发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种万寿菊发酵处理方法,同时获得乳酸菌和生产叶黄素的原料,能够提高乳酸菌的产酸量,缩短反应时间,降低生产成本,制备得到的乳酸钙纯度高,发酵后的菊花渣可用于提取叶黄素,整个过程不产生废弃物、无污染。
为解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:
一种万寿菊发酵处理方法,包括用微生物对万寿菊进行发酵的过程,发酵原料包括万寿菊鲜花、钙源化合物和乳酸菌菌液,同时得到含有乳酸钙的发酵渗出液和菊花渣,所述钙源化合物为碳酸钙、氢氧化钙、碳酸氢钙中的任一种或几种的混合。
本发明技术方案的进一步改进在于:所述乳酸菌为赖氏乳杆菌、嗜热链球菌、肠膜明串珠菌、保加利亚乳杆菌中的任一种。
本发明技术方案的进一步改进在于:发酵池底部先铺一层万寿菊鲜花再放入预混原料,预混原料的pH为5.0~8.5,发酵时的温度为25~40℃,厌氧发酵25~32天。
本发明技术方案的进一步改进在于:预混原料中乳酸菌菌液、钙源化合物和万寿菊鲜花的质量比为1:20~100:200~800。
本发明技术方案的进一步改进在于:发酵池底部铺的万寿菊鲜花与预混原料的高度比为1:4~6;预混原料pH为5.5~7.2。
本发明技术方案的进一步改进在于:厌氧发酵时采用厚度为0.2~0.6mm的黑色薄膜将发酵池严密覆盖。
本发明技术方案的进一步改进在于:乳酸菌菌液的制备方法是在液体增菌培养基中接种质量百分含量为1~5%的乳酸菌菌种,然后在25~40℃下培养至有效活菌数至少为100亿个/mL。
本发明技术方案的进一步改进在于:所述液体增菌培养基的制备方法为每升水中加入5g乳糖、20g葡萄糖、10g蛋白胨、10g牛肉浸膏、5g酵母粉、1mL吐温-80、5g醋酸钠、2g磷酸氢二钾、2g柠檬酸铵、0.2g硫酸镁、0.05g硫酸锰,然后在110~120℃下高压蒸汽灭菌25~40min。
本发明技术方案的进一步改进在于:将发酵过程中发酵渗出液通过发酵池底部的暗沟及时抽出,抽出的发酵渗出液离心后,将上清液过滤、浓缩、结晶、抽滤后得到乳酸钙。
本发明技术方案的进一步改进在于:发酵渗出液离心前经两次沉降,每次10~20小时,离心时转速为2500~3000r/min,过滤时采用200~300目滤网,浓缩时采用烘箱,温度为40~70℃,浓缩至滤液体积的10~20%,结晶温度为4℃。
由于采用了上述技术方案,本发明取得的技术进步是:
本发明需要解决的技术问题是提供一种万寿菊发酵处理方法,同时获得乳酸菌和生产叶黄素的原料,能够提高乳酸菌的产酸量,缩短反应时间,降低生产成本,制备得到的乳酸钙纯度高,发酵后的菊花渣可用于提取叶黄素,整个过程不产生废弃物、无污染。
本发明是以万寿菊鲜花发酵得到的乳酸为原料,与钙源化合物反应而得到乳酸钙,乳酸的发酵是以万寿菊鲜花作为碳源,发酵后的万寿菊渣用来提取叶黄素,因此乳酸菌发酵得到乳酸只是叶黄素生产的一个原料预处理过程,利用万寿菊鲜花发酵得到乳酸是原料预处理的一个副产品,可以说得到的乳酸为零成本。而传统乳酸钙生产工艺中,乳酸的发酵生产大多采用大量的葡萄糖或者蔗糖作为碳源,配置其它营养成分进行发酵,生产成本高,并且发酵产生的乳酸使发酵物pH变化较大,影响乳酸菌发酵产酸,使得产量很低。本发明在用万寿菊生产叶黄素的过程中,利用乳酸菌作为菌种对万寿菊进行发酵预处理,发酵的同时加入碳酸钙,碳酸钙会与万寿菊发酵时产生的大量乳酸进行反应,而生成乳酸钙,这样在利用万寿菊生产叶黄素的过程中就不会产生发酵废液,能够将发酵产生的废液充分利用,而制成有商用价值的乳酸钙,而发酵后的菊花渣,经造粒后可用于提取叶黄素,万寿菊颗粒中的叶黄素含量可达36g/kg,既保证了叶黄素提取得率,又充分利用了发酵产生的废液,整个过程无废弃物产生,绿色环保。
本发明发酵池底部先铺一层万寿菊鲜花再放入预混原料,当发酵开始后,菌液就会随发酵渗出液渗到发酵池底部,此时菌液中还有菌种,在底部铺一层万寿菊鲜花,可以利用渗到发酵池底部的菌种继续发酵当发酵池底部铺的万寿菊鲜花与预混原料的高度比为1:4~6时,可以充分利用渗到发酵池底部的菌种,同时保证底部铺的万寿菊鲜花全部发酵完全。如果底部没有铺一层万寿菊鲜花,则渗到发酵池底部的发酵渗出液中的菌种就不能再利用,直接随着发酵渗出液排出,造成了浪费。同时发酵前期产生乳酸的量很少,未与乳酸结合的钙会沉淀到底部,底部铺的一层万寿菊花可以起到拦截钙的作用,防止钙的流失,当底部铺的一层万寿菊鲜花继续发酵产生乳酸时,可以和拦截的钙反应生成乳酸钙,提高了乳酸钙的得率。
本发明预先将乳酸菌菌液、钙源化合物和万寿菊鲜花混合均匀,并调整预混原料的pH为5.0~8.5,可以保证发酵原料的均匀性,使乳酸菌在适宜的pH范围内发酵,保证发酵充分,当预混原料中乳酸菌菌液、钙源化合物和万寿菊鲜花的质量比为1:20~100:200~800时,可以保证乳酸菌全部发酵,产生的乳酸与钙源化合物反应完全,乳酸钙得率明显提高。
本发明发酵时控制厌氧环境,发酵温度为25~40℃,可以提高菌种的代谢,提高发酵效率,当厌氧发酵25~32天时,乳酸钙得率最高,且发酵后的菊花渣颜色鲜艳,软硬适中,经造粒后适合用于提取叶黄素,万寿菊颗粒中的叶黄素含量可达36g/kg,有利于后续叶黄素的提取,叶黄素的产量可达15%。当发酵温度高于40℃时,菌种会加快衰老,增大染菌机会,且乳酸钙得率降低,发酵后菊花渣颜色变差,质地偏硬,造粒困难,造粒后的万寿菊颗粒中叶黄素的含量仅为30g/kg,经提取后,叶黄素的产量仅为10%。
本发明厌氧发酵时采用黑色薄膜将发酵池严密覆盖,一方面可以与外界氧气隔绝,一方面可以保持发酵温度在25~40℃范围内。万寿菊在发酵过程中会产生热量,当热量散发到发酵池顶端时,池内外温差较大,会产生结露层,容易产生漏气现象,当薄膜的厚度为0.2~0.6mm时,能够减少池内外温差,减少结露层,不会产生漏气现象,且能够保持发酵温度、与外界氧气隔绝。薄膜太薄则容易渗水、漏气,万寿菊会霉变腐烂,且遮光效果差;薄膜太厚则覆盖发酵池时容易产生缝隙,不能严密覆盖而漏气。
本发明将发酵过程中渗出的发酵渗出液通过发酵池底部的暗沟及时抽出,防止没有反应的乳酸累积,使发酵池中的pH降低,pH的降低反过来又会影响乳酸的产生,不利于乳酸的形成,进而影响乳酸钙的收得率。而将渗下来的发酵渗出液用泵随时抽走分离,有助于保持发酵池中pH稳定,有利于乳酸的形成,提高乳酸钙的得率。
本发明在乳酸菌菌液的制备过程中,在液体增菌培养基中增加了5g乳糖,与其它双糖如蔗糖、麦芽糖相比,赖氏乳杆菌(Lactobacillus leichmannii)、嗜热链球菌(Streptococcus thermophilus)、肠膜明串珠菌(Leuconostoc mesenteroides)、保加利亚乳杆菌(Lactobacillus bulgaricus)等乳酸菌对乳糖的利用能力比蔗糖、麦芽糖高,且乳糖提供了丰富的碳源和能源,大大提高了乳酸菌菌种的繁殖能力,培养后的乳酸菌菌液中的有效活菌数≥100亿个/mL,同时提高了万寿菊发酵的效率。
具体实施方式
下面是本发明的一些具体实施方式,用以对本发明作进一步详细说明。
一种万寿菊发酵处理方法,包括用微生物对万寿菊进行发酵的过程,发酵原料包括万寿菊鲜花、钙源化合物和乳酸菌菌液,同时得到含有乳酸钙的发酵渗出液和菊花渣。钙源化合物为碳酸钙、氢氧化钙、碳酸氢钙中的任一种或几种的混合。乳酸菌为赖氏乳杆菌(Lactobacillus leichmannii)、嗜热链球菌(Streptococcus thermophilus)、肠膜明串珠菌(Leuconostoc mesenteroides)、保加利亚乳杆菌(Lactobacillus bulgaricus)中的任一种。
制备方法包括如下步骤:
A.乳酸菌菌液的制备:称取5g乳糖、20g葡萄糖、10g蛋白胨、10g牛肉浸膏、5g酵母粉、1mL吐温-80、5g醋酸钠、2g磷酸氢二钾、2g柠檬酸铵、0.2g硫酸镁、0.05g硫酸锰,加入1L水中,在110~120℃下高压蒸汽灭菌25~40min,得到液体增菌培养基,然后在液体增菌培养基中接种质量百分含量为1~5%的乳酸菌菌种,在25~40℃下培养,培养后有效活菌数至少为100亿个/mL。
B.发酵:先将乳酸菌菌液、钙源化合物和万寿菊鲜花原料按照质量比为1:(20~100):(200~800)进行预先混合,得到预混原料,然后在发酵池底部铺一层万寿菊鲜花,再放入万寿菊鲜花高度的4~6倍的预混原料,调整预混原料的pH在5.0~8.5,优选为5.5~7.2,进行厌氧发酵,发酵时的温度为25~40℃,发酵25~32天。厌氧发酵时采用厚度为0.2~0.6mm的黑色薄膜将发酵池严密覆盖。
C.乳酸钙的制备:发酵过程中一旦有发酵渗出液,就随时将发酵渗出液用泵从发酵池底部暗沟抽出,抽出的发酵渗出液合并后先经过一级沉降,沉降后的上清液再经过二级沉降,每次沉降10~20小时,沉降后上清液再离心,离心时转速为2500~3000r/min,离心后上清液再过滤,过滤时采用200~300目滤网,对滤液进行浓缩,浓缩时采用烘箱,烘箱温度为40~70℃,浓缩至滤液体积的10~20%,浓缩液进行结晶,结晶温度为4℃,晶体经抽滤后得到乳酸钙。
实施例1
一种万寿菊发酵处理方法,包括用微生物对万寿菊进行发酵的过程,发酵原料包括万寿菊鲜花、钙源化合物和乳酸菌菌液,同时得到含有乳酸钙的发酵渗出液和菊花渣。
制备方法包括如下步骤:
A.乳酸菌菌液的制备:称取5g乳糖、20g葡萄糖、10g蛋白胨、10g牛肉浸膏、5g酵母粉、1mL吐温-80、5g醋酸钠、2g磷酸氢二钾、2g柠檬酸铵、0.2g硫酸镁、0.05g硫酸锰,加入1L水中,在110℃下高压蒸汽灭菌25min,得到液体增菌培养基,然后在液体增菌培养基中接种质量百分含量为1%的赖氏乳杆菌(Lactobacillus leichmannii)菌种,在25℃下培养,培养后有效活菌数为100亿个/mL。
B.发酵:先将赖氏乳杆菌(Lactobacillus leichmannii)菌液、碳酸钙和万寿菊鲜花原料按照质量比为1:20:200进行预先混合,然后在发酵池底部铺一层万寿菊鲜花,再放入万寿菊鲜花高度的4倍的预混原料,调整预混原料的pH在5.0,进行厌氧发酵,发酵时的温度为25℃,发酵25天。厌氧发酵时采用厚度为0.2mm的黑色薄膜将发酵池严密覆盖。
C.乳酸钙的制备:发酵过程中一旦有发酵渗出液,就随时将发酵渗出液用泵从发酵池底部的暗沟抽出,抽出的发酵渗出液合并后先经过一级沉降,沉降后的上清液再经过二级沉降,每次沉降10小时,沉降后的上清液再离心,离心时转速为2500r/min,离心后上清液再过滤,过滤时采用200目滤网,对滤液进行浓缩,浓缩时采用烘箱,烘箱温度为40℃,浓缩至滤液体积的10%,浓缩液进行结晶,结晶温度为4℃,晶体经抽滤后得到乳酸钙。