CN109021608A - 基于乳酸菌发酵的高质量蓝靛浆的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于乳酸菌发酵的高质量蓝靛浆的制备方法，包括如下步骤：步骤一：将乳酸菌接种到糖溶液中；步骤二：密闭发酵，得到PH值为4‑4.5的发酵液；步骤三：将靛草浸泡于步骤二得到的发酵液中；步骤四：将发酵液中的靛草渣进行过滤去除，保留发酵液；步骤五：加入氢氧化钙，搅拌均匀，直至PH为7.5‑8.5；步骤六：发酵体系中形成不溶于水的靛蓝，静置，等到靛蓝沉淀完全，去除上清液，保留蓝靛浆，即得高质量蓝靛浆。本发明将乳酸菌的糖酵解代谢途径引入靛浆制备过程中，通过乳酸菌糖代谢产生乳酸以及糖化酶的能力，来主动化的调控蓝靛浆的形成过程，减少生产耗时，提高生产质量。

Description

基于乳酸菌发酵的高质量蓝靛浆的制备方法
技术领域
本发明涉及蓝靛染色技术领域，具体涉及一种基于乳酸菌发酵的高质量蓝靛浆的制备方法。
背景技术
蓝靛染料是传统植物染色技术中应用最为广泛与频繁的还原染料，大量的应用在服饰染织产业中。蓝靛染色技术的完成需要两个至关重要的技术环节-蓝靛浆的制备与高活性染水的制备。
在传统的工艺流程中，蓝靛浆的制备流程一般为：先将蓝草的叶、茎或根切碎，加水浸泡数日令其发酵以使甙键水解，游离出吲羟。然后加入石灰使吲羟在碱性条件下迅速氧化成蓝色的沉淀，形成蓝靛浆。
这种传统的蓝靛浆的制备过程存在以下缺点：
1)通过自然水浸泡腐烂蓝草的细胞，达到释放细胞中靛甙的目的，耗费时间较长，靛甙的释放不充分。
2)整个反应体系中缺乏主导性的活化酶类，限制了靛甙水解、释放游离吲羟的效率。
3)传统工艺中，加入石灰后，吲羟可以发生酮式互变异构现象，生成吲哚酮，进而氧化缩合成为不溶于水的靛蓝，通过石灰水解形成氢氧化钙，形成碳酸钙沉淀，将不溶于水的靛蓝吸附，加速下沉，形成靛浆。但是，这个过程中，缺乏精确地反应环境以及反应条件控制，氢氧化钙与水中的二氧化碳形成沉淀的量受制于水中二氧化碳的溶解度，极大地限制了靛蓝沉淀成为靛浆的效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于乳酸菌发酵的高质量蓝靛浆的制备方法，用以解决现有技术中耗费时间较长，靛甙的释放不充分，反应体系中缺乏主导性的活化酶类以及靛蓝沉淀成为靛浆的效率低的问题。
本发明将乳酸菌的糖酵解代谢途径引入靛浆制备过程中，通过乳酸菌糖代谢产生乳酸以及糖化酶的能力，来主动化的调控蓝靛浆的形成过程，减少生产耗时，提高生产质量。
1)在前期引入乳酸菌糖酵解产生乳酸，创造酸性环境，加速蓝靛草细胞壁的果胶质与纤维素的分解，高效率的释放细胞中所含有的靛甙。
2)通过酸性环境稳定靛甙的理化性质。
3)通过乳酸菌代谢产生，主动产生大量的糖化酶，充分分解靛甙为游离的吲羟，为后续生产高质量的蓝靛做准备。
4)把传统的以碳酸钙引发的靛蓝沉淀方式转变为乳酸钙引发的靛蓝沉淀方式，增加了蓝靛沉淀浆的产量以及颗粒细化程度。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种基于乳酸菌发酵的高质量蓝靛浆的制备方法，所述方法包括如下步骤：步骤一：将乳酸菌接种到糖溶液中；步骤二：密闭发酵，得到PH值为4-4.5的发酵液；步骤三：将靛草浸泡于步骤二得到的发酵液中；步骤四：将发酵液中的靛草渣进行过滤去除，保留发酵液；步骤五：加入氢氧化钙，搅拌均匀，直至PH为7.5-8.5；步骤六：发酵体系中形成不溶于水的靛蓝，静置，等到靛蓝沉淀完全，去除上清液，保留蓝靛浆，即得高质量蓝靛浆。
作为一种优选的方案，步骤一中，所述糖溶液中糖和水的质量比为1:500-1:1000。
作为一种优选的方案，步骤一中，所述糖溶液为糖稀溶液或者红糖溶液。
作为一种优选的方案，步骤一中，所述乳酸菌为保加利亚乳酸菌。所述保加利亚乳酸菌在市场上可以买到。
作为一种优选的方案，步骤一中，所述乳酸菌和糖溶液的体积比为1:20000-1:40000；所述乳酸菌的菌落数为107-109CFU/mL。
作为一种优选的方案，步骤二中，发酵液中的乳酸菌的菌落数为1×108-2×108CFU/ml。
作为一种优选的方案，发酵液中的乳酸菌的菌落数的测定方法为：吸取1毫升菌液培养物，10倍稀释，吸取200微升涂布到MRS-琼脂平板上，37℃培养16小时，计算菌液培养物的活菌数。
作为一种优选的方案，步骤三中，将靛草浸泡于步骤二得到的发酵液中1-3天。
作为一种优选的方案，步骤三中，所述靛草为粉碎的靛草。
作为一种优选的方案，步骤三中，所述靛草与发酵液的质量比为1:10-1:14。
所述糖稀为市售的一般糖稀，亦称“饴糖”。由麦芽中的糖化酶作用于碎米中的淀粉所制成的一种糖。为浅黄色粘稠透明液体。主要成分为麦芽糖、葡萄糖及糊精。
本发明具有如下优点：
1)乳酸糖酵解创造低PH环境，并且产生生物酶类，主动水解蓝草细胞的细胞壁，提高靛草中靛甙的释放率，促使蓝草中靛甙的充分释放完全。传统的工艺流程，靛甙的释放过程需要4-7天，本发明专利中，只需要2天左右。
2)提高发酵环境中的乳酸含量，促进糖化酶(葡萄糖淀粉酶)的含量与活力，加速靛甙的水解以及吲羟的游离。
3)维持还原性环境，保证游离吲羟分子的稳定性，减少成靛前的氧化损耗。
4)添加氢氧化钙之后，维持反应体系的PH值为7.5-8.5左右，促进乳酸钙的形成，这与传统工艺中所形成的碳酸钙完全不同。乳酸钙是有机钙，碳酸钙是无机钙。乳酸钙对不溶于水的靛蓝的吸附能力要强于碳酸钙。
附图说明
图1是本发明的基于乳酸菌发酵的高质量蓝靛浆的制备过程的示意图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
本实施例提供一种基于乳酸菌发酵的高质量蓝靛浆的制备方法，如图1所示，所述方法包括如下步骤：
1)将糖稀以质量比1:750进行稀释到120斤清水中；
2)2ml预先培养好的保加利亚乳酸菌接种到稀释好的培养基中；所述乳酸菌的菌落数为108CFU/mL。
3)密闭发酵2天，吸取1ml菌液培养物，进行10倍比稀释，吸取200μl涂布到MRS-琼脂培养基平板上，37℃培养16小时，计算菌液培养物的活菌数达到1.6×108CFU；利用PH酸度计(Starter 2C美国奥豪斯进口PH酸度计)测量菌液培养物的PH到4.3；
乳酸糖酵解创造低PH环境，并且产生生物酶类糖化酶。
4)将靛草进行粉粹；所述靛草与发酵液的质量比为1:12；将粉碎后的靛草与含有乳酸菌的发酵液进行混合，堆放于发酵池中；浸泡2天；
5)将发酵液中的靛草渣进行过滤去除，保留发酵液；
6)加入氢氧化钙，边添加氢氧化钙，边搅拌，直到PH到7.8；
7)发酵体系中会形成不溶于水的靛蓝，静置12小时，等到靛蓝沉淀完全；去除上清液，保留蓝靛浆。
原理：乳酸菌发酵创造低PH环境，并且产生生物酶类，主动水解蓝草细胞的细胞壁，蓝草细胞裂解释放靛甙；乳酸菌发酵过程产生的糖化酶分解靛甙释放游离吲羟；加入氢氧化钙后，吲羟酮化为吲哚酮，吲哚酮氧化缩合为非溶性靛蓝，乳酸与氢氧化钙形成乳酸钙沉淀，非溶性靛蓝和乳酸钙沉淀共同形成蓝靛浆。
实施例2
本实施例提供一种基于乳酸菌发酵的高质量蓝靛浆的制备方法，所述方法包括如下步骤：
1)将红糖以质量比1:500进行稀释到160斤清水中；
2)2ml预先培养好的保加利亚乳酸菌接种到稀释好的培养基中；所述乳酸菌的菌落数为107CFU/mL。
3)密闭发酵2天，吸取1ml菌液培养物，进行倍比稀释，吸取200μl涂布到MRS-琼脂培养基平板上，37℃培养16小时，计算菌液培养物的活菌数达到1×108CFU利用PH酸度计(Starter 2C美国奥豪斯进口PH酸度计)测量菌液培养物的PH到4；
4)将靛草进行粉粹；所述靛草与发酵液的质量比为1:14；将粉碎后的靛草与含有乳酸菌的发酵液进行混合，堆放于发酵池中；浸泡3天；
5)将发酵液中的靛草渣进行过滤去除，保留发酵液；
6)加入氢氧化钙，边添加氢氧化钙，边搅拌，直到PH到7.5；
7)发酵体系中会形成不溶于水的靛蓝，静置12小时，等到靛蓝沉淀完全；去除上清液，保留蓝靛浆。
实施例3
本实施例提供一种基于乳酸菌发酵的高质量蓝靛浆的制备方法，所述方法包括如下步骤：
1)将糖稀以质量比1:1000进行稀释到80斤清水中；
2)2ml预先培养好的保加利亚乳酸菌接种到稀释好的培养基中；所述乳酸菌的菌落数为109CFU/mL。
3)密闭发酵2天，吸取1ml菌液培养物，进行倍比稀释，吸取200μl涂布到MRS-琼脂培养基平板上，37℃培养16小时，计算菌液培养物的活菌数达到2×108CFU；利用PH酸度计(Starter 2C美国奥豪斯进口PH酸度计)测量菌液培养物的PH到4.5；
4)将靛草进行粉粹；所述靛草与发酵液的质量比为1:10；将粉碎后的靛草与含有乳酸菌的发酵液进行混合，堆放于发酵池中；浸泡1天；
5)将发酵液中的靛草渣进行过滤去除，保留发酵液；
6)加入氢氧化钙，边添加氢氧化钙，边搅拌，直到PH到8.5；
7)发酵体系中会形成不溶于水的靛蓝，静置12小时，等到靛蓝沉淀完全；去除上清液，保留蓝靛浆。
分别采用计数量筒统计实施例1-3制备得到的蓝靛浆的有效积压体积以及传统工艺方法中产生蓝靛浆的有效积压体积。实验结果重复3次，结果见表1。
表1
第1次 第2次 第3次
V(实施例1)/V(传统) 2.2 2.5 2.8
V(实施例2)/V(传统) 2.7 2.3 2.5
V(实施例3)/V(传统) 2.4 2.3 2.6
通过比较两种不同工艺，蓝靛浆的实际产生率，计算两种方法中的蓝靛浆的有效压积(因为蓝靛浆是含有一定水分的泥浆状态，所以用有效压积作为衡量指标，精准度要高于质量等其他指标)比率，可以得出，本发明专利可以使蓝靛浆的有效产出增加1-2倍左右，极大的促进了蓝靛草向蓝靛浆的转化与产出效率。
上述传统工艺的方法进行实验的步骤如下：
1)将10斤靛草进行粉粹；2)将粉粹后的靛草浸泡入120斤清水中
3)自然发酵7天时间；4)然后加入2斤石灰，搅拌均匀；5)观察蓝色沉淀的形成，形成蓝靛浆。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种基于乳酸菌发酵的高质量蓝靛浆的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤一：将乳酸菌接种到糖溶液中；步骤二：密闭发酵，得到PH值为4-4.5的发酵液；步骤三：将靛草浸泡于步骤二得到的发酵液中；步骤四：将发酵液中的靛草渣进行过滤去除，保留发酵液；步骤五：加入氢氧化钙，搅拌均匀，直至PH为7.5-8.5；步骤六：发酵体系中形成不溶于水的靛蓝，静置，等到靛蓝沉淀完全，去除上清液，保留蓝靛浆，即得高质量蓝靛浆。
2.根据权利要求1所述的基于乳酸菌发酵的高质量蓝靛浆的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述糖溶液中糖和水的质量比为1:500-1:1000。
3.根据权利要求1所述的基于乳酸菌发酵的高质量蓝靛浆的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述糖溶液为糖稀溶液或者红糖溶液。
4.根据权利要求1所述的基于乳酸菌发酵的高质量蓝靛浆的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述乳酸菌为保加利亚乳酸菌。
5.根据权利要求1所述的基于乳酸菌发酵的高质量蓝靛浆的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述乳酸菌和糖溶液的体积比为1:20000-1:40000；所述乳酸菌的菌落数为107-109CFU/mL。
6.根据权利要求1所述的基于乳酸菌发酵的高质量蓝靛浆的制备方法，其特征在于，步骤二中，发酵液中的乳酸菌的菌落数为1×108-2×108CFU/ml。
7.根据权利要求6所述的基于乳酸菌发酵的高质量蓝靛浆的制备方法，其特征在于，发酵液中的乳酸菌的菌落数的测定方法为：吸取1毫升菌液培养物，10倍稀释，吸取200微升涂布到MRS-琼脂平板上，37℃培养16小时，计算菌液培养物的活菌数。
8.根据权利要求1所述的基于乳酸菌发酵的高质量蓝靛浆的制备方法，其特征在于，步骤三中，将靛草浸泡于步骤二得到的发酵液中1-3天。
9.根据权利要求1所述的基于乳酸菌发酵的高质量蓝靛浆的制备方法，其特征在于，步骤三中，所述靛草为粉碎的靛草。
10.根据权利要求1所述的基于乳酸菌发酵的高质量蓝靛浆的制备方法，其特征在于，步骤三中，所述靛草与发酵液的质量比为1:10-1:14。
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