CN104531802A - 一种利用泡米水制备食用细菌纤维素的方法及其产品 - Google Patents

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于秋生
李珍妮
徐文婷
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Abstract

本发明涉及一种利用泡米水制备食用细菌纤维素的方法及其产品，属于食品生物技术领域。本发明利用米制品加工厂的泡米水为培养基原料，添加一定比例的蔗糖，经灭菌冷却后加醋酸调节pH，然后接入一定比例的木葡萄酸醋杆菌，采用静置方式发酵制备得到可食用细菌纤维素。该方法制备得到的可食用细菌纤维素产量高，有米香味，口感脆滑，是一种安全、健康的高纤维食品原料，而以泡米水为原料有效利用了米制品工厂的有机废水，减少污水排放，降低生产成本，提高了资源的再利用，促进了企业的可持续发展。

Description

一种利用泡米水制备食用细菌纤维素的方法及其产品
技术领域
本发明涉及一种利用泡米水制备食用细菌纤维素的方法及其产品，属于食品生物技术领域。
背景技术
中国稻谷种植历史悠久、品种繁多，大致可以分为籼米、粳米、糯米。通常籼米和粳米制作的产品有米发糕、米线等，糯米制作的产品有汤圆、粘糕、糍粑等，这些产品生产工艺前面步骤相同，均是先将米进行浸泡充分吸水，而后进行粉碎，浸泡过程会产生大量的泡米水，该部分即为工业有机废水，经分析测定发现泡米水的营养成分较为丰富，含有蛋白质、脂肪、碳水化合物和少量的矿物质和维生素。
细菌纤维素是通过木葡糖酸醋杆菌等在含有氮源、碳源和必须生长因子的培养基条件下发酵制成。膜状细菌纤维素具有良好的持水性能，较高的结晶度和聚合度，以及良好的生物相容性和生物降解性，可广泛用于食品、医药、航空、造纸等各个领域。目前发酵生产细菌纤维素通常采用椰子水作为培养基的主要成分，其虽然成本低廉、易于应用，但是其属于农产品椰子的副产品，极易腐败变质，在工业生产中需要投入大量人力、物力和财力对其进行保藏，并且每发酵生产椰果一次，都要重新采用新的椰子水进行发酵，这样，椰子水的利用率低，极大浪费了椰子水的资源。此外，随着细菌纤维素产品的应用领域不断扩大，仅采用椰子水作为发酵培养基得到的产品已经不能满足需求。
CN 102260724 A公开了一种用于发酵生产细菌纤维素的培养基，该工艺采用椰肉浆液为培养基中的细菌生长提供所需的碳源和氮源，扩大了椰子肉的应用，提高了其生产附加值。
CN 102250985 A公开了一种细菌纤维素发酵培养基，该工艺中采用椰子粕加水混匀得到的浆液为培养基中的细菌生长提供所需的碳源和氮源，扩大了椰子粕的应用，提高了其生产附加值。
本发明在总结现有技术的基础上，将泡米水作为培养基的原料，经混合添加其他成分后由木葡糖醋酸杆菌种子液发酵制得细菌纤维素，经过多次实验，研究完成了本发明。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用泡米水制备食用细菌纤维素的方法。
本发明的另一个目的是提供一种食用细菌纤维素。
本发明的技术方案为：
一种利用泡米水制备食用细菌纤维素的方法及其产品，包括调配、灭菌、调酸、接种、发酵等步骤，具体步骤为：
(1)调配：大米或糯米与水的质量比为1:3-4，40～45℃浸泡2～4h，或常温条件下浸泡6～12h，经分离得到泡米水，向泡米水中加入1％-6％的糖(以泡米水质量计)；
(2)灭菌：搅拌均匀后在121℃下灭菌15～20min，冷却至25-30℃；
(3)调酸：加酸调节pH值至2.8-4.0；
(4)接种：接入5-10％(以发酵液质量计)的木葡糖酸醋杆菌种子液；
(5)发酵：采用静置方式在28-36℃条件下发酵4-10天制得食用细菌纤维素。
根据本发明的一种优选实施方式，所述的泡米水固形物含量为0.5～1％，其中蛋白干基含量高于10％。
根据本发明的一种优选实施方式，所述的糖可以为蔗糖、葡萄糖或者两者的混合物。
根据本发明的一种优选实施方式，所述的酸可以为醋酸、柠檬酸或者乳酸。
根据本发明的一种优选实施方式，所述的静置方式发酵温度为30～34℃，发酵湿度为55～75％，发酵时间为6～9天。
根据本发明的一种优选实施方式，所述的静置发酵液的装液高度为2-5cm。
根据本发明的一种优选实施方式，所述制备得到的细菌纤维素产量为40-65％(以发酵液质量计)，固形物含量为5-15％，用质构仪测定其硬度为400-1000g，弹性为0.2-0.4，胶黏性为60-250。
本发明的有益效果：
1、由于泡米水中营养较丰富，本发明以泡米水为培养液发酵得到的食用细菌纤维素产量高，为50-70％，且产品具有一定的米香味。
2、本发明发酵培养液的pH值较低，在该条件下既能保证木葡萄酸醋杆菌的正常代谢过程，同时能有效抑制其它菌种的生长，提高生产过程的可控性。
3、制备食用细菌纤维素的培养基可以为米制品工厂的有机废水，不仅降低了生产成本，而且能有效减少污水排放，提高了资源的再利用。
具体实施方式
下面通过具体实施方式更详细的描述本发明
一种利用泡米水制备食用细菌纤维素的方法及其产品，包括调配、灭菌、调酸、接种、发酵等步骤。大米或糯米与水的质量比为1:3-4，40～45℃浸泡2～4h，或常温条件下浸泡6～12h，经分离得到泡米水，向泡米水中加入1％-6％的蔗糖(以泡米水质量计)，搅拌均匀后在121℃下灭菌15～20min，冷却至25-30℃，加醋酸调节pH值至2.8-4.0，然后接入5-10％(以发酵液质量计)的木葡糖酸醋杆菌种子液，采用静置方式在28-36℃条件下发酵4-10天制得食用细菌纤维素。
细菌纤维素具有很强的亲水性、持水性、凝胶特性、稳定性及不被人体消化的特点，以食品原料为培养基发酵制备的细菌纤维素是一种新型的保健食品，其口感脆滑咀嚼性好，富含膳食纤维，具有减肥、美容、降低胆固醇及改善肠道等功效，可广泛应用于各种食品的加工。
本发明采用泡米水为培养基，采用的泡米水其理化指标如表1所示，经过浸泡后的泡米水含有多种营养成分，其蛋白含量大于10％，还含有糖类、淀粉、微量元素等，这些物质为木葡萄酸醋杆菌提供了碳源及氮源，氮源主要用于菌体细胞物质和含氮代谢物的合成，碳是微生物生长的主要能量来源，所以泡米水是天然的培养基，能满足木葡萄酸醋杆菌的基本生长要求。在泡米水中再添加一定量的糖补充碳源，葡萄糖和蔗糖都是木葡萄酸醋杆菌产纤维素较好的碳源。
表1
浸泡后的泡米水除了其本身的营养物质外，由于米中存在一些天然的酶系及酸菌素，在浸泡时泡米水会有轻微的发酵，这些杂菌会影响木葡萄酸醋杆菌的生长，所以需要对泡米水进行灭菌处理。
有机酸的添加不仅补充了碳源的消耗，使纤维素产量提高，同时通过降低发酵液pH抑制杂菌生长使生产过程的可控性提高，但发酵液pH值不易过低，否则会抑制纤维素的生成，降低产量，而以醋酸、乳酸或柠檬酸来调节，都可以达到较好的效果。
发酵过程为静置培养，这样产出的细菌纤维素结构致密，形状完整，便于后续的加工过程，由于木葡萄酸醋杆菌是好氧菌，在发酵装液时容器的装液高度不应过高，防止容器底部的发酵液因氧气不足而影响产量。
实施例1：
以浸泡大米得到的泡米水为培养基原料，浸泡条件为40℃浸泡4h，泡米水固形物含量为0.6％，蛋白干基含量为11.64％，添加3％的蔗糖后121℃加热灭菌15min，冷却至25℃，接入5％的木葡糖酸醋杆菌种子液，用醋酸调节pH值为3.0，采用静置方式发酵后制得细菌纤维素，静置方式发酵温度为34℃，发酵湿度为55％，发酵时间为6天。
制备得到的细菌纤维素产量为58％，固形物含量为15％，用质构仪测定其硬度为870g，弹性为0.32，胶黏性为136。
实施例2：
以浸泡大米得到的泡米水为培养基原料，浸泡条件为常温条件下浸泡12h，泡米水固形物含量为1％，蛋白干基含量为12.12％，添加5％的蔗糖后121℃加热灭菌20min，冷却至30℃，接入10％的木葡糖酸醋杆菌种子液，用醋酸调节pH值为4.0，采用静置方式发酵后制得细菌纤维素，静置方式发酵温度为28℃，发酵湿度为75％，发酵时间为9天。
制备得到的细菌纤维素产量为52％，固形物含量为5％，用质构仪测定其硬度为550g，弹性为0.25，胶黏性为89。
实施例3：
以浸泡大米得到的泡米水为培养基原料，浸泡条件为常温条件下浸泡12h，泡米水固形物含量为1％，蛋白干基含量为12.12％，添加6％的葡萄糖后121℃加热灭菌20min，冷却至26℃，接入10％的木葡糖酸醋杆菌种子液，用醋酸调节pH值为4.0，采用静置方式发酵后制得细菌纤维素，静置方式发酵温度为28℃，发酵湿度为65％，发酵时间为9天。
制备得到的细菌纤维素产量为49％，固形物含量为7％，用质构仪测定其硬度为860g，弹性为0.27，胶黏性为232。
实施例4：
以浸泡大米得到的泡米水为培养基原料，浸泡条件为常温条件下浸泡12h，泡米水固形物含量为1％，蛋白干基含量为12.12％，添加3％的葡萄糖后121℃加热灭菌20min，冷却至26℃，接入8％的木葡糖酸醋杆菌种子液，用柠檬酸调节pH值为3.2，采用静置方式发酵后制得细菌纤维素，静置方式发酵温度为30℃，发酵湿度为70％，发酵时间为8天。
制备得到的细菌纤维素产量为45％，固形物含量为10％，用质构仪测定其硬度为814g，弹性为0.25，胶黏性为200。

Claims (8)

1.一种利用泡米水制备食用细菌纤维素的方法，其特征在于，包括调配、灭菌、调酸、接种、发酵等步骤。
2.根据权利要求1所述的利用泡米水制备食用细菌纤维素的方法，其特征在于，具体步骤为：
(1)调配：大米或糯米与水的质量比为1:3-4，40～45℃浸泡2～4h，或常温条件下浸泡6～12h，经分离得到泡米水，向泡米水中加入1％-6％的糖(以泡米水质量计)；
(2)灭菌：搅拌均匀后在121℃下灭菌15～20min，冷却至25-30℃；
(3)调酸：加酸调节pH值至2.8-4.0；
(4)接种：接入5-10％(以发酵液质量计)的木葡糖酸醋杆菌种子液；
(5)发酵：采用静置方式在28-36℃条件下发酵4-10天制得食用细菌纤维素。
3.根据权利要求2所述的利用泡米水制备食用细菌纤维素的方法，其特征在于，所述的泡米水固形物含量为0.5～1％，其中蛋白干基含量高于10％。
4.根据权利要求2所述的利用泡米水制备食用细菌纤维素的方法，其特征在于，所述的糖可以为蔗糖、葡萄糖或者两者的混合物。
5.根据权利要求2所述的利用泡米水制备食用细菌纤维素的方法，其特征在于：所述的酸为醋酸、柠檬酸或者乳酸。
6.根据权利要求2所述的利用泡米水制备食用细菌纤维素的方法，其特征在于，所述的静置方式发酵温度为30～34℃，发酵湿度为55～75％，发酵时间为6～9天。
7.根据权利要求2所述的利用泡米水制备食用细菌纤维素的方法，其特征在于，所述的静置发酵液的装液高度为2-6cm。
8.根据权利要求1-7任一项所述的方法制得的食用细菌纤维素，其特征在于，所述制备得到的细菌纤维素产量为40-65％(以发酵液质量计)，固形物含量为5-15％，用质构仪测定其硬度为400-1000g，弹性为0.2-0.4，胶黏性为60-250。
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