CN104705709A - 一种双期发酵生产海藻酵素的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种发酵生产营养海藻酵素的方法，以褐藻、红藻和绿藻等大型海藻中的一种或多种为基础，通过粉碎、匀浆、加热、调节PH等工艺，经食用级枯草芽孢杆菌进行一期发酵和食用级植物乳杆菌二期发酵，产生高活性的蛋白酶、淀粉酶等酵素成分和海藻活性寡糖等特定的生理活性物质，特别是改善了海藻的口味和易消化性，形成高品质的海藻酵素。
Description
技术领域 生物技术
背景技术 海藻是海产藻类植物（Algae）的统称，最常见的大型海藻包括褐藻（海带、裙带菜、羊栖菜等）、红藻（紫菜、石花菜、龙须菜、角叉菜、麒麟菜等）和绿藻（石莼、浒苔等）等，这些藻类可以食用，有的也可以入药。红藻、褐藻和绿藻的主要成分是具有不同基团特征和结构的大分子多糖，海藻多糖含量大于20%，分子量大，无还原性，人体不易吸收。不同的海藻多糖可以被专一性酵素降解成特征性的寡糖，寡糖具有还原性，可以用高锰酸钾滴定法和二硝基水杨酸法（DNS）方法检测出还原性，还原性的高低代表了产生寡糖的多少，特异性寡糖的产生赋予了这些海藻不同的生理功能。海藻酵素是以海藻为基质，经过微生物代谢和生物转化过程生成的具有海藻特定活性成分的酵素和特定产物的产品。
发明内容 本发明提供了一种发酵生产营养海藻酵素的方法，该生产技术是以两种主要微生物在海藻浆中的代谢为基础，采用合理的工艺，使得海藻得以充分的发酵，产生高活性的酵素和特定的生理活性物质特别是改善了海藻的口味和易消化性，形成高品质的海藻酵素。该技术发明是通过将海藻粉碎、匀浆、加热、调节PH，经食用级枯草芽孢杆菌进行一期发酵和食用级植物乳杆菌二期发酵、分离而获得液体海藻酵素。具体通过以下步骤实施：
（1）原料处理：选择符合食品卫生标准的海藻原料，鲜海藻原料或干海藻复水后经剪切、加水均质后移入发酵罐，搅拌灭菌，降温至30～50℃备用；
（2）发酵菌种准备：将食用级枯草芽孢杆菌固体干粉菌剂与植物乳杆菌干粉菌剂，接种前用无菌生理盐水分别配制成5～20%的菌悬液，备用；
（3）一期发酵：将灭菌好的发酵基质30～50℃保温状态下，按接种量1～2%无菌接入配制好的枯草芽孢杆菌悬液，搅拌发酵，发酵条件：30～50℃发酵2～5天，停止搅拌，结束发酵；
（4）二期发酵：一期发酵结束以后，温度降至20～40℃，按接种量1～2%无菌接入配制好的植物乳杆菌悬液，20～40℃，搅拌5分钟，停止搅拌，静置培养2～4天，pH 4～5；
（5）后期处理：将发酵好的海藻酵素通过固液分离获得液体酵素，亦可进一步将液体酵素通过喷雾干燥制成海藻酵素干粉；
（6）活性成分检测：该方法获得的海藻酵素具有蛋白酶活性、淀粉酶活性，同时具备海藻活性寡糖等活性成分。
本发明提供的海藻酵素可分为褐藻酵素、红藻酵素和绿藻酵素。褐藻酵素是以海带(Laminaria japonica)、昆布(Ecklonia kurome)、裙带菜(Undaria pinnatifida)、羊栖菜(Hizikia fusifarme)等褐藻中的一种或多种制备成的海藻浆为基础发酵而成；红藻酵素是以紫菜(Porphyra)、石花菜(Gelidium amansii)、江蓠(Gracilaria)、角叉菜 (Chondrus ocellatus Holm.)、麒麟菜(Eucheuma muricatum)等食用红藻中的一种或多种为基础发酵而成；绿藻是以石莼(Ulva lactuca)、浒苔(Enteromorpha)等绿藻中的一种或多种为基础发酵而成。
本发明的特点是获得的海藻酵素具有蛋白酶活性、淀粉酶活性，同时具备经发酵产生的大量（>2%）海藻活性寡糖如甘露糖醛酸寡糖、古罗糖醛酸寡糖、半乳寡糖、半乳内醚寡糖和鼠李寡糖中一种或多种寡糖，海藻酵素寡糖的生成是通过其特定的海藻多糖发酵过程被降解成相应的寡糖该方法生产的酵素产生的蛋白酶、淀粉酶和不同海藻的特定性寡糖的采用以下国标方法检测：
蛋白酶活性测定采用GB/T 23527-2009或SB/T 10317-1999；
淀粉酶活性测定方法采用GBT 24401-2009；
寡糖含量测定采用GB/T 5009.7-2008或二硝基水杨酸法。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明
实施例1
褐藻酵素的发酵方法，包括以下步骤：
原料处理：选择干净且符合食品卫生标准的海带原料，鲜海带原料经剪切，按重量1:10的比例（1kg海带+10kg的水）加水均质后移入发酵罐，干海带要先进行8-10小时复水，沥干水后经剪切，按重量1:10的比例（1kg海带+10kg的水）加水均质后移入发酵罐，搅拌灭菌，降温至40±2℃备用。
准备发酵菌种：将食用级枯草芽孢杆菌固体干粉菌剂（1010CFU/g）接种前用无菌生理盐水配制成10%的菌悬液；植物乳杆菌干粉菌剂（109CFU/g），接种前用无菌生理盐水配制成10%的菌悬液。
一期发酵：将灭菌好的发酵基质40℃保温状态下，按接种量1%无菌接入配制好的枯草芽孢杆菌悬液，搅拌发酵，发酵条件：40℃发酵2天，停止搅拌，结束发酵。
二期发酵：一期发酵结束以后，温度降至30℃，按接种量１％无菌接入配制好的植物乳杆菌悬液，30℃，搅拌5分钟，停止搅拌，静置培养2天，pH 4-4.5。
后期处理：将发酵好的海藻酵素通过固液分离获得液体酵素，也可以进一步将固液分离的海藻酵素液通过喷雾干燥制成海藻酵素干粉。
活性成分检测：该方法获得的海藻酵素具有蛋白酶活性、淀粉酶活性，同时具备甘露糖醛酸和古罗糖醛酸寡糖等活性成分。检测方法：蛋白酶活性GB/T 23527-2009；淀粉酶活性：GBT 24401-2009，寡糖含量测定：二硝基水杨酸法。
实施例2
红藻酵素的发酵方法，包括以下步骤：
原料处理：选择干净且符合食品卫生标准的紫菜原料，鲜紫菜原料经剪切，按重量1:15的比例（1kg混合海藻+15kg的水）加水均质后移入发酵罐，干海藻要先进行8-10小时复水，沥干水后经剪切，按重量1:15的比例（1kg混合海藻+15kg的水）加水均质后移入发酵罐，搅拌灭菌，降温至40±2℃备用。
准备发酵菌种：将食用级枯草芽孢杆菌固体干粉菌剂（1010CFU/g）接种前用无菌生理盐水配制成10%的菌悬液，植物乳杆菌干粉菌剂（109CFU/g），接种前用无菌生理盐水配制成10%的菌悬液。
一期发酵：将灭菌好的发酵基质40℃保温状态下，按接种量1.5%无菌接入配制好的枯草芽孢杆菌悬液，搅拌发酵，发酵条件：40℃发酵4天，停止搅拌，结束发酵。
二期发酵：一期发酵结束以后，温度降至30℃，按接种量1%无菌接入配制好的植物乳杆菌悬液，30℃，搅拌5分钟，停止搅拌，静置培养2-3天，pH4-4.5。
后期处理：将发酵好的红藻酵素通过固液分离获得液体酵素，也可以进一步将固液分离的红藻酵素液通过喷雾干燥制成红藻酵素干粉。
活性成分检测：该方法获得的海藻酵素具有蛋白酶活性、淀粉酶活性，同时具备半乳寡糖和半乳内醚寡糖等活性成分。检测方法：蛋白酶活性GB/T 23527-2009；淀粉酶活性：GBT 24401-2009，寡糖含量测定：二硝基水杨酸法。
实施例3
绿藻酵素的发酵方法，包括以下步骤：
原料处理：选择干净且符合食品卫生标准的石莼原料，鲜石莼原料经剪切，按重量1:10的比例（1kg石莼+10kg的水）加水均质后移入发酵罐，干石莼要先进行8-10小时复水，沥干水后经剪切，按重量1:10的比例（1kg石莼+10kg的水）加水均质后移入发酵罐，搅拌灭菌，降温至40±2℃备用。
准备发酵菌种：将食用级枯草芽孢杆菌固体干粉菌剂（1010CFU/g）接种前用无菌生理盐水配制成10%的菌悬液，植物乳杆菌干粉菌剂（109CFU/g），接种前用无菌生理盐水配制成10%的菌悬液。
一期发酵：将灭菌好的发酵基质40℃保温状态下，按接种量1.5%无菌接入配制好的枯草芽孢杆菌悬液，搅拌发酵，发酵条件：40℃发酵3天，停止搅拌，结束发酵。
二期发酵：一期发酵结束以后，温度降至30℃，按接种量1%无菌接入配制好的植物乳杆菌悬液，30℃，搅拌5分钟，停止搅拌，静置培养2天，pH4-5。
后期处理：将发酵好的绿藻酵素通过固液分离获得液体酵素，也可以进一步将固液分离的绿藻酵素液通过喷雾干燥制成绿藻酵素干粉。
活性成分检测：该方法获得的海藻酵素具有蛋白酶活性、淀粉酶活性，同时具备鼠李寡糖，检测方法：蛋白酶活性GB/T 23527-2009；淀粉酶活性：GBT 24401-2009，寡糖含量测定：二硝基水杨酸法。
Claims (4)
1.一种双期发酵生产海藻酵素的方法，其特征是采用枯草芽孢杆菌进行一期发酵，再采用植物乳杆菌进行二期发酵获得具有酶活性和特征性寡糖的海藻酵素，包括以下步骤：
（1）原料处理：选择符合食品卫生标准的海藻原料，鲜海藻原料或干海藻复水后经剪切、加水均质后移入发酵罐，搅拌灭菌，降温至30～50℃备用；
（2）发酵菌种准备：将食用级枯草芽孢杆菌固体干粉菌剂与植物乳杆菌干粉菌剂，接种前用无菌生理盐水分别配制成5～20%的菌悬液，备用；
（3）一期发酵：将灭菌好的发酵基质30～50℃保温状态下，按接种量1～2%无菌接入配制好的枯草芽孢杆菌悬液，搅拌发酵，发酵条件：30～50℃发酵2～5天，停止搅拌，结束发酵；
（4）二期发酵：一期发酵结束以后，温度降至20～40℃，按接种量1～2%无菌接入配制好的植物乳杆菌悬液，20～40℃，搅拌5分钟，停止搅拌，静置培养2～4天，pH 4～5；
（5）后期处理：将发酵好的海藻酵素通过固液分离获得液体酵素，亦可进一步将液体酵素通过喷雾干燥制成海藻酵素干粉；
（6）活性成分检测：该方法获得的海藻酵素具有蛋白酶活性、淀粉酶活性，同时具备海藻活性寡糖等活性成分，均可采用相关国标方法检测。
2.根据权利要求1，以一种或多种褐藻为原料经上述双期发酵而获得褐藻酵素，其特征是含有特征性活性寡糖——甘露糖醛酸寡糖和古罗糖醛酸寡糖。
3.根据权利要求1，以一种或多种红藻为原料经上述双期发酵而获得红藻酵素，其特征是含有特征性活性寡糖——半乳寡糖和半乳内醚寡糖。
4.根据权利要求1，以一种或多种绿藻为原料经上述双期发酵而获得绿藻酵素，其特征是含有特征性活性寡糖——鼠李寡糖。
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