一種生產(chǎn)菊芋果糖飲料的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及生物工程【技術(shù)領(lǐng)域】，確切地說是一種生產(chǎn)菊芋果糖飲料的方法,包括以黑曲霉作為發(fā)酵菌株，以新鮮菊芋與水混合搗漿后形成pH為6-7的漿液作為發(fā)酵培養(yǎng)基，將所述發(fā)酵菌株接種到所述發(fā)酵培養(yǎng)基中，在28-30℃，通風(fēng)比為1:0.4的有氧條件下，培養(yǎng)24～40hr，形成發(fā)酵液；對所述發(fā)酵液進(jìn)行過濾、濃縮，形成菊芋果糖飲料。本發(fā)明通過微生物(黑曲霉)發(fā)酵生產(chǎn)菊芋果糖飲料，不僅工藝簡單，而且大大降低了生產(chǎn)成本。
【專利說明】一種生產(chǎn)菊芋果糖飲料的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及生物工程【技術(shù)領(lǐng)域】，確切地說是一種生產(chǎn)菊芋果糖飲料的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]菊粉酶(inulinase)是一類能夠水解β — 2，I 一 D果聚糖果糖苷鍵的水解酶,學(xué)名為β — 2，I 一 D果糖酶，又叫β-果聚糖酶、2，I 一 D果聚糖水解酶(EC3.2.1)。而低聚果糖進(jìn)入人體消化系統(tǒng)后不能被消化酶發(fā)酵分解，經(jīng)過胃、小腸，進(jìn)入大腸，在大腸內(nèi)僅可被雙歧桿菌、乳酸桿菌等有益細(xì)菌選擇利用，使之快速和大量繁殖，有防治便秘、抑制腸內(nèi)腐敗物質(zhì)形成，提高機體免疫力，改善脂質(zhì)代謝、降低膽固醇等作用。高果糖漿是一類健康功能糖，具有低熱值、抗齒、解酒，不含任何添加劑和色素，不刺激胰島素保護(hù)肝臟，有利于人體脂肪代謝，對糖尿病、高血壓、肥胖癥等有一定輔助療效。
[0003]目前國內(nèi)普遍利用水解菊粉原料進(jìn)行生產(chǎn)，通過利用酸法和酶法水解制備高果糖漿。
[0004]采用直接酸水解法生產(chǎn)果糖，由于反應(yīng)溫度高，反應(yīng)pH較低，但提取時間比較短，采用的物料濃度低，形成的果寡糖產(chǎn)品濃度低，需要濃縮提取，耗能，耗人工，成本高，同時由于在較低的酸性條件和高溫狀態(tài)，容易導(dǎo)致果糖和氨基酸反應(yīng)，水解后的溶液顏色較深，影響產(chǎn)品的品質(zhì)。由于形成低含量的果糖，中間代謝副產(chǎn)物較多，生產(chǎn)工藝已逐漸被淘汰。
[0005]與酸水解法相比，采用酸-酶水解法就變得便利，利用菊芋淀粉進(jìn)行水解產(chǎn)生葡萄糖，再由葡萄糖異構(gòu)酶異構(gòu)化生產(chǎn)的果葡糖漿中分離提取得到果糖，該工藝復(fù)雜，酶解法所得副產(chǎn)物少，但水解后產(chǎn)物不清澈，盡管通過濃縮果糖含量可高達(dá)70%以上，但是酶解法亦存在工藝復(fù)雜、成本較高的缺點，也需要改進(jìn)生產(chǎn)工藝技術(shù)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種生產(chǎn)菊芋果糖飲料的方法。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種生產(chǎn)菊芋果糖飲料的方法，包括:
[0008]以黑曲霉作為發(fā)酵菌株，以新鮮菊芋與水混合搗漿后形成pH為6-7的漿液作為發(fā)酵培養(yǎng)基，將發(fā)酵菌株接種到發(fā)酵培養(yǎng)基中，在28-30°C，通風(fēng)比為1: 0.4的有氧條件下，培養(yǎng)24?40hr,形成發(fā)酵液；
[0009]對發(fā)酵液進(jìn)行過濾、濃縮，形成菊芋果糖飲料。
[0010]進(jìn)一步，還包括對發(fā)酵培養(yǎng)基，在121°C，0.1MPa條件下滅菌30min。
[0011]進(jìn)一步，還包括對滅菌后的發(fā)酵培養(yǎng)基進(jìn)行冷卻；
[0012]進(jìn)一步，新鮮菊芋與水以質(zhì)量計的比例為1:4。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:通過微生物(黑曲霉)發(fā)酵生產(chǎn)菊芋果糖飲料，不僅工藝簡單，而且大大降低了生產(chǎn)成本。

【具體實施方式】
[0014]本實施方式提供了一種生產(chǎn)菊芋果糖飲料的方法，包括:
[0015]以黑曲霉作為發(fā)酵菌株，以新鮮菊芋與水混合搗漿后形成pH為6-7的漿液作為發(fā)酵培養(yǎng)基，對發(fā)酵培養(yǎng)基，在121°C,0.1MPa條件下滅菌30min，冷卻，將發(fā)酵菌株接種到發(fā)酵培養(yǎng)基中，在28-30°C，通風(fēng)比為1: 0.4的有氧條件下，培養(yǎng)24?40hr，形成發(fā)酵液；
[0016]對發(fā)酵液進(jìn)行過濾、濃縮，形成菊芋果糖飲料。
[0017]優(yōu)選地，新鮮菊芋與水以質(zhì)量計的比例為1:4。
[0018]下面以具體實施例詳細(xì)說明:
[0019]實施例一:
[0020](I)稱取洗干凈的新鮮菊芋100g，加入200ml水，在搗漿機上高速lmin，形成均勻的菊芋漿懸浮液，加水定容到1000ml，取五個500ml的三角瓶，每瓶裝液為200ml，在121 °C，
0.1MPa條件下，滅菌30min,冷卻待用。
[0021](2)從黑曲霉試管斜面中挖取含有菌絲的培養(yǎng)物一小塊接種于滅菌的培養(yǎng)基中，混合，放置于搖床中，在30°C, 180r/min條件下培養(yǎng)24_36hr,形成的種子培養(yǎng)物,菌絲濃度較密，培養(yǎng)物粘稠，能看見細(xì)小的菌絲體。。
[0022](3)稱取32kg洗凈的新鮮菊芋，通過高速搗漿機處理形成混合均勻的懸糊液，力口水定容到100升，通入蒸汽加熱滅菌，由于蒸汽冷凝形成冷凝水導(dǎo)致發(fā)酵罐滅菌后總體積為140升，料液比為1:3-4。取培養(yǎng)好的黑曲霉菌絲體通過火焰燒接種到200升滅菌的發(fā)酵罐中，接種量為0.7-1%，培養(yǎng)30?40hr，考慮發(fā)酵中不能含有其他額外物質(zhì)，培養(yǎng)過程中盡量不要添加其他物質(zhì)和加入氨水調(diào)節(jié)pH。
[0023](4)經(jīng)過30?40hr培養(yǎng)形成的發(fā)酵液即為成熟醪液，此時培養(yǎng)液的pH達(dá)到3.5，還原糖的濃度含量達(dá)到3-5%，該醪液中還沒有產(chǎn)生孢子，但產(chǎn)生大量的菌絲體和菊芋中的大量纖維混合結(jié)合在一起，形成易過濾的纖維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，菊芋起始含有的單糖最初被黑曲霉增殖培養(yǎng)消耗掉，單隨后，大量的菊芋多糖被黑曲霉產(chǎn)生的菊粉酶降解形成寡糖和單糖，由于菊芋自身帶有的纖維大量附著在發(fā)酵罐中，菌絲為了繁殖進(jìn)行菌絲的延伸，緊密結(jié)合在纖維四周，菌絲產(chǎn)生的菊粉酶充分和菊芋多糖結(jié)合，大量的菊芋多糖被降解。
[0024](5)成熟的發(fā)酵液采用景津板框壓濾機進(jìn)行預(yù)處理，采用無紡布的濾布過濾，去除黑曲霉菌絲體和菊芋纖維等不溶性固形物，獲得澄清的預(yù)過濾液，通過食品級儲罐儲裝。
[0025](6)對板框預(yù)過濾液再通過0.2微米孔徑的陶瓷膜過濾設(shè)備進(jìn)行過濾出理，能獲得棕紅色透亮的過濾液；
[0026](7)對過濾液通過納濾設(shè)備進(jìn)行濃縮(納濾截流分子量為250db)獲得濃縮液，該濃縮液含糖濃度為20-30%，pH3.2-3.8左右，發(fā)酵有機酸味適中，果糖香味物質(zhì)濃郁。
[0027](8)對納濾形成的菊芋果糖飲料調(diào)節(jié)爽口性，裝瓶并進(jìn)行巴氏消毒，形成高濃度的菊芋果寡糖飲料。
[0028]另外，本發(fā)明還可采用其他能產(chǎn)菊粉酶的微生物物種進(jìn)行培養(yǎng)。
[0029]本發(fā)明采用微生物法，利用黑曲霉以液態(tài)的發(fā)酵方式，通過控制發(fā)酵工藝生產(chǎn)果寡糖，具有以下有益效果:
[0030]I)微生物發(fā)酵菊芋條件溫和，水解效率高，形成的產(chǎn)物濃度高，發(fā)酵液不渾濁，離心后溶液澄清，無酶法水解后形成的產(chǎn)物渾濁之現(xiàn)象；
[0031]2)微生物發(fā)酵不需要添加菊粉酶，通過黑曲霉生長過程中分泌的菊粉酶進(jìn)行水解菊芋，(采用無菌技術(shù))邊發(fā)酵邊降解菊芋多糖形成果寡糖，同時發(fā)酵形成的代謝產(chǎn)物有大量的有機酸產(chǎn)生，能形成風(fēng)味物質(zhì)，改善產(chǎn)物的口感；
[0032]3)微生物發(fā)酵，不需要直接使用任何酸性化學(xué)試劑處理菊粉液，直接利用微生物降解菊粉，一步達(dá)到水解的目的，與酶法、酸法相比，生產(chǎn)成本大為降低，具有省時、省力、工藝簡單的優(yōu)勢，能為將來大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)；
[0033]4)形成的黑曲霉菌絲和纖維相互包裹，孔徑大，間隙大，有彈性，易沉降，后處理方便易過濾；
[0034]5)黑曲霉在發(fā)酵過程中產(chǎn)生菊粉酶，菊粉酶降解菊芋多糖物質(zhì)，形成低聚果糖多為1-5糖，且形成的果寡糖產(chǎn)物含量高，流動性好。
[0035]上文所列出的一系列的詳細(xì)說明僅僅是針對本發(fā)明的可行性實施方式的具體說明，它們并非用以限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡未脫離本發(fā)明技藝精神所作的等效實施方式或變更均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0036]此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個整體，各實施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實施方式。
【權(quán)利要求】
1.一種生產(chǎn)菊芋果糖飲料的方法，其特征在于，包括: 以黑曲霉作為發(fā)酵菌株，以新鮮菊芋與水混合搗漿后形成PH為6-7的漿液作為發(fā)酵培養(yǎng)基，將所述發(fā)酵菌株接種到所述發(fā)酵培養(yǎng)基中，在28-30°C，通風(fēng)比為1: 0.4的有氧條件下，培養(yǎng)24?40hr，形成發(fā)酵液； 對所述發(fā)酵液進(jìn)行過濾、濃縮，形成菊芋果糖飲料。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括對所述發(fā)酵培養(yǎng)基，在121°C，0.1MPa條件下滅菌30min。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，還包括對滅菌后的所述發(fā)酵培養(yǎng)基進(jìn)行冷卻。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述新鮮菊芋與水以質(zhì)量計的比例為1:4。
【文檔編號】A23L2/38GK104172387SQ201410232196
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年5月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月29日
【發(fā)明者】唐湘華, 楊云娟, 李俊俊, 黃遵錫, 慕躍林, 許波, 周峻沛 申請人:云南師范大學(xué)