專利名稱：一種細菌纖維素固定化酵母及其應用的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬固定化酵母技術領域，尤其是涉及一種以細菌纖維素為載體固定化酵母的方法及得到的固定化酵母。
背景技術：
酵母菌是食品和酒類生產(chǎn)中常用的微生物。傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝中多采用游離酵母細胞進行發(fā)酵，存在發(fā)酵周期長、生產(chǎn)效率低下，不利于連續(xù)生產(chǎn)、酵母細胞無法重復使用等缺點，利用固定化細胞技術就可以克服上述缺點，實現(xiàn)低溫連續(xù)發(fā)酵。固定化細胞技術是近年來在固定化酶的基礎上興起的一項新技術，是將具有特定生理活性的生物細胞，例如微生物細胞、植物細胞、動物細胞等進行固定，作為固體生物催化劑加以利用的技術。目前，已有將細胞固定于不同載體的報道，這些載體包括海藻酸鈣凝膠、瓊脂凝膠、明膠、多孔氧化鋁等，但是這些載體往往其機械加工性能不夠，限制了其利用。細菌纖維素(Bacterial cellulose, BC)是指在不同條件下，由醋酸菌屬 (Acetobacter)、土壤桿菌屬(Agrobacterium)、*艮瘤菌屬(Rhizobium)禾口疊球菌屬 (Sarcina)等中的某種微生物合成的纖維素的統(tǒng)稱。具有高純度、高結(jié)晶度、高聚合度、高持水性和高復水性等優(yōu)良的物理化學性質(zhì)以及較好的生物相容性和生物可降解性，此外，其具有優(yōu)良的機械加工性能，可以根據(jù)實際的需要切割成各種尺寸的顆粒，且顆粒之間不會互相粘合，便于生產(chǎn)加工。但是目前細菌纖維素主要作為食品配料使用。經(jīng)檢索，目前尚沒有將細菌纖維素作為固定化酵母載體的相關研究報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術的不足而提供一種細菌纖維素固定化酵母，利用細菌纖維素優(yōu)良的物理化學性質(zhì)以及較好的生物相容性、生物可降解性和機械加工性能，以細菌纖維素為載體對酵母進行固定化，所得固定化酵母能夠在低溫下實現(xiàn)連續(xù)發(fā)酵，提高生產(chǎn)效率，節(jié)約成本，且其具有良好的機械性能，便于加工，適合于各種生產(chǎn)環(huán)境，沒有污
^fe ο本發(fā)明提供的細菌纖維素固定化酵母，是以細菌纖維素作為酵母固定化載體，在無菌條件下將細菌纖維素與酵母菌懸菌液進行接觸，使酵母菌吸附并固定在細菌纖維素上。其中接觸方式可以是多種形式，如采用浸泡或噴灑的方式；所述酵母可以是啤酒酵母、 葡萄汁酵母、漢遜酵母和假絲酵母中的一種或多種。上述的細菌纖維素采用常規(guī)的制備方法制備，如靜態(tài)培養(yǎng)或動態(tài)培養(yǎng)。靜態(tài)培養(yǎng)是在發(fā)酵培養(yǎng)基的表面形成一層細菌纖維素濕膜，在使用時將其破碎成顆粒狀使用。而動態(tài)培養(yǎng)可以直接得到顆粒狀的細菌纖維素。上述細菌纖維素優(yōu)選為邊長為0. 8 1. 2cm的立方體顆粒。上述的細菌纖維素固定化酵母的制備方法，包括如下步驟的
1、配制酵母菌懸菌液；2、對細菌纖維素進行滅菌處理；3、無菌條件下將細菌纖維素與酵母菌懸菌液進行接觸，使酵母菌吸附并固定在細菌纖維素上。上述方法中，酵母菌懸菌液中的活菌數(shù)優(yōu)選為lX105 lX108CFU/ml。上述方法中，為使酵母菌吸附并固定在細菌纖維素上，可以將細菌纖維素浸泡在酵母菌懸菌液中2 5小時或?qū)⒔湍妇鷳揖簢姙⒃诩毦w維素上，靜置2 5小時；或在浸泡或靜置的同時用超聲波處理，超聲波優(yōu)選20 40KHz，0. 1 0. 2W · cm2的超聲波，浸泡或靜置時間可以縮短為20 40min。上述方法中進行步驟3)之前，優(yōu)選去除細菌纖維素中的少部分水分。提高酵母吸附效率。去除水分的方式可以是壓縮、低溫干燥等方式，優(yōu)選使細菌纖維素的含水量降低至 50 70%。本發(fā)明還涉及該細菌纖維素固定化酵母在食品及釀酒工業(yè)中的應用。如用于連續(xù)發(fā)酵生產(chǎn)啤酒或果酒，可以提高酒精產(chǎn)率等。本發(fā)明利用細菌纖維素優(yōu)良的物理化學性質(zhì)，以細菌纖維素為載體對酵母進行固定化，減少了酵母在連續(xù)發(fā)酵過程中的損失，大大提高了酵母的發(fā)酵效率，所得固定化酵母能夠在低溫下實現(xiàn)連續(xù)發(fā)酵，提高生產(chǎn)效率，節(jié)約成本，且其具有良好的機械性能，便于加工，適合于各種生產(chǎn)環(huán)境，沒有污染，是一種新型的固定化酵母。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例，對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。實施例一配置酵母菌懸菌液10L，使其中的活菌數(shù)為IX 105CFU/ml ；將動態(tài)培養(yǎng)得到的細菌纖維素顆粒滅菌后，在無菌條件下將其浸泡在酵母菌懸菌液中，室溫下浸泡4小時，取出浙干即得細菌纖維素固定化酵母。實施例二配置酵母菌懸菌液2L，使其中的活菌數(shù)為lX106CFU/ml ；將靜態(tài)培養(yǎng)得到的細菌纖維素濕膜破碎成邊長為Icm的立方體后滅菌，無菌條件下，將酵母菌懸菌液噴灑在細菌纖維素上，靜置5小時，即得細菌纖維素固定化酵母。實施例三配置酵母菌懸菌液10L，使其中的活菌數(shù)為IX 107CFU/ml ；將動態(tài)培養(yǎng)得到的細菌纖維素顆粒滅菌后，在無菌條件下將其浸泡在酵母菌懸菌液中，同時用20KHz，0. 2W · cm2的超聲波處理，浸泡20分鐘，取出浙干即得細菌纖維素固定化酵母。實施例四配置酵母菌懸菌液2L，使其中的活菌數(shù)為lX108CFU/ml ；將靜態(tài)培養(yǎng)得到的細菌纖維素濕膜破碎成邊長為Icm的立方體后滅菌，無菌條件下，將酵母菌懸菌液噴灑在細菌纖維素，在40KHz，0. Iff · cm2的超聲波處理下靜置40min，即得細菌纖維素固定化酵母。實施例五
配置酵母菌懸菌液10L，使其中的活菌數(shù)為IX 105CFU/ml ；采用壓縮法將靜態(tài)培養(yǎng)得到的細菌纖維素濕膜的含水量降低到50%，再破碎成顆粒狀，進行滅菌，然后在無菌條件下將其浸泡在酵母菌懸菌液中，室溫下浸泡2小時，取出浙干即得細菌纖維素固定化酵母。實施例六配置酵母菌懸菌液2L，使其中的活菌數(shù)為IXlO6 ；真空冷凍干燥將動態(tài)培養(yǎng)得到的細菌纖維素顆粒的含水量降低至70%，進行滅菌，然后在無菌條件下，將酵母菌懸菌液噴灑在細菌纖維素上，靜置3小時，即得細菌纖維素固定化酵母。實施例七將實施例一至六制得的細菌纖維素固定化酵母投入麥芽汁中連續(xù)發(fā)酵生產(chǎn)啤酒。實施例八將實施例一至六制得的細菌纖維素固定化酵母投入果汁中連續(xù)發(fā)酵生產(chǎn)果酒。采用上述實施例制得的固定化酵母用于連續(xù)發(fā)酵生產(chǎn)啤酒或果酒，由于酵母菌被細菌纖維素固定，減少了酵母在連續(xù)發(fā)酵過程中的損失，大大提高了酵母的發(fā)酵效率，同時細菌纖維素本身具有的致密網(wǎng)狀結(jié)構和高含水量，也可以提供給酵母較好的生長環(huán)境，使得酵母能夠在較低溫度下生長，如15-20度，實現(xiàn)連續(xù)發(fā)酵，提高生產(chǎn)效率，節(jié)約成本，實施例中制備得到的固定化酵母經(jīng)實際發(fā)酵測試，均可以提高發(fā)酵產(chǎn)酒精效率30-70%。本發(fā)明的固定化酵母由于有了良好的載體，具備了良好的機械性能，便于加工，沒有污染。如沒有特殊說明，本發(fā)明中涉及的細菌纖維素的制備方法，包括靜態(tài)培養(yǎng)和動態(tài)培養(yǎng)；以及壓縮干燥方法、真空冷凍干燥方法、和滅菌方法均為細菌纖維素生產(chǎn)及應用領域的常用方法，本領域技術人員均可以實施。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種細菌纖維素固定化酵母，其特征在于是以細菌纖維素作為酵母固定化載體， 無菌條件下將細菌纖維素與酵母菌懸菌液進行接觸，使酵母菌吸附并固定在細菌纖維素上。
2.根據(jù)權利要求1所述的細菌纖維素固定化酵母，其特征在于所述酵母是啤酒酵母、 葡萄汁酵母、漢遜酵母和假絲酵母中的一種或多種。
3.根據(jù)權利要求1所述的細菌纖維素固定化酵母，其特征在于所述細菌纖維素是指邊長為0. 8 1. 2cm的立方體顆粒。
4.一種權利要求1所述的細菌纖維素固定化酵母的制備方法，其特征在于，包括如下步驟的1)、配制酵母菌懸菌液；2)、對細菌纖維素進行滅菌處理；3)、無菌條件下將細菌纖維素與酵母菌懸菌液進行接觸，使酵母菌吸附并固定在細菌纖維素上。
5.根據(jù)權利要求4所述的細菌纖維素固定化酵母的制備方法，其特征在于所述酵母菌懸菌液中的活菌數(shù)優(yōu)選為1 X IO5 1 X 108CFU/ml。
6.根據(jù)權利要求4所述的細菌纖維素固定化酵母的制備方法，其特征在于步驟3)中所述的細菌纖維素與酵母菌懸菌液進行接觸的方式是將細菌纖維素浸泡在酵母菌懸菌液中2 5小時或?qū)⒔湍妇鷳揖簢姙⒃诩毦w維素上，靜置2 5小時。
7.根據(jù)權利要求6所述的細菌纖維素固定化酵母的制備方法，其特征在于在細菌纖維素與酵母菌懸菌液進行接觸的同時用20 40KHz，0. 1 0. 2W · cm2的超聲波處理。
8.根據(jù)權利要求4所述的細菌纖維素固定化酵母的制備方法，其特征在于在步驟3) 之前，用壓縮或低溫干燥的方式使細菌纖維素的含水量降低至50 70%。
9.權利要求1-3中任一項所述的細菌纖維素固定化酵母在食品制造或釀酒中的應用。
全文摘要
本發(fā)明屬固定化酵母技術領域，涉及一種細菌纖維素固定化酵母，是以細菌纖維素作為酵母固定化載體，無菌條件下將細菌纖維素與酵母菌懸菌液進行接觸，使酵母菌吸附并固定在細菌纖維素上。本發(fā)明利用細菌纖維素優(yōu)良的物理化學性質(zhì)，以細菌纖維素為載體對酵母進行固定化，有效地減少了酵母在連續(xù)發(fā)酵過程中的損失，大大提高了酵母的發(fā)酵效率，所得固定化酵母能夠在低溫下實現(xiàn)連續(xù)發(fā)酵，提高生產(chǎn)效率，節(jié)約成本，且其具有良好的機械性能，便于加工，適合于各種生產(chǎn)環(huán)境，沒有污染，是一種新型的固定化酵母。
文檔編號C12G3/02GK102226174SQ20111011364
公開日2011年10月26日 申請日期2011年4月21日 優(yōu)先權日2011年4月21日
發(fā)明者鐘宇光, 鐘春燕 申請人:鐘春燕