CN113881733A - 一种利用大米加工副产物酸水解液制备食品胶基细菌纤维素的方法 - Google Patents
一种利用大米加工副产物酸水解液制备食品胶基细菌纤维素的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113881733A CN113881733A CN202111397699.6A CN202111397699A CN113881733A CN 113881733 A CN113881733 A CN 113881733A CN 202111397699 A CN202111397699 A CN 202111397699A CN 113881733 A CN113881733 A CN 113881733A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- gum
- bacterial cellulose
- fermentation
- food
- rice
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 title claims abstract description 88
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 title claims abstract description 88
- 229920002749 Bacterial cellulose Polymers 0.000 title claims abstract description 83
- 239000005016 bacterial cellulose Substances 0.000 title claims abstract description 83
- 235000013305 food Nutrition 0.000 title claims abstract description 65
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 title claims abstract description 19
- 238000005903 acid hydrolysis reaction Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 12
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 title 1
- 241000209094 Oryza Species 0.000 claims abstract description 87
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 claims abstract description 78
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 claims abstract description 78
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 43
- 239000000413 hydrolysate Substances 0.000 claims abstract description 35
- 241001052560 Thallis Species 0.000 claims abstract description 11
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims abstract description 4
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 36
- 229920002148 Gellan gum Polymers 0.000 claims description 25
- 235000010492 gellan gum Nutrition 0.000 claims description 25
- 239000000216 gellan gum Substances 0.000 claims description 25
- 239000002609 medium Substances 0.000 claims description 21
- 229920001285 xanthan gum Polymers 0.000 claims description 20
- 239000000230 xanthan gum Substances 0.000 claims description 19
- 235000010493 xanthan gum Nutrition 0.000 claims description 19
- 229940082509 xanthan gum Drugs 0.000 claims description 19
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 claims description 18
- 125000002252 acyl group Chemical group 0.000 claims description 15
- 229920002558 Curdlan Polymers 0.000 claims description 12
- 239000001879 Curdlan Substances 0.000 claims description 12
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 12
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 claims description 12
- 235000019316 curdlan Nutrition 0.000 claims description 12
- 229940078035 curdlan Drugs 0.000 claims description 12
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 11
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 claims description 10
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 claims description 8
- 235000010489 acacia gum Nutrition 0.000 claims description 6
- 239000001785 acacia senegal l. willd gum Substances 0.000 claims description 6
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 claims description 5
- 229920000168 Microcrystalline cellulose Polymers 0.000 claims description 4
- 235000019813 microcrystalline cellulose Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000008108 microcrystalline cellulose Substances 0.000 claims description 4
- 229940016286 microcrystalline cellulose Drugs 0.000 claims description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 4
- 239000002585 base Substances 0.000 claims description 3
- HDTRYLNUVZCQOY-UHFFFAOYSA-N α-D-glucopyranosyl-α-D-glucopyranoside Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OC1C(O)C(O)C(O)C(CO)O1 HDTRYLNUVZCQOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- HDTRYLNUVZCQOY-WSWWMNSNSA-N Trehalose Natural products O[C@@H]1[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O[C@@H]1O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O1 HDTRYLNUVZCQOY-WSWWMNSNSA-N 0.000 claims description 2
- HDTRYLNUVZCQOY-LIZSDCNHSA-N alpha,alpha-trehalose Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@H]1O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 HDTRYLNUVZCQOY-LIZSDCNHSA-N 0.000 claims description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 2
- 229940045110 chitosan Drugs 0.000 claims description 2
- 229940074410 trehalose Drugs 0.000 claims description 2
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 claims 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract description 16
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 8
- 238000013329 compounding Methods 0.000 abstract description 5
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 abstract description 5
- 239000010903 husk Substances 0.000 abstract description 4
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 abstract description 3
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 abstract description 2
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 abstract description 2
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 abstract description 2
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 abstract description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 abstract description 2
- 108010009736 Protein Hydrolysates Proteins 0.000 description 12
- 230000025938 carbohydrate utilization Effects 0.000 description 10
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 9
- SRBFZHDQGSBBOR-IOVATXLUSA-N D-xylopyranose Chemical compound O[C@@H]1COC(O)[C@H](O)[C@H]1O SRBFZHDQGSBBOR-IOVATXLUSA-N 0.000 description 8
- 238000012258 culturing Methods 0.000 description 8
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 8
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 7
- SMNDYUVBFMFKNZ-UHFFFAOYSA-N 2-furoic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CO1 SMNDYUVBFMFKNZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 6
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 6
- 229940088598 enzyme Drugs 0.000 description 6
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 5
- PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N arabinose Natural products OCC(O)C(O)C(O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N beta-D-Pyranose-Lyxose Natural products OC1COC(O)C(O)C1O SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000193830 Bacillus <bacterium> Species 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- GJCOSYZMQJWQCA-UHFFFAOYSA-N 9H-xanthene Chemical compound C1=CC=C2CC3=CC=CC=C3OC2=C1 GJCOSYZMQJWQCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108010059892 Cellulase Proteins 0.000 description 1
- 235000019750 Crude protein Nutrition 0.000 description 1
- 229920002488 Hemicellulose Polymers 0.000 description 1
- 241001523965 Xylaria Species 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229940106157 cellulase Drugs 0.000 description 1
- 235000010980 cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 1
- 235000019784 crude fat Nutrition 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 230000007071 enzymatic hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006047 enzymatic hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 235000019197 fats Nutrition 0.000 description 1
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 239000002054 inoculum Substances 0.000 description 1
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 150000002972 pentoses Chemical class 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 1
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P19/00—Preparation of compounds containing saccharide radicals
- C12P19/04—Polysaccharides, i.e. compounds containing more than five saccharide radicals attached to each other by glycosidic bonds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
- C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
- C12N1/38—Chemical stimulation of growth or activity by addition of chemical compounds which are not essential growth factors; Stimulation of growth by removal of a chemical compound
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Microbiology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Virology (AREA)
- Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Jellies, Jams, And Syrups (AREA)
Abstract
本发明提供了一种利用大米加工副产物酸水解液制备食品胶基细菌纤维素的方法。在米糠或稻壳酸水解液发酵培养基中添加不同类型的食品胶，接入生产细菌纤维素的菌株进行发酵，发酵后通过碱溶液去除菌体及杂质，即得食品胶基细菌纤维素。本研究表明，在单独添加一种食品胶效果不明显时，可通过复配添加多种食品胶，起协同增效的作用，可以有效提高细菌纤维素产量及调控其质构特性。本发明利用廉价大米加工副产物的酸水解液，有效降低了发酵成本，实现了大米加工副产物的高值化利用。通过单独或复配添加食品胶进行发酵，能克服发酵环境的抑制作用，缩短发酵延迟期，有效提高细菌纤维素产率及发酵糖利用率，可实现食品胶基细菌纤维素质构特性的调控。
Description
技术领域
本发明涉及功能性细菌纤维素材料制备领域，具体涉及一种利用大米加工副产物酸水解液制备食品胶基细菌纤维素的方法。
背景技术
细菌纤维素是由某些细菌合成的一种胞外直链高分子多糖，具备高持水性、高生物降解性、杨氏模量大、吸水率高和生物相容性好等优点，在食品、化妆品、生物医药等领域的应用广泛。现有技术中细菌纤维素发酵的研究有两个热点，一是利用天然培养基降低细菌纤维素的生产成本，二是通过原位发酵同时完成细菌纤维素的合成与改性。
我国是世界稻米生产量最大的国家之一，年产量约2亿吨，我国超过2/3的人口以大米作为主食，水稻消费量占口粮消费总量的6成以上。但稻谷加工过程中产生的米糠和稻壳等加工副产物未能得到充分、有效利用，造成了稻米资源的巨大浪费，增加了电耗、水耗和污染物的排放，损失大量营养成分。稻壳是稻谷外面的一层壳，稻壳中约含40％的粗纤维(包括木质素纤维和纤维素)和20％左右的五碳糖聚合物(主要为半纤维素)，还含约20％灰分及少量粗蛋白和粗脂肪等有机化合物。米糠是稻谷加工成大米过程中的主要副产物，占稻谷重量的6％～8％，米糠中平均含蛋白质15％，脂肪16％～22％，糖3％～8％，水分10％。稻壳和米糠均可望作为原料发酵制备细菌纤维素。
现有技术中公开了一种利用米糠酶水解液发酵制备细菌纤维素的方法，该方法采用了液化酶、纤维素酶和糖化酶经过多步水解米糠获得米糠酶水解液，然后水解液中再添加氮源、乙醇等进行发酵获得细菌纤维素。但酶法水解米糠存在着酶成本高、反应周期长的缺点。采用稀酸水解米糠制备米糠水解液成本低、周期短，可望克服上述酶水解的不足，但目前鲜有采用大米加工副产物(米糠和稻壳)酸水解液发酵制备细菌纤维素的报道。
然而，利用大米加工副产物酸水解液制备细菌纤维素尚存在两个关键的技术问题需要解决，一是大米加工副产物酸水解液会含有浓度较高的发酵抑制剂，会使得发酵获得的细菌纤维素产量较少、发酵延迟期较长；二是采用大米加工副产物酸水解液制备的细菌纤维素质构特性难以调控。在这种背景下，有必要开发新型的发酵技术，从而解决上述问题。
为了解决发酵延迟期增长、糖利用率低及细菌纤维素产率不高等问题，本课题组专利CN112695009A提供了一种原位发酵制备细菌纤维素的方法，将生产细菌纤维素的菌种接种到含结冷胶的培养基中进行原位发酵，可以缩短发酵延迟期，提高细菌纤维素产率及发酵糖利用率。但该专利技术并未对细菌纤维素的质构特性进行调控，而且亦未能说明在大米加工副产物酸水解液中添加结冷胶是否能同样克服发酵环境的抑制作用。在这种情况下，有必要开发更先进的发酵技术，特别是既能克服发酵环境抑制，提高细菌纤维素产量，又能调控细菌纤维素产品质构特性的技术。另一方面，当基于单独添加结冷胶的原位发酵不能有效克服发酵环境抑制的时候，开发更先进的发酵技术也十分必要。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述缺陷和不足，提供一种利用大米加工副产物酸水解液制备食品胶基细菌纤维素的方法。
本发明的上述目的是通过以下技术方案给予实现的：
本发明提供一种利用大米加工副产物酸水解液制备食品胶基细菌纤维素的方法，将生产细菌纤维素的菌种接种到含食品胶的培养基中进行发酵，添加食品胶，特别是当单独添加一种食品胶效果不明显时，通过添加不同食品胶复配后形成的协同作用明显提升了细菌纤维素的产量，且合成质构特性可以调控的食品胶基细菌纤维素。
所述制备细菌纤维素的方法，包括以下步骤：
S1.在米糠及稻壳酸水解液发酵培养基中加入食品胶，灭菌后备用；
S2.将S1步骤得到的培养基接入生产细菌纤维素的菌种，25～35℃条件下发酵；
S3.将S2步骤中发酵后的产物，通过碱溶液处理去除菌体及杂质，即得食品胶基细菌纤维素。
优选地，所述食品胶为黄原胶、阿拉伯胶、微晶纤维素、可得然胶、壳聚糖、海藻糖、高酰基结冷胶或低酰基结冷胶之中的一种或多种食品胶复配。
所述步骤S1中食品胶添加方式为单独添加或复配添加，当食品胶单独添加作用不明显时，可通过不同食品胶复配添加后的协同增效作用实现食品胶对细菌纤维素产量的提升及质构特性的调控。
更优选地，步骤S1中添加食品胶为黄原胶与可得然胶。
更优选地，步骤S1中添加食品胶为黄原胶与高酰基结冷胶。
更优选地，步骤S1中添加食品胶为黄原胶与低酰基结冷胶。
优选地，所述食品胶在培养基中的质量百分比为0.05～0.8％。
优选地，步骤S2中菌株为木糖驹形氏杆菌。
优选地，步骤S2中菌株的接种量为5～15％。
优选地，步骤S2中发酵的时间为3～15天。
优选地，步骤S3中碱溶液处理为添加氢氧化钠或氢氧化钾水溶液。
优选地，步骤S3中氢氧化钠或氢氧化钾的浓度为0.25～1mol/L。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明以廉价的大米加工副产物酸水解液为发酵底物，将用途广泛、食品安全性高的食品胶作为发酵添加剂，通过发酵合成食品胶基细菌纤维素。食品胶的添加能够有效减少大米加工副产物酸水解液的抑制作用，提高细菌纤维素产率及发酵糖利用率，能够调控细菌纤维素的质构特性。该方法实现了大米加工副产物的高值化利用，减少稻米资源的浪费，提高经济效益。特别地，本发明一个最重要的创新之处为，当食品胶单独添加一种食品胶作用不明显时，可通过不同食品胶复配添加后的协同增效作用，能实现食品胶对细菌纤维素产量的提升及质构特性的调控。
具体实施方式
以下结合说明具体实施例来进一步说明本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。
除非特别说明，以下实施例所用试剂和材料均为市购。
以下实施例均采用：米糠酸水解液的糖分含量为1.25％，稻壳酸水解液的糖分含量为1.18％；w/v为加入食品胶的质量w(g)占米糠/稻壳水解液培养基的体积v(mL)的比例；v/v为体积比。
实施例1米糠酸水解液细菌纤维素的制备
利用米糠原料通过酸水解制备得米糠酸水解液，采用米糠酸水解液配制发酵培养基。在米糠酸水解液发酵培养基中加入0.1％(w/v)的可得然胶，蒸汽灭菌备用，以10％(v/v)的接种量接入木糖驹形氏杆菌，在30℃下培养10天，发酵后通过0.5mol/L氢氧化钠处理去除菌体及其它杂质后获得细菌纤维素产品。
与相同条件下没有添加可得然胶的发酵培养基相比，添加可得然胶使细菌纤维素产量提高11.2％，糖利用率提高3.7％，硬度提高29.9％，弹性提高8.4％，内聚性提高10.8％，咀嚼性提高62.7％，回弹性提高2.2％。
实施例2米糠酸水解液细菌纤维素的制备
利用米糠原料通过酸水解制备得米糠酸水解液，采用米糠酸水解液配制发酵培养基。在米糠酸水解液发酵培养基中加入0.1％(w/v)壳聚糖后蒸汽灭菌备用，以10％(v/v)的接种量接入木糖驹形氏杆菌，在30℃下培养10天，发酵后通过0.5mol/L氢氧化钠处理去除菌体及其它杂质后获得细菌纤维素产品。
与相同条件下没有添加壳聚糖发酵培养基相比，添加壳聚糖使细菌纤维素产量提高10.4％，糖利用率提高5.6％，弹性提高2.2％。
实施例3米糠酸水解液细菌纤维素的制备
利用米糠原料通过酸水解制备得米糠酸水解液，采用米糠酸水解液配制发酵培养基。米糠酸水解液发酵培养基中加入0.05％(w/v)黄原胶与0.05％(w/v)可得然胶(复配比为1：1)后蒸汽灭菌备用，以10％(v/v)的接种量接入木糖驹形氏杆菌，在30℃下培养10天，发酵后通过0.5mol/L氢氧化钠处理去除菌体及其它杂质后获得细菌纤维素产品。
与相同条件下没有添加食品胶的发酵培养基相比，添加黄原胶与可得然胶使细菌纤维素产量提高59.8％，糖利用率提高8.3％，硬度提高134.2％，弹性提高5.6％，内聚性提高0.6％，咀嚼性提高152.8％，回弹性提高17％。与相同条件下单独添加0.1％(w/v)黄原胶与没有添加食品胶培养基中的发酵相比，细菌纤维素产量降低21.8％。
实施例4米糠酸水解液细菌纤维素的制备
利用米糠原料通过酸水解制备得米糠酸水解液，采用米糠酸水解液配制发酵培养基。米糠酸水解液发酵培养基中加入0.05％(w/v)黄原胶与0.05％(w/v)高酰基结冷胶(复配比为1：1)后蒸汽灭菌备用，以10％(v/v)的接种量接入木糖驹形氏杆菌，在30℃下培养10天，发酵后通过0.5mol/L氢氧化钠处理去除菌体及其它杂质后获得细菌纤维素产品。
与相同条件下没有添加食品胶的发酵培养基相比，添加黄原胶与高酰基结冷胶使细菌纤维素产量提高61.4％，糖利用率提高8.3％，硬度提高86.7％，咀嚼性提高63.2％，回弹性提高4.1％。与相同条件下单独添加0.1％(w/v)高酰基结冷胶与没有添加食品胶培养基中的发酵相比，细菌纤维素产量降低12.3％。
实施例5米糠酸水解液细菌纤维素的制备
利用米糠原料通过酸水解制备得米糠酸水解液，采用米糠酸水解液配制发酵培养基。米糠酸水解液发酵培养基中加入0.05％(w/v)黄原胶与0.05％(w/v)阿拉伯胶(复配比为1：1)后蒸汽灭菌备用，以10％(v/v)的接种量接入木糖驹形氏杆菌，在30℃下培养10天，发酵后通过0.5mol/L氢氧化钠处理去除菌体及其它杂质后获得细菌纤维素产品。
与相同条件下没有添加食品胶的发酵培养基相比，添加黄原胶与阿拉伯胶使细菌纤维素产量提高31.2％，糖利用率提高27.8％，硬度48.0％，弹性提高1.7％，咀嚼性提高46.5％，回弹性提高4％。与相同条件下单独添加0.1％(w/v)黄原胶与没有添加食品胶培养基中的发酵相比，细菌纤维素产量降低21.8％。
实施例6米糠酸水解液细菌纤维素的制备
利用米糠原料通过酸水解制备得米糠酸水解液，采用米糠酸水解液配制发酵培养基。米糠酸水解液发酵培养基中加入0.05％(w/v)黄原胶与0.05％(w/v)低酰基结冷胶(复配比为1：1)后蒸汽灭菌备用，以10％(v/v)的接种量接入木糖驹形氏杆菌，在30℃下培养10天，发酵后通过0.5mol/L氢氧化钠处理去除菌体及其它杂质后获得细菌纤维素产品。
与相同条件下没有添加食品胶的发酵培养基相比，添加黄原胶与低酰基结冷胶使细菌纤维素产量提高50.1％，硬度提高103.6％，咀嚼性提高111％，回弹性提高18.4％。与相同条件下单独添加0.1％(w/v)低酰基结冷胶与没有添加食品胶培养基中的发酵相比，细菌纤维素产量降低30.9％。
实施例7稻壳酸水解液细菌纤维素的制备
利用稻壳原料通过酸水解制备得稻壳酸水解液，采用稻壳酸水解液配制发酵培养基。稻壳酸水解液发酵培养基中加0.05％(w/v)高酰基结冷胶与0.05％(w/v)微晶纤维素(复配比为1：1)后蒸汽灭菌备用，以10％(v/v)的接种量接入木糖驹形氏杆菌，在30℃下培养10天，发酵后通过0.5mol/L氢氧化钠处理去除菌体及其它杂质后获得细菌纤维素产品。
与相同条件下没有添加食品胶的发酵培养基相比，添加高酰基结冷胶与微晶纤维素使细菌纤维素产量提高38.8％，糖利用率提高14.5％，硬度提高2.7％，弹性提高2.2％，内聚性提高3.5％，咀嚼性提高10.1％。与相同条件下单独添加0.1％(w/v)高酰基结冷胶培养基中的发酵相比，复配添加使细菌纤维素产量提高65.1％，糖利用率提高2.5％，弹性提高3.4％，内聚性提高2.9％。
实施例8稻壳酸水解液细菌纤维素的制备
利用稻壳原料通过酸水解制备得稻壳酸水解液，采用稻壳酸水解液配制发酵培养基。稻壳酸水解液发酵培养基中加入0.05％(w/v)高酰基结冷胶与0.05％(w/v)阿拉伯胶(复配比为1：1)后蒸汽灭菌备用，以10％(v/v)的接种量接入木糖驹形氏杆菌，在30℃下培养10天，发酵后通过0.5mol/L氢氧化钠处理去除菌体及其它杂质后获得细菌纤维素产品。
与相同条件下没有添加食品胶的发酵培养基相比，添加高酰基结冷胶与阿拉伯胶使细菌纤维素产量提高30.1％，硬度提高34.1％，弹性提高2.2％，内聚性提高1.6％，咀嚼性提高39.9％。与相同条件下单独添加0.1％(w/v)高酰基结冷胶培养基中的发酵相比，复配添加使细菌纤维素产量提高54.8％，弹性提高3.4％，咀嚼性提高4.3％。
由以上实施例可知，在米糠或稻壳酸水解液发酵培养基中单独添加或复配添加食品胶可提高制备的细菌纤维素产量，及调控其质构特性；但可能存在单独添加一种食品胶效果不明显甚至会产生细菌纤维素产量降低的情况，此时通过复配添加多种食品胶能解决该问题。在实施例1中单独添加可得然胶使细菌纤维素产量提高11.2％；而在实施例3～6中，在进行复配添加的产量比较时发现单独添加黄原胶、高酰基结冷胶或低酰基结冷胶与没有添加食品胶的发酵培养基相比，细菌纤维素产量反而降低21.8％、12.3％或30.9％；在实施例3中采用黄原胶与可得然胶1：1复配后使细菌纤维素产量提高59.8％，采用复配添加食品胶制备的细菌纤维素产量最高能提高至61.4％。由此可知复配添加食品胶具有协同增效的作用，且单独添加某一种胶可能会产生效果不明显甚至会产生细菌纤维素产量降低的情况，但复配添加后能解决这个问题，且使其产量提高。
综上所述，本申请通过在米糠及稻壳酸水解液中加入不同类型的食品胶，特别是添加不同食品胶进行复配，有协同增效的作用，既能克服发酵环境的抑制，提高产率和糖利用率，缩短发酵延迟期；又能实现食品胶对细菌纤维素产量的提升及质构特性的调控。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种利用大米加工副产物酸水解液制备食品胶基细菌纤维素的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.在米糠或稻壳酸水解液发酵培养基中加入食品胶，灭菌后备用；
S2.将S1步骤得到的培养基接入生产细菌纤维素的菌种，在25～35℃条件下发酵；
S3.将S2步骤中发酵后的产物，通过碱溶液处理去除菌体及杂质，即得食品胶基细菌纤维素。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述步骤S1中食品胶为黄原胶、阿拉伯胶、微晶纤维素、可得然胶、壳聚糖、海藻糖、高酰基结冷胶或低酰基结冷胶之中的一种或多种食品胶复配。
3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述步骤S1中添加食品胶为黄原胶与可得然胶。
4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述步骤S1中添加食品胶为黄原胶与高酰基结冷胶或黄原胶与低酰基结冷胶。
5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述步骤S1中添加食品胶的质量浓度为0.05～0.8％。
6.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述步骤S2中接种的菌种为木糖驹形氏杆菌。
7.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述步骤S2中菌种的接种体积比为5～15％。
8.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述步骤S2中发酵的时间为3～15天。
9.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述步骤S3中采用的碱溶液为氢氧化钠或氢氧化钾水溶液。
10.根据权利要求9所述方法，其特征在于，所述所述氢氧化钠或氢氧化钾的浓度为0.25～1mol/L。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111397699.6A CN113881733B (zh) | 2021-11-23 | 2021-11-23 | 一种利用大米加工副产物酸水解液制备食品胶基细菌纤维素的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111397699.6A CN113881733B (zh) | 2021-11-23 | 2021-11-23 | 一种利用大米加工副产物酸水解液制备食品胶基细菌纤维素的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113881733A true CN113881733A (zh) | 2022-01-04 |
| CN113881733B CN113881733B (zh) | 2024-04-05 |
Family
ID=79015552
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111397699.6A Active CN113881733B (zh) | 2021-11-23 | 2021-11-23 | 一种利用大米加工副产物酸水解液制备食品胶基细菌纤维素的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113881733B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114592016A (zh) * | 2022-01-12 | 2022-06-07 | 广东药科大学 | 一种混菌原位发酵制备食品胶基细菌纤维素联产食品胶的方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090192264A1 (en) * | 2007-08-22 | 2009-07-30 | Washington State University | Method of in situ bioproduction and composition of bacterial cellulose nanocomposites |
| CN104372048A (zh) * | 2014-12-04 | 2015-02-25 | 贵州大学 | 一种提高木醋杆菌发酵生产细菌纤维素产量的方法 |
| CN111321184A (zh) * | 2020-03-04 | 2020-06-23 | 南开大学 | 一种提高肠杆菌fy-07发酵生产细菌纤维素的产量和/或性能的方法 |
| CN112695009A (zh) * | 2021-01-29 | 2021-04-23 | 广东药科大学 | 一种原位发酵制备细菌纤维素的方法 |
-
2021
- 2021-11-23 CN CN202111397699.6A patent/CN113881733B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090192264A1 (en) * | 2007-08-22 | 2009-07-30 | Washington State University | Method of in situ bioproduction and composition of bacterial cellulose nanocomposites |
| CN104372048A (zh) * | 2014-12-04 | 2015-02-25 | 贵州大学 | 一种提高木醋杆菌发酵生产细菌纤维素产量的方法 |
| CN111321184A (zh) * | 2020-03-04 | 2020-06-23 | 南开大学 | 一种提高肠杆菌fy-07发酵生产细菌纤维素的产量和/或性能的方法 |
| CN112695009A (zh) * | 2021-01-29 | 2021-04-23 | 广东药科大学 | 一种原位发酵制备细菌纤维素的方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 张鹏;张青松;陈琳;洪枫;: "原位细菌合成纤维素/壳聚糖纳米纤维凝胶膜", 纤维素科学与技术, no. 04, pages 249 - 250 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114592016A (zh) * | 2022-01-12 | 2022-06-07 | 广东药科大学 | 一种混菌原位发酵制备食品胶基细菌纤维素联产食品胶的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113881733B (zh) | 2024-04-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1581617B1 (en) | Methods for producing end-products from carbon substrates | |
| CN112695009B (zh) | 一种原位发酵制备细菌纤维素的方法 | |
| CN108118020B (zh) | 纤维素降解微生物的培养基、制备及其应用 | |
| JP2010104361A (ja) | リグノセルロース系バイオマスを用いた糖化液の製造方法 | |
| CN101608192B (zh) | 一种利用玉米芯生产丁二酸的方法 | |
| CN110205349A (zh) | 一种利用米糠水解液发酵制备细菌纤维素的方法 | |
| CN113881733B (zh) | 一种利用大米加工副产物酸水解液制备食品胶基细菌纤维素的方法 | |
| JP6581904B2 (ja) | リグノセルロース材料の生化学的変換プロセスからの液体残渣を使用する酵素カクテルの産生方法 | |
| CN105219663A (zh) | 合成海藻糖的专用菌株及其用于合成海藻糖的方法 | |
| CN101857890A (zh) | 一种生物转化甜菊糖中甜菊苷为甜菊双糖苷的方法 | |
| CN112592914B (zh) | 一种专用绿藻多糖裂解酶及其生产工艺 | |
| JP2009296983A (ja) | エタノール製造方法 | |
| ES2510666T3 (es) | Proceso para fermentar azúcares que contienen sacáridos oligómeros | |
| CN114807098B (zh) | 用于生产胞外纤维素降解酶系的培养方法 | |
| US9834797B2 (en) | Fermentation based on hydrolyzed corn and/or sugar cane mash to produce propionic acid | |
| KR101435582B1 (ko) | 최적의 배지 조성을 이용한 글루콘아세토박터 속 kcg326 균주에 의한 박테리아 셀룰로오스의 제조 방법 | |
| JP2011115110A (ja) | クロストリジウム属微生物を利用したセルロース分解酵素の生産方法及びクロストリジウム属微生物の培養増殖方法。 | |
| JP2014176351A (ja) | エタノールの生産方法 | |
| CN111139211B (zh) | 一株高效利用非葡萄糖碳源的氧化葡糖杆菌适应性进化方法及其应用 | |
| CN101654670B (zh) | 制备液体纤维素酶的方法 | |
| JP2012139144A (ja) | グルコースを主成分とする糖類の製造方法 | |
| CN110373434B (zh) | 一种发酵原料中水溶性糖提高纤维素乳酸产量的方法 | |
| CN102134581B (zh) | 一种乳酸菌发酵方法 | |
| CN103614432B (zh) | 一种威兰胶的发酵方法 | |
| JP4221558B2 (ja) | 乳酸の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |