[发明专利]淋浇发酵生产食醋过程中产生菌膜的防止方法

说明书

技术领域：本发明涉及食醋生产领域，是对食醋淋浇发酵生产方法的改进，具体地说是淋浇发酵生产食醋过程中产生菌膜的防止方法。

背景技术：当今食醋生产企业采用淋浇发酵时，淋浇发酵塔填充料间产生致密的菌膜，堵塞填料间隙导致淋浇发酵塔透过率下降，醋酸发酵能力降低，甚至出现因堵塞而无法继续发酵。淋浇发酵塔生产液态食醋已成为一种先进的食醋生产工艺，但菌膜的影响是生产中最大的问题。经研究菌膜的主要成分为细菌纤维素。通过向生产罐内添加0.04％的酸性纤维素酶(由贵阳赛兰博公司提供，在最适pH 5.0，最适温度50℃时酶活力为3487IU/g)，可以有效的防治菌膜的产生，且对食醋风味和产酸没有影响。但是每批次发酵结束后，酸性纤维素酶会随着半成品醋液的取出而有大量的损失，后续要向罐内补加酸性纤维素酶，增加了企业成本和工作强度。

发明内容：本发明的目的，在于解决原生产方法中酸性纤维素酶的流失问题，降低企业生产成本，从而解决淋浇发酵生产食醋时产生菌膜的难题。

为达到上述目的，发明人研究发明一种固定化的酸性纤维素酶小球，用在淋浇发酵塔上，代替向生产罐中添加0.04％的液体纤维素酶，有效防止酸性纤维素酶随着半成品醋液的取出而大量流失，同时也有效防止淋浇发酵生产食醋过程中菌膜的产生。由于酸性纤维素酶易失活，酶活力受外界影响较大，因此固定化条件的影响因子较多。固定化纤维素酶防止菌膜产生，首先不影响醋酸的产量，其次找到固定化酶的最佳添加量。本专发明利用固定化酸性纤维素酶防止菌膜的产生，达到既防止菌膜的产生，又可以提高经济效益，同时对产酸影响较小的目的。

本发明一种淋浇发酵生产食醋产生菌膜的防止方法，是以海藻酸钠为酸性纤维素酶的载体，戊二醛为胶联剂，CaCl₂为脱水剂，采用包埋交联法制备成一种固定化酸性纤维素酶，通过添加固定化酸性纤维素酶解决液态食醋淋浇发酵生产中产生菌膜的问题。由于固定化酸性纤维素酶不会随半成品醋液的取出而流失，有效降低了企业成本，又达到了防止产生菌膜的目的。

固定化酸性纤维素酶的制备方法是在海藻酸钠水溶液中，加入酸性纤维酶、戊醛二和CaCl₂，搅拌均匀成混合液加热，然后将混合液用注射器挤入0.2mol/LCaCl₂溶液中，滤出小球，按同样浓度的CaCl₂溶液继续浸泡小球l小时，再滤出小球，用浓度为2g/L戊二醛浸泡2小时，滤出小球，并以蒸馏水洗涤数次。

固定化酸性纤维素酶的制备工艺条件是在1000ml 2～4％(w/w)的海藻酸钠水溶液中，加入酶活力不低于3000Iu/g的酸性纤维素酶2.5～7.5g，戊二醛4-10g，CaCl₂ 10～44g，搅拌均匀，加热到30～40℃，保温6～10h，将上述混合液滴入0.2mol/L CaCl₂溶液中，滤出小球，换同样浓度的CaCl₂溶液继续浸泡1个小时；再次滤出小球，用浓度为2g/L的戊二醛水溶液浸泡2个小时，滤出小球并以蒸馏水洗涤数次，该固定化酸性纤维素酶的活力不低于2000Iu/g。

考虑到固定化酸性纤维酶的作用效果和制备固定化酸性纤维素酶成本，本发明人研究出固定化纤维素酶的最佳制备工艺条件，以海藻酸钠为载体，戊二醛为交联剂，CaCl₂为脱水剂，采用包埋交联法制备固定化酶，以海藻酸钠浓度、酶用量、戊二醛浓度、CaCl₂浓度、交联温度和交联时间为主要因素进行单因素实验，得到单因素浓度范围，然后每种因素选取最佳水平3组，进行L₁₈(3⁶)正交试验(见表1)，然后采用正交试验得出固定化纤维素酶的最佳制备条件(见表2)。

表1试验因素水平表

表2不同制备条件固定化酸性纤维素酶的活力

从正交设计试验结果可知，不同制备条件影响固定化酸性纤维素酶活力的因素大小根据极差依次是(1)载体海藻酸钠浓度；(3)脱水剂CaCl₂浓度；(3)酸性纤维酶添加量；(4)交联时间；(5)胶联剂戊二醛浓度；(6)交联温度。各因素均值最大值，海藻酸溶液浓度4％(w/w)，每L海藻酸钠水溶液加入酸性纤维素酶2.5g、戊二醛10g和CaCl₂22ml，交联温度40℃，交联时间6h。