CN105316112B - 酵母菌降解β-胡萝卜素制备香料的方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种酵母菌降解β‑胡萝卜素制备香料的方法及其应用，首先将高活性酵母菌菌种按1.0～5.0％（V/V）接种量接入至基本培养液中制备成酵母菌种子培养液，然后制备β‑胡萝卜素乳化液，将由β‑胡萝卜素乳化液得到的发酵培养液与酵母菌种子培养液培养发酵24～96h，得到培养发酵液，最后将培养发酵液离心分离后采用有机溶剂进行萃取，旋转蒸发去除有机溶剂后得到香料。本发明生产步骤简单，易于操作，采用酿酒高活性酵母菌作为β‑胡萝卜素的生物降解菌株，成本较低，所用溶剂均可回收重复利用，制备得到的香料能够应用于添加至食品或日化产品中，香味清新醇正，具有较好的推广应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种酵母菌降解β-胡萝卜素制备香料的方法及其应用，属于香料制备技术领域。
背景技术
类胡萝卜素是链状或环状含有八个异戊二烯单位、四萜烯类头尾连接而成的多异戊二烯类化合物。包含α、β、γ等多种异构体，其中以β-胡萝卜素的含量最高。β-胡萝卜素是脂类物质，不溶于水，由于其含有多个双键结构，因此对许多因素都不稳定，如物理、化学和生物等。
β-胡萝卜素常用作食物色素，保健食品以及作为防晒化妆品成分，还可用作制造维生素A的原料。研究表明，β-胡萝卜素是植物中重要的潜在致香成分，其含量的高低会对植物香气品质有很大的影响。β-胡萝卜素经氧化降解后会形成多种香料物质，如大马酮、紫罗兰酮、二氢猕猴桃内酯、氧化异佛尔酮、柠檬醛等，对食品、日化产品香味有十分重要的作用。
发明内容
本发明的目的是为了解决用β-胡萝卜素为原料制备香料时方法复杂采用化学方法氧化降解制备的香料气味不醇正的问题，提供了一种制备方法简单，易于操作的酵母菌降解β-胡萝卜素制备香料的方法及其应用，制备出的香料香味清新醇正能够用于食品和日化中。
本发明采用如下技术方案：一种酵母菌降解β-胡萝卜素制备香料的方法，包括如下步骤：
（1）将高活性酵母菌菌种按1.0～5.0％（V/V）接种量接入至基本培养液中，于恒温摇床中培养24～48h，恒温摇床的温度为25～30℃，转速120～180rpm，得到酵母菌种子培养液；
（2）将β-胡萝卜素用正己烷完全溶解，然后加入质量为1～100倍β～胡萝卜素的吐温80进行乳化，乳化结束后置于旋转蒸发仪上进行旋转蒸发除去溶剂，旋转蒸发温度设置为25～40℃，得到β-胡萝卜素乳化液；
（3）将基本培养液添加到步骤（2）中的β-胡萝卜素乳化液中，使β～胡萝卜素浓度为0.10～0.50 mg/ml，得到发酵培养液，向发酵培养液中接入1.0～5.0％（V/V）的酵母菌种子培养液，然后在恒温摇床中在转速120～200rpm与温度26～30℃的条件下培养发酵24～96h，得到培养发酵液；
（4）将步骤（3）中得到的培养发酵液置于离心机中，转速为2000～10000rpm，分离10～40min，得到上清液去除酵母菌体，然后将上清液进行有机溶剂萃取，静置过夜，将萃取分离得到的有机相置于旋转蒸发仪中加热去除有机溶剂，旋转蒸发产物用丙二醇溶解，即得到香料。
进一步的，所述步骤（1）中的基本培养液中含有20％(m/V)马铃薯和2％(m/V)的葡萄糖。
进一步的，所述步骤（1）中高活性酵母菌菌种的接种量为基本培养液体积的2～4%（V/V）。
进一步的，所述步骤（2）中吐温80用量为β-胡萝卜素用量的10～100倍。
进一步的，步骤（3）中β-胡萝卜素浓度为0.20～0.40mg/ml，酵母菌种子培养液接种量为发酵培养液的1.0～3.0％(V/V)。
进一步的，所述步骤（3）中发酵培养液在恒温摇床中在转速150～180rpm与温度27～28℃的条件下培养发酵48～72h。
进一步的，所述步骤（4）中培养发酵液离心时离心机转速为2000～6000rpm，离心时间为20～40min。
进一步的，所述步骤（4）中萃取时的有机溶剂溶剂为正己烷、石油醚或乙酸乙酯。
进一步的，所述步骤（4）中旋转蒸发仪的温度为25～45℃，真空度在-0.08～-0.1MPa。
酵母菌降解β-胡萝卜素制备香料的方法制备出的烟用香料的应用，所述香料能够用于添加至食品、日化产品中，添加量为原料质量的0.01～0.05%。
本发明生产步骤简单，易于操作，采用酿酒高活性酵母菌作为β-胡萝卜素的生物降解菌株，成本较低，所用溶剂均可回收重复利用，制备得到的香料能够应用于添加至食品或日化产品中，香味清新醇正，具有较好的推广应用价值。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
本发明中使用的酵母菌选购于安琪酵母股份有限公司。
本发明中的基本培养液的制备方法如下：将200g的马铃薯洗净去皮，切成片后转移至烧杯中，加入1L水并用电磁炉煮沸20-30min，过滤后补水至1L，向其中加入2％(m/V)葡萄糖，使之完全溶解，然后分装于250ml三角瓶中，再在121℃下灭菌20min，制备得到基本培养液。
实施例一：
（1）将高活性酵母菌菌种按照以基本培养液体积计2.0％(V/V)接种量接入到含有以重量计20％(m/V)马铃薯和2％(m/V)葡萄糖的100ml基本培养液中，在恒温摇床中在温度28℃与转速150rpm的条件下培养24h，得到酵母菌种子培养液；
（2）将β-胡萝卜素用正己烷进行溶解，然后加入10倍β-胡萝卜素底物用量的吐温80进行乳化，旋转蒸发除去溶剂后直接加入适量基本培养液，所得溶液即为β-胡萝卜素乳化液；
（3）向100ml基本培养液中添加β-胡萝卜素乳化液，控制β-胡萝卜素浓度为0.20mg/ml，即得到发酵培养液，再接入以所述发酵培养液体积计2.0％(V/V)所述酵母菌种子液，然后在恒温摇床中在转速150rpm与温度28℃的条件下培养发酵24h，得到一种培养发酵液；
（4）将所述培养发酵液进行离心分离，除去酵母菌体，然后用等体积的正己烷进行萃取，静置过夜。将分离的有机相在温度为30℃、真空度为-0.1MPa的条件下完全除去溶剂，所得的残余物用10ml的丙二醇直接溶解，即得到基于类胡萝卜素生物降解产物的香料。
实施例二：
（1）将高活性酵母菌菌种按照以基本培养液体积计3.0％(V/V)接种量接入到含有以重量计20％(m/V)马铃薯和2％(m/V)葡萄糖的基本培养液中，在恒温摇床中在温度28℃与转速150rpm的条件下培养24h，得到酵母菌种子培养液；
（2）将β-胡萝卜素用正己烷进行溶解，然后加入50倍β-胡萝卜素底物用量的吐温80进行乳化，旋转蒸发除去溶剂后直接加入适量基本培养液，所得溶液即为β-胡萝卜素乳化液；
（3）向500ml基本培养液中添加β-胡萝卜素乳化液，控制β-胡萝卜素浓度为0.30mg/ml，即得到发酵培养液，再接入以所述发酵培养液体积计3.0％(V/V)所述酵母菌种子液，然后在恒温摇床中在转速150rpm与温度28℃的条件下培养发酵48h，得到一种培养发酵液；
（4）将所述培养发酵液进行离心分离，除去酵母菌体，然后用等体积的石油醚进行萃取，静置过夜。将分离的石油醚相通过在温度为35℃、真空度为-0.09MPa的条件下完全除去溶剂，所得的残余物用150ml丙二醇直接溶解，即得到基于类胡萝卜素生物降解产物的香料。将所得香料按照0.03%（m/m）的单料烟以及配方烟丝中进行感官鉴定；单料烟以及配方烟丝中添加β-胡萝卜素降解产物后，香气量明显增加，香气质得到提高，杂气、刺激性减轻，余味得到改善。
实施例三：
（1）将高活性酵母菌菌种按照以基本培养液体积计4.0％(V/V)接种量接入到含有以重量计20％(m/V)马铃薯和2％(m/V)葡萄糖的基本培养液中，在恒温摇床中在温度28℃与转速150rpm的条件下培养24h，得到酵母菌种子培养液；
（2）将β-胡萝卜素用正己烷进行溶解，然后加入100倍β-胡萝卜素底物用量的吐温80进行乳化，旋转蒸发除去溶剂后直接加入适量基本培养液，所得溶液即为β-胡萝卜素乳化液；
（3）向100ml基本培养液中添加β-胡萝卜素乳化液，控制β-胡萝卜素浓度为0.40mg/ml，即得到发酵培养液，再接入以所述发酵培养液体积计1.0％(V/V)所述酵母菌种子液，然后在恒温摇床中在转速150rpm与温度28℃的条件下培养发酵72h，得到一种培养发酵液；
（4）将所述培养发酵液进行离心分离，除去酵母菌体，然后等体积的乙酸乙酯进行萃取，静置过夜，将分离的乙酸乙酯相在温度为45℃、真空度为-0.1MPa的条件下完全去溶剂，所得的残余物用25ml丙二醇直接溶解，即得到基于类胡萝卜素生物降解产物的香料。将所得香料按照0.05%（m/m）的比例添加到单料烟以及配方烟丝中进行感官鉴定；单料烟以及配方烟丝中添加β-胡萝卜素降解产物后，香气量明显增加，香气质得到提高，杂气、刺激性减轻，余味得到改善。
Claims (2)
1.一种酵母菌降解β-胡萝卜素制备香料的方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）将高活性酵母菌菌种按1.0～5.0％（V/V）接种量接入至基本培养液中，于恒温摇床中培养24～48h，恒温摇床的温度为25～30℃，转速120～180rpm，得到酵母菌种子培养液，基本培养液中含有20％(m/V)马铃薯和2％(m/V)的葡萄糖；
（2）将β-胡萝卜素用正己烷完全溶解，然后加入质量为1～100倍β～胡萝卜素的吐温80进行乳化，乳化结束后置于旋转蒸发仪上进行旋转蒸发除去溶剂，旋转蒸发温度设置为25～40℃，得到β-胡萝卜素乳化液；
（3）将基本培养液添加到步骤（2）中的β-胡萝卜素乳化液中，使β～胡萝卜素浓度为0.10～0.50 mg/ml，得到发酵培养液，向发酵培养液中接入1.0～5.0％（V/V）的酵母菌种子培养液，然后在恒温摇床中在转速120～200rpm与温度26～30℃的条件下培养发酵24～96h，得到培养发酵液，吐温80用量为β-胡萝卜素用量的10～100倍；
（4）将步骤（3）中得到的培养发酵液置于离心机中，转速为2000～10000rpm，分离10～40min，得到上清液去除酵母菌体，然后将上清液进行有机溶剂萃取，静置过夜，将萃取分离得到的有机相置于旋转蒸发仪中加热去除有机溶剂，旋转蒸发产物用丙二醇溶解，即得到香料，萃取时的有机溶剂为正己烷、石油醚或乙酸乙酯，旋转蒸发仪的温度为25～45℃，真空度在-0.08～-0.1MPa。
2.采用权利要求1所述的酵母菌降解β-胡萝卜素制备香料的方法制备出的烟用香料的应用，其特征在于：所述香料能够用于添加至食品、日化产品中，添加量为原料质量的0.01～0.05%。
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