[发明专利]一种果汁的固定化半连续乳酸发酵方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种发酵方法，尤其涉及一种果汁的固定化半连续乳酸发酵方法。

【背景技术】

乳酸菌发酵的食品被公认为功能性食品，被誉为“象药品一样有效的食品，象食品一样安全的药品”，乳制品始终在益生菌食品中占支配地位。随着食品科学的发展，乳酸发酵也被用于果蔬饮料加工中，产生芳香族等丰富的风味物质，提高超氧化物歧化酶（SOD）等抗氧化能力，新增γ-氨基丁酸、共轭亚油酸等益生性功能因子，促进矿物质吸收，改善肠道功能等，但目前市场上未见乳酸发酵纯果汁饮料的成熟商品销售。

现有研究果汁中乳酸发酵技术一般采用游离细胞发酵，即每批次基质发酵都接种一次，使游离状态微生物在无限制空间中自由培养。固定化细胞是指固定在水不溶性载体上，在一定的空间范围进行生命活动（生长、繁殖和新陈代谢等）的细胞，其固定化的方法分为吸附法和包埋法两大类，主要应用于抗生素、有机酸、氨基酸、酶制剂等生产，实现生物转化、废水处理、基因工程菌的固定化，在食品加工上多应用于酵母发酵和醋酸发酵，未见应用在乳酸发酵食品上的国内外报道。固定化细胞发酵具有以下优势：（1）将微生物发酵改为连续酶反应；（2）获得更高的细胞浓度；（3）细胞重复使用；（4）高稀释率不产生洗脱现象；（5）单位容积的产率高；（6）提高遗传稳定性；（7）细胞不受剪切效应的影响；（8）发酵液中菌体含量少，有利与产品的分离纯化。

现有固定化细胞所采用的陶瓷珠会导致硅土等杂质被洗脱入果汁中，包埋法所使用的海藻酸钙凝胶增加固定细胞的工艺难度，且对果汁风味有不良影响。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题在于提供一种果汁的固定化半连续乳酸发酵方法，获得的发酵果汁具有典型乳酸发酵香，该方法生产周期短、生产速率高，可实现1次接种多批次半连续发酵，便于生产运行、降低生产成本。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：一种果汁的固定化半连续乳酸发酵方法，其具体操作步骤如下：

（1）载体的预处理：取天然纤维材质的载体，依次进行清洗、水煮（清洗的目的是脱除载体中各种杂质，而水煮是为了钝化载体中存在的酶），接着制成紧密饼状并装入不锈钢网盒或者尼龙网袋中，经110℃-121℃灭菌30min-60min，烘干后备用；

（2）发酵基质的制备：将果汁依次过滤、加热杀菌、冷却，以制备获得发酵基质，备用；

（3）载体富菌：按1:1-10的体积比取预处理后的载体及发酵基质并装入发酵器具中，载体充分吸涨后将发酵剂按照接种量10⁶cfu/mL-10⁹cfu/mL接入，混匀，于25℃-30℃下静置发酵24h-48h后得发酵液，且载体上形成菌量达10¹⁰cfu/mL以上的高密度发酵菌群；

（4）半连续发酵：将发酵培养结束后所得的发酵液从发酵器具内排出并收集，并往发酵器具内加入发酵基质进行第二批次发酵，具体地，震荡或定向循环10min-30min使发酵基质与保留于发酵器具内的载体混合均匀后，静置发酵12h-24h，发酵温度为25℃-30℃，发酵结束后将发酵液排出发酵器具并收集；接着重复发酵操作直至所制备的发酵基质用完，且每批次发酵加入的发酵基质的量相等；则每批次发酵所收集到的发酵液均为已完成固定化半连续乳酸发酵的果汁即发酵果汁。

进一步地，所述载体为甘蔗纤维或玉米芯。

进一步地，所述载体为甘蔗纤维；将甘蔗纤维加工成边长小于5cm的不规则碎块或薄片，并依次进行清洗、水煮以钝化酶并脱除各种杂质，之后加压成为密度0.05-0.1g/mL的扁饼状。

进一步地，所述载体为玉米芯；将玉米芯纵剖为4-8等分，再横切成1-5cm的短块，并依次进行清洗、水煮以钝化酶并脱除各种杂质，之后整齐排列成为圆饼状。

进一步地，所述发酵剂是具有苹果酸乳酸发酵能力的乳杆菌或乳球菌中的单菌或者多菌复配。

进一步地，所述发酵器具为玻璃或不锈钢材质的发酵器具。

本发明一种果汁的固定化半连续乳酸发酵方法的有益效果在于：本发明工艺较易操作；且通过本发明方法获得的发酵果汁具有较佳风味，生产周期缩短、提高生产速率，且生产多批次才需接种1次，便于生产运行、降低生产成本，具有广泛的适用性和推广意义。

【具体实施方式】

本发明一种果汁的固定化半连续乳酸发酵方法，其具体操作步骤如下：