CN108720032A - 一种天然色素纯纤维素食品及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种天然色素纯纤维素食品及其制备方法。其特征在于：该纤维主要成分是纤维素，不含有半纤维素和木质素等杂质；天然色素是灵菌红素。本发明具有使灵菌红素均匀分散在纤维素纳米纤维网状结构中，具有颜色鲜艳、分散均匀的优点。

Description

一种天然色素纯纤维素食品及其制备方法
技术领域
本发明涉及生物法制备纤维素食品，具体讲是含有天然色素纯纤维素食品的一种制备方法。
背景技术
灵菌红素是一种红色物质，可由粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens)等细菌合成的次级代谢产物(secondary metabolite)，现在发现它具有多种生物活性作用，能抗癌，抗微生物，抗疟疾，抗霉，免疫抑制的作用。其中抗癌方面，因为其具有癌组织的高针对性和对正常细胞则表现的低毒害作用，而成为一种非常有潜力的抗癌物质。
纤维素是天然高分子化合物，主要是植物通过光合作用，将二氧化碳和水转化为纤维素，每年新增约1000亿吨，但是植物纤维素伴随有木质素和半纤维素等杂质，如果作为食品需要提纯。最近六十年来，逐步发现，一些微生物也能合成纤维素，如木醋杆菌在一定温度和pH值环境下，能将葡萄糖等物质转为纤维素，这种纤维素不伴随木质素和半纤维素，纤维素纯度很高，可以作为食品。事实上，世界上许多国家，如巴西、菲律宾、越南、马来西亚等国利用微生物大量生产纤维素，我国海南省有许多生产基地，纤维素被切成颗粒状，称为“椰果”，白色透明，脆而爽口，而且纤维素在人体内不消化，不产生热量，是一种非常好的减肥食品。
为了满足消费者的需求，特别是小孩对颜色的需求，希望能制成各种颜色的椰果，目前的做法是将色素与纤维素混合搅拌，用机械力将色素吸附到纤维素上，由于纤维素吸水量很高，色素主要吸附在表面，难以进入纤维素纳米纤维的网状空间里，色素分布不均匀，色相不好。而且，人工合成的色素对人体不好，可能伤害身体。需要开发色素均匀分布的纤维素食品，尽量用天然色素。
由于纤维素是由木醋杆菌代谢分泌出来，而灵菌红素也是由沙雷氏菌等微生物代谢分泌出来的，都是天然产物，如果作为食品的一部分，都符合消费者需求心理。如何将二者结合制备出一种食品，是灵菌红素均匀分散在纤维素纳米纤维中，是制备天然色素纯纤维素食品的关键。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服以上现有纤维素食品的缺点：提供一种制备天然色素纯纤维素食品的制备方法，使灵菌红素均匀分散在纤维素纳米纤维网状结构中，具有颜色鲜艳、分散均匀的纯纤维素食品。
通过本发明的制备方法制得的天然色素纤维素食品本发明的技术解决方案如下：一种天然色素纯纤维素食品的制备方法，具体步骤为：
(1)将能分泌纤维素纳米纤维的木醋杆菌通过平板划线法筛选出优良菌株，按照菌株液在培养液中的起始浓度为5-10mL/L，接种到液体培养基中(葡萄糖含量10-150克/升，蛋白胨5-10克/升，柠檬酸1克/升，磷酸氢二钠1-5克/升，磷酸二氢钾1-5克/升，酵母膏2-20克/升，pH＝4.0-8.0，l2l℃、0.1Mpa下灭菌30分钟)，在20-32℃的恒温环境下发酵1-2天；
(2)将能分泌灵菌红素的沙雷氏菌通过平板划线法筛选出优良菌株，接种到液体培养基中(牛肉膏含量20-150克/升，鱼粉2-15克/升，氯化钠0.5-5克/升，磷酸氢二钠1-10克/升，磷酸二氢钾1-10克/升，酵母膏2-15克/升，pH＝4.0-8.0，l2l℃、0.1Mpa下灭菌30分钟)，在25-38℃的恒温环境下发酵1-2天；
(3)将步骤(2)发酵培养液中移取1-5mL到步骤(1)的木醋杆菌培养液中，继续在20-32℃的恒温环境下发酵6-12天，沙雷氏菌在培养液中继续发酵，所分泌的灵菌红素，颗粒大小500纳米-6000纳米，吸附在木醋杆菌分泌的纤维素纳米纤维上，灵菌红素均匀分散在纤维素纳米纤维中，形成一层一层膜叠加的块状结构。
(4)上述步骤(3)所产生的经过纤维素块状结构切成所需要的形状后，经过1％-8％氢氧化钠溶液煮沸30-60分钟后，将纤维素中的残留菌株和培养液残留物彻底清除，请蒸馏水反复清洗，直至纤维素呈中性，得到含有天然色素的纯纤维素食品。
具体实施方式
下面用具体实施例对本发明做进一步详细说明，但本发明不仅局限于以下具体实施例。
实施例一
按照以下具体步骤制备天然色素纯纤维素食品：
1)取活化好的木醋杆菌A.x 1.1812(ATCC编号)接入斜面培养基，30℃振荡培养24h，摇床转速为150rpm。再取出10mL培养好的种子接入200mL灭菌后发酵培养基中(葡萄糖含量10克/升，蛋白胨5克/升，柠檬酸1克/升，磷酸氢二钠1克/升，磷酸二氢钾1克/升，酵母膏2克/升，pH＝5.0，l2l℃、0.1Mpa下灭菌30分钟)盛装在500mL的锥形瓶中，接种时需充分振荡，使菌株分离出来并充分分散在发酵培养基中，30℃恒温静置培养3天。
2)将上述1)步骤中震荡培养的按照菌株液在培养液中的起始浓度为5mL/L，接种到液体培养基中(葡萄糖含量10克/升，蛋白胨5克/升，柠檬酸1克/升，磷酸氢二钠1克/升，磷酸二氢钾1克/升，酵母膏2克/升，pH＝5.0，l2l℃、0.1Mpa下灭菌30分钟)，在28℃的恒温环境下发酵1天，做扩大培养。
3)将能分泌灵菌红素的沙雷氏菌通过平板划线法筛选出优良菌株，接种到液体培养基中(牛肉膏含量30克/升，鱼粉5克/升，氯化钠1克/升，磷酸氢二钠1克/升，磷酸二氢钾1克/升，酵母膏5克/升，pH＝5.5，l2l℃、0.1Mpa下灭菌30分钟)，在30℃的恒温环境下发酵2天；
4)将步骤3)发酵培养液中移取3mL接种到步骤2)的木醋杆菌培养液中，继续在28℃的恒温环境下发酵6天，沙雷氏菌在培养液中继续发酵，所分泌的灵菌红素，颗粒大小500纳米-6000纳米，吸附在木醋杆菌分泌的纤维素纳米纤维上，灵菌红素均匀分散在纤维素纳米纤维中，形成一层一层膜叠加的块状结构；
5)上述步骤4)所产生的经过纤维素块状结构切成所需要的形状后，经过4％氢氧化钠溶液煮沸30分钟后，将纤维素中的残留菌株和培养液残留物彻底清除，请蒸馏水反复清洗，直至纤维素呈中性，得到含有天然色素的纯纤维素食品。
实施例二
按照以下具体步骤制备天然色素纯纤维素食品：
1)取活化好的木醋杆菌A.x 1.1812(ATCC编号)接入斜面培养基，30℃振荡培养24h，摇床转速为150rpm。再取出5mL培养好的种子接入100mL灭菌后发酵培养基中(葡萄糖含量20克/升，蛋白胨8克/升，柠檬酸1克/升，磷酸氢二钠1克/升，磷酸二氢钾1克/升，酵母膏10克/升，pH＝5.0，l2l℃、0.1MPa下灭菌30分钟)盛装在500mL的锥形瓶中，接种时需充分振荡，使菌株分离出来并充分分散在发酵培养基中，30℃恒温静置培养3天。
2)将上述1)步骤中震荡培养的按照菌株液在培养液中的起始浓度为9mL/L，接种到液体培养基中(葡萄糖含量10克/升，蛋白胨5克/升，柠檬酸1克/升，磷酸氢二钠1克/升，磷酸二氢钾1克/升，酵母膏2克/升，pH＝6.0，l2l℃、0.1MPa下灭菌30分钟)，在28℃的恒温环境下发酵1天，做扩大培养。
3)将能分泌灵菌红素的沙雷氏菌通过平板划线法筛选出优良菌株，接种到液体培养基中(牛肉膏含量30克/升，鱼粉5克/升，氯化钠1克/升，磷酸氢二钠1克/升，磷酸二氢钾1克/升，酵母膏10克/升，pH＝5.5，l2l℃、0.1MPa下灭菌30分钟)，在30℃的恒温环境下发酵2天；
4)将步骤3)发酵培养液中移取6mL接种到步骤2)的木醋杆菌培养液中，继续在28℃的恒温环境下发酵6天，沙雷氏菌在培养液中继续发酵，所分泌的灵菌红素，颗粒大小500纳米-6000纳米，吸附在木醋杆菌分泌的纤维素纳米纤维上，灵菌红素均匀分散在纤维素纳米纤维中，形成一层一层膜叠加的块状结构；
5)上述步骤4)所产生的经过纤维素块状结构切成所需要的形状后，经过4％氢氧化钠溶液煮沸30分钟后，将纤维素中的残留菌株和培养液残留物彻底清除，请蒸馏水反复清洗，直至纤维素呈中性，得到含有天然色素的纯纤维素食品。
实施例三
按照以下具体步骤制备天然色素纯纤维素食品：
1)取活化好的木醋杆菌A.x 1.1812(ATCC编号)接入斜面培养基，28℃振荡培养12h，摇床转速为180rpm。再取出10mL培养好的种子接入100mL灭菌后发酵培养基中(葡萄糖含量50克/升，蛋白胨12克/升，柠檬酸10克/升，磷酸氢二钠10克/升，磷酸二氢钾12克/升，酵母膏20克/升，pH＝4.0，l2l℃、0.1MPa下灭菌30分钟)盛装在500mL的锥形瓶中，接种时需充分振荡，使菌株分离出来并充分分散在发酵培养基中，30℃恒温静置培养2天。
2)将上述1)步骤中震荡培养的按照菌株液在培养液中的起始浓度为20mL/L，接种到液体培养基中(葡萄糖含量40克/升，蛋白胨12克/升，柠檬酸8克/升，磷酸氢二钠8克/升，磷酸二氢钾10克/升，酵母膏15克/升，pH＝6.0，l2l℃、0.1MPa下灭菌30分钟)，在28℃的恒温环境下发酵1天，做扩大培养。
3)将能分泌灵菌红素的沙雷氏菌通过平板划线法筛选出优良菌株，接种到液体培养基中(牛肉膏含量50克/升，鱼粉20克/升，氯化钠1克/升，磷酸氢二钠1克/升，磷酸二氢钾1克/升，酵母膏20克/升，pH＝5.5，l2l℃、0.1MPa下灭菌30分钟)，在30℃的恒温环境下发酵2天；
4)将步骤3)发酵培养液中移取10mL接种到步骤2)的木醋杆菌培养液中，继续在28℃的恒温环境下发酵6天，沙雷氏菌在培养液中继续发酵，所分泌的灵菌红素，颗粒大小500纳米-6000纳米，吸附在木醋杆菌分泌的纤维素纳米纤维上，灵菌红素均匀分散在纤维素纳米纤维中，形成一层一层膜叠加的块状结构；
5)上述步骤4)所产生的经过纤维素块状结构切成所需要的形状后，经过6％氢氧化钠溶液煮沸40分钟后，将纤维素中的残留菌株和培养液残留物彻底清除，请蒸馏水反复清洗，直至纤维素呈中性，得到含有天然色素的纯纤维素食品。

Claims (4)

1.一种天然色素纯纤维素食品，其特征在于：只含有纤维素、灵菌红素和水，不含有木质素和半纤维素。
2.根据权利要求1所述的天然色素纯纤维素食品，其特征在于：纤维素纤维是由木醋杆菌发酵生成的，直径在30-300纳米，纳米纤维之间形成空间网状结构。
3.根据权利要求1所述的天然色素纯纤维素食品，其特征在于：灵菌红素是由沙雷氏菌发酵的代谢产物，呈现红色，颗粒大小在500纳米-6000纳米，均匀分散在纤维素纳米纤维中，使整个纤维素食品呈现红色。
4.一种天然色素纯纤维素食品的制备方法，其特征在于：制备步骤包括：
(1)将能分泌纤维素纳米纤维的木醋杆菌通过平板划线法筛选出优良菌株，按照菌株液在培养液中的起始浓度为5-10mL/L，接种到液体培养基中(葡萄糖含量10-150克/升，蛋白胨5-10克/升，柠檬酸1克/升，磷酸氢二钠1-5克/升，磷酸二氢钾1-5克/升，酵母膏2-20克/升，pH＝4.0-8.0，l2l℃、0.1Mpa下灭菌30分钟)，在20-32℃的恒温环境下发酵1-2天；
(2)将能分泌灵菌红素的沙雷氏菌通过平板划线法筛选出优良菌株，接种到液体培养基中(牛肉膏含量20-150克/升，鱼粉2-15克/升，氯化钠0.5-5克/升，磷酸氢二钠1-10克/升，磷酸二氢钾1-10克/升，酵母膏2-15克/升，pH＝4.0-8.0，l2l℃、0.1MPa下灭菌30分钟)，在25-38℃的恒温环境下发酵1-2天；
(3)将步骤(2)发酵培养液中移取1-5mL到步骤(1)的木醋杆菌培养液中，继续在20-32℃的恒温环境下发酵6-12天，沙雷氏菌在培养液中继续发酵，所分泌的灵菌红素吸附在木醋杆菌分泌的纤维素纳米纤维上，灵菌红素均匀分散在纤维素纳米纤维中，形成一层一层膜叠加的块状结构；
(4)上述步骤(3)所产生的经过纤维素块状结构切成所需要的形状后，经过1％-8％氢氧化钠溶液煮沸30-60分钟后，将纤维素中的残留菌株和培养液残留物彻底清除，请蒸馏水反复清洗，直至纤维素呈中性，得到含有天然色素的纯纤维素食品。
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