盐的比例为10:1.2，即添加营养盐至约7.5g/L。
所述复合氨基酸由以下重量份数的组分组成：谷氨酸40份、酪氨酸30份、脯氨酸15份、天冬氨酸15份。
所述复合维生素由以下重量份数的组分组成：维生素B2 30份，维生素B5 35份，维生素B12 30份。
所述复合微量元素由以下重量份数的组分组成：硫酸锰10份，亚硫酸铁70份，硫酸铜5份，硫酸锌5份，钼酸铵10份。
对照组不添加营养盐,直接以乙醇含量为8％(v/v)的苹果酒为原料发酵生产苹果醋。
比较实验组和对照组的苹果醋在发酵过程曲线如图1，对其各个指标进行分析如表1，可知添加营养盐的苹果酒较未加营养盐的苹果酒发酵周期减少12小时，生产强度提高了30.5％，同时提高了ADH和ALDH酶活，促进菌体生长。
表1 营养盐对苹果醋发酵效率的影响
实施例2：果醋发酵营养盐在分割发酵生产苹果醋中的应用
实验分为实验组和对照组：
(1)制备种子液：
发酵菌种：Acetobacter pasteurianus HN 101(购自上海市酿造科学研究所，地址：上海上海市东余杭路1175号，邮编200080。)
从斜面取巴氏醋杆菌HN 101接种于种子培养基中，在30℃，180转/分钟条件下摇床培养24小时。按10％(v/v)的接种量转接入新鲜的种子培养基中进行放大培养。
种子培养基组成：葡萄糖20g/L，酵母膏15g/L，乙醇3.5％(v/v)。
(2)起始苹果醋发酵：
按15％(v/v)的接种量，将步骤(1)中获得种子液接种至发酵罐中，在30℃条件下以苹果酒为原料进行发酵。苹果酒乙醇含量为8％(v/v)。
实验组发酵前将营养盐按一定比例直接添加至苹果酒中。
营养盐组成为：复合氨基酸7份，复合维生素2份，复合微量元素0.006份，乙酸钠19份，磷酸二氢钾33份，蔗糖33份，酵母抽提物3份，山梨糖醇3份。果酒中乙醇与营养盐的比例为10:1.1，即添加营养盐至约6.9g/L。
所述复合氨基酸由以下重量份数的组分组成：谷氨酸40份、酪氨酸30份、脯氨酸15份、天冬氨酸15份。
所述复合维生素由以下重量份数的组分组成：维生素B2 30份，维生素B5 35份，维生素B12 30份。
所述复合微量元素由以下重量份数的组分组成：硫酸锰10份，亚硫酸铁70份，硫酸铜5份，硫酸锌5份，钼酸铵10份。
对照组不添加营养盐，直接以乙醇含量为8％(v/v)的苹果酒为原料进行发酵。
(3)苹果醋分割发酵：
步骤(2)中发酵至乙醇浓度5g/L以下后取出30％(体积比)的发酵液，补充同体积的新鲜苹果酒，进行分割发酵。
实验组补料前将营养盐直接添加至新鲜苹果酒中。
营养盐组成为：复合氨基酸8份，复合维生素2份，复合微量元素0.006份，乙酸钠15份磷酸二氢钾42份，蔗糖42份，酵母抽提物5份，山梨糖醇3份。果酒中乙醇与营养盐的比例为10:1，即添加营养盐至约6.3g/L。
对照组分割发酵不添加营养盐。
发酵过程控制发酵温度为：32℃；通风量：0.12(v/v)/min。
(4)重复步骤3进行下一次分割发酵。
比较实验组与对照组的苹果醋分割发酵过程曲线如图2，对其各个指标进行分析如表2，可知添加营养盐的苹果酒较未加营养盐的苹果醋发酵平均分割发酵周期减少12小时，生产强度提高了83.2％，同时显著提高酶活，促进菌体生长。
表2 营养盐对苹果醋分割发酵的影响
实施例3：果醋发酵营养盐在山楂果醋发酵中的应用
实验分为实验组和对照组：
(1)制备种子液：
发酵菌种：Acetobacter rancens AS 1.41(购自中国科学院微生物研究所，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，邮编100101)。
从斜面取恶臭醋杆菌AS 1.41接种于种子培养基中，在30℃，180转/分钟条件下摇床培养24小时。按10％(v/v)的接种量转接入新鲜的种子培养基中进行放大培养。
种子培养基组成：葡萄糖20g/L，酵母膏15g/L，乙醇3.5％(v/v)。
(2)山楂果醋发酵
按10％(v/v)的接种量，将(1)中获得种子液接种至发酵罐中，以山楂果酒为原料发酵生产山楂果醋。山楂果酒中乙醇含量为8％(v/v)。发酵过程中控制发酵温度为：30℃；通风量：前期0.1(v/v)/min。
实验组发酵前将营养盐按一定比例直接添加至山楂果酒中。
营养盐组成为：复合氨基酸8份，复合维生素3份，复合微量元素0.008份，乙酸钠20份，磷酸二氢钾30份，蔗糖35份，酵母抽提物4份，山梨糖醇1份。果酒中乙醇与营养盐的比例为10:0.5，即添加营养盐至约3.15g/L。
对照组发酵过程不添加营养盐，以乙醇含量为8％(v/v)的山楂果酒为原料发酵生产山楂果醋。
比较实验组与对照组的山楂果醋在发酵过程曲线如图3，对其各个指标进行分析如表3，可知添加营养盐的山楂果酒较未加营养盐的山楂果酒发酵周期减少12小时，生产强度提高了21.7％，同时显著提高酶活，促进菌体生长。
表3 营养盐对山楂果醋发酵效率的影响
实施例4：营养盐中山梨糖醇浓度对果醋发酵的影响
实验分为实验组和对照组：
(1)制备种子液：
发酵菌种：巴氏醋杆菌(Acetobacter pasteurianus)CGMCC No.3089(购自中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，邮编100101)。
从斜面取巴氏醋杆菌CGMCC 3089接种于种子培养基中，在30℃，180转/分钟条件下摇床培养24小时。按10％(v/v)的接种量转接入新鲜的种子培养基中进行放大培养。
种子培养基组成：葡萄糖20g/L，酵母膏15g/L，乙醇3.5％(v/v)。
(2)苹果醋发酵
按10％(v/v)的接种量，将(1)中获得种子液接种至发酵罐中，以苹果酒为原料发酵生产苹果醋。苹果酒中乙醇含量为8％(v/v)。
发酵过程中控制发酵温度为：30℃；通风量：0.1(v/v)/min。
实验组发酵前将营养盐直接添加至苹果酒中。
实验组营养盐组成为：复合氨基酸7.5份，复合维生素2份，复合微量元素0.006份，乙酸钠25份，磷酸二氢钾30份，蔗糖30份，酵母抽提物3份，山梨糖醇2.5份。果酒中乙醇与营养盐的比例为10:2，即添加营养盐约12.5g/L。
对照组发酵前将营养盐直接添加至苹果酒中。
对照组营养盐组成为：复合氨基酸7.5份，复合维生素2份，复合微量元素0.006份，乙酸钠25份，磷酸二氢钾30份，蔗糖30份，酵母抽提物3份。果酒中乙醇浓度与营养盐的比例为10:2，即添加营养盐至约12.5g/L。
比较实验组和对照组的苹果醋发酵过程曲线如图4，对其各个指标进行分析如表4，可知山梨糖醇可以促进菌体生长，缩短发酵周期，提高发酵效率。添加山梨糖醇的实验组苹果醋发酵较未加山梨糖醇的对照组发酵周期减少6小时，生产强度提高了13.6％，同时提高ADH和ALDH酶活，促进菌体生长。
表4 山梨糖醇对发酵效率的影响
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种果醋发酵营养盐，其特征在于，由以下重量份数的组分组成：复合氨基酸5-11份，复合维生素1-4份，复合微量元素0.005-0.01份，乙酸钠0-30份，磷酸二氢钾20-45份，蔗糖20-45份，酵母抽提物2-5份，山梨糖醇0-3份。
2.如权利要求1所述的一种果醋发酵营养盐，其特征在于，由以下重量份数的组分组成：复合氨基酸6-9份，复合维生素1-2份，复合微量元素0.005-0.008份，乙酸钠0-30份，磷酸二氢钾20-30份，蔗糖20-30份，酵母抽提物2-5份，山梨糖醇0-1.5份。
3.如权利要求1或2任意一项所述的果醋发酵营养盐，其特征在于，所述复合氨基酸由以下重量份数的组分组成：谷氨酸40份、酪氨酸30份、脯氨酸15份、天冬氨酸15份。
4.如权利要求1或2任意一项所述的果醋发酵营养盐，其特征在于，所述复合维生素由以下重量份数的组分组成：维生素B2 30份，维生素B5 35份，维生素B12 30份。
5.如权利要求1或2任意一项所述的果醋发酵营养盐，其特征在于，所述复合微量元素由由以下重量份数的组分组成：硫酸锰10份，亚硫酸铁70份，硫酸铜5份，硫酸锌5份，钼酸铵10份。
6.如权利要求1-5任意一项所述果醋发酵营养盐的使用方法，其特征在于，具体为：发酵前按果酒中的乙醇与营养盐质量比为10:0.5-10:2的比例添加至果酒中，进行发酵。
7.如权利要求1-5任意一项所述果醋发酵营养盐在果醋发酵中的应用。
8.如权利要求6所述的果醋发酵营养盐的使用方法，其特征在于，发酵前按果酒中的乙醇与营养盐质量比为10:1.2的比例添加至果酒中，进行发酵。
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