專利名稱：一種制酸漿豆腐用菌粉的生產方法
技術領域：
本發明屬于益生菌細胞固定化的延伸技術領域，特別涉及一種制酸漿豆腐用菌粉 的生產方法。
背景技術：
微膠囊技術包埋益生菌的方法亦是固定化細胞技術，是20世紀60年代發展起來 的一門新興生物技術，是指利用化學或物理的手段將游離的細胞定位于限定的空間區域， 并使其保持活性，反復利用。固定化細胞技術因具有獨特優勢和廣闊的應用前景而引起人 們的極大關注，其研究與應用也得到迅速發展。對于固定化細胞的制備前人做了大量的工 作，由于用途的多樣化使得對其性能的要求也不一樣，從現有文獻來看，主要針對固定化細 胞的機械強度、彈性、傳質性能、成球難易程度、載體對微生物的毒性等方面的研究。微膠囊包埋可保護益生菌免受噬菌體的侵害，提高其在冷凍干燥過程中的存活 率，增加貯存過程中的穩定性。Simione F P和Brown E M曾對過冷凍干燥過程中加入像甘 油、蔗糖等保護劑的研究，保護劑的加入大大提高了菌種的存活率，同時Kaasen I等也對海 藻糖作為保護劑進行了深入的研究，研究表明加海藻糖能夠降低冷干過程對細胞膜、脂質 體等的傷害作用。利用冷凍干燥技術生產的乳酸菌粉具有菌數多、活力強、運輸方便及保存 期長等優點。但由于生產成本較高，生產量小，一般多用于菌種保存而不宜作為母發酵劑或 生產發酵劑使用。近年來，一些單位曾試用熱風噴霧干燥法制備乳酸菌粉，但由于熱風溫度 較高，干燥后的菌種的活菌數及活力受到較大影響，產品質量不穩定而未能在實際生產過 程中推廣應用。噴霧干燥方法是生產干燥、穩定、小體積食品的常用方法，它也常用于微生物的濃 縮和保存，近年來有許多報道用噴霧干燥方法制備發酵產品應用的發酵劑。但由于噴霧干 燥過程中加熱和脫水會對微生物產生破環作用，Lian等比較和研究了不同載體介質經噴霧 干燥后菌的存活情況，同時他們也研究載體濃度、排風溫度對菌存活的影響。Charpeutier 等對噴霧干燥后獲得的粉末進行電鏡掃描，阿拉伯膠、明膠和可溶性淀粉微粒在球體表面 產生影響，如被脫水一樣。另一方面以脫脂乳為載體時，脫脂乳微粒的表面具有可見裂縫， 這些裂縫使熱的散失變得容易而減少了熱對菌的破壞，所以用脫脂乳為載體的粉有更高的 存活率。真空冷凍干燥簡稱凍干是制備和保存生物材料最有效的方法之一，凍干是冷凍和 干燥技術的有機結合。細胞在凍干過程中要經受冷凍和干燥兩種激烈因素的作用，損傷是 不可避免的。為了提高真空冷凍干燥后微生物的存活率人們進行了大量的研究。影響乳酸 菌凍干效果的因素有很多，如菌株、細胞大小及形狀、生長階段及速率、初始細胞濃度、保護 劑系統、預凍溫度、降溫速率、冷凍干燥條件、細胞含水量、細胞膜成分和復水條件等，其中 保護劑系統的影響最為突出。若在凍干時采取一定的保護措施，加入適宜的保護劑系統，可 在很大程度上減輕或避免冷凍干燥對細胞帶來的損傷。凍干損傷主要包括機械損傷、溶質 損傷、細胞膜損傷和細胞代謝調節作用損傷。針對以上各種損傷可以選用各種保護劑。
目前國內外主要研究冷凍干燥法生產菌粉的加工工藝，雖然菌落活數較高，但是 所用生產成本也較高，市場前景并不樂觀。

發明內容
為了使微膠囊達到其生物安全性，并適合于工業化生產，本發明將噴霧干燥技術 和生物微膠囊化原理結合起來，篩選出該菌體細胞適宜的生物相容性壁材并通過噴霧干燥 進行合理包埋，這樣既達到了生物相容安全的目的，也延長了菌體在自然環境中的存活時 間。本發明的目的是在較低成本下生產益生菌粉提供工業化生產，促進本行業的發展。一種制酸漿豆腐用菌粉的生產方法，其特征在于菌種篩選后，進行優化培養液的 制備，濃縮菌液的制備，然后在優化培養液中加入保護劑和包埋劑以及濃縮菌液振蕩培養 得噴粉前的營養液，再將其噴霧干燥，最后保藏噴霧干燥所得的菌粉，本發明涉及到優化 培養液的制備、濃縮菌液的制備，保護劑的篩選，包埋劑比例與噴霧干燥條件，具體步驟如 下(1)優化培養液的制備，方法如下優化培養液配方為酵母膏5 10g，胰蛋白 胨5 10g，碳酸鈣1 3g，葡萄糖5 10g，氯化鈉1 5g，番茄汁100 200ml，黃 漿汁50 100ml，吐溫-80 1 3ml，檸檬酸二胺1 3g，磷酸氫二鉀2 4g，硫酸鎂 0. 5 2g，硫酸錳0. 5 2g，添加蒸餾水至1000ml，調pH值為7. 0 7. 2，121°C滅菌20min 備用；由于此菌種是從酸漿豆腐的黃漿汁中提取，故在做培養基時向培養液中添加了一定 量的黃漿汁，以促使細菌更好的生長；(2)濃縮菌液的制備，方法如下取步驟(1)制備的優化培養液，向其中加入篩選 的菌種(菌種為從酸漿水中篩選出的植物乳桿菌)，35 40°C，100 150r/min振蕩培養 24 48h，調節菌液pH值為4 7，再用高速冷凍離心機進行濃縮，濃縮條件為溫度5 15°C，轉速4000 5000r/min，離心時間10 20min，最終菌泥與生理鹽水按0. lg/ml進 行4°C冷藏；在此濃縮條件下，菌落成活率高達90% ；(3)取步驟(1)制備的優化培養液，向其中加入保護劑和包埋劑以及濃縮菌液振 蕩培養得噴粉前的營養液，以脫脂奶粉、糊精、葡萄糖、谷氨酸鈉為保護劑，其添加量分別占 噴粉前的營養液質量的5 10%、4 8%、2 5%和1 5% ；以海藻酸鈉和阿拉伯膠為 包埋劑，海藻酸鈉添加量占噴粉前的營養液質量的1 6%。，阿拉伯膠添加量占噴粉前的營 養液質量的1 5%0 ；加入的濃縮菌液與噴粉前的營養液的體積比一般為5% ；(4)再將步驟(3)所得的噴粉前的營養液振蕩培養，振蕩培養時間可為3 5h，然 后噴霧干燥，噴霧干燥條件如下進口溫度170 190°C，出口溫度65 90°C，最后保藏噴 霧干燥所得的菌粉。噴霧干燥致死主要原因是高溫致死，高溫使微生物的蛋白質和核酸等重要物質發 生變性，例如使核酸發生脫氨、脫嘌呤或降解，以及破壞細胞膜上的類脂成分等。常用保護 劑分為糖類、多元醇類、感膠離子鹽類、氨基酸類和蛋白質及肽類等大分子物質，它們可以 起到穩定蛋白結構、占位性屏障和包埋性屏障等作用，從而減小高溫致死率。本發明以脫脂 奶粉、糊精、葡萄糖、谷氨酸鈉為保護劑，其添加量分別占噴粉前的營養液質量的5 10%、 4 8%、2 5%和1 5%。噴粉前的營養液中加入本發明的保護劑，恒溫振蕩培養后經 80 90°C，30min水浴后菌落活數可達107，結果證明這幾種保護劑可以起到很好的保護效果。噴霧干燥條件與包埋劑比例的選擇包埋劑一般都是一些天然大分子物質或人工 合成大分子有機物質，包括一些膠體類物質、大分子多糖、蛋白質類物質等。本發明以海藻 酸鈉和阿拉伯膠為包埋劑，海藻酸鈉添加量占噴粉前的營養液質量的1 6%。，阿拉伯膠添 加量占噴粉前的營養液質量的1 5%。;噴霧干燥條件如下進口溫度170 190°C，出口溫 度65 90°C，菌粉菌落活數可達到109，成活率可達12. 5%。本發明的有益效果為按照本工藝流程生產的菌粉菌落活數可達到109，實現了在 較低成本下生產具有較高菌落數的工業化要求，能夠滿足生產酸漿豆腐的實際需要，并為 工業化生產益生菌粉提供了一定的理論基礎。相比冷凍干燥來說，本發明的加工工藝簡單、 成本較低，有很大的生產市場。同時，通過此種新微膠囊化方法包埋的微膠囊粒子直徑比較 均勻，較擠壓法等其他方法包埋的粒子直徑要小，便于菌種更好更安全地應用于生物保健 品中，適宜于大規模工業化生產。


圖1是整個工藝的流程圖；圖2是菌落數隨培養時間變化趨勢。
具體實施例方式下面結合實施例和附圖對本發明作進一步說明實施例1一種制酸漿豆腐用菌粉的生產方法，整個工藝的流程圖如圖1所示，菌種篩選后， 進行優化培養液的制備，濃縮菌液的制備，然后在優化培養液中加入保護劑和包埋劑以及 濃縮菌液振蕩培養得噴粉前的營養液，再將其噴霧干燥，最后保藏噴霧干燥所得的菌粉，本 實施例涉及到優化培養液的制備、濃縮菌液的制備，保護劑的篩選，包埋劑比例與噴霧干燥 條件，具體步驟如下(1)制備優化培養液，優化培養液配方為酵母膏5g，胰蛋白胨5g，碳酸鈣 1. 5g，葡萄糖:5g,氯化鈉4. 5g，番茄汁:100ml,黃漿汁:100ml，吐溫-80 :1ml，檸檬酸二 胺lg，磷酸氫二鉀2g，硫酸鎂0. 5g，硫酸錳0. 5g，添加蒸餾水至1000ml，調pH值為 7. 0 7. 2，121°C 滅菌 20min 備用；(2)菌液的制備取3個滅菌的100ml三角瓶，分別將步驟⑴制備的優化培養液 50ml放入其中，然后把活化好的植物乳桿菌(植物乳桿菌從酸漿水中篩選)接種到優化培 養液內，恒溫振蕩培養(35 40°C，100 150r/min) 24h，作為母菌液，然后把3瓶母菌液混 合搖勻備用；濃縮菌液的制備，方法如下取4個滅菌的100ml三角瓶，分別裝入45ml步驟⑴ 制備的優化培養液，向其中各加入5ml母菌液，搖勻，恒溫振蕩培養(35°C，100r/min)24h， 然后調節菌液PH值為6. 5，各取4. 0ml分裝到5ml離心管中離心，再用高速冷凍離心機進行 濃縮，濃縮條件為溫度10°C，轉速4500r/min，離心時間lOmin，最終菌泥與生理鹽水按 0. lg/ml進行4°C冷藏；(3)取步驟(1)制備的優化培養液，向其中加入保護劑和包埋劑以及濃縮菌液振蕩培養得噴粉前的營養液，以脫脂奶粉、糊精、葡萄糖、谷氨酸鈉為保護劑，其添加量分別占 噴粉前的營養液質量的5%、4%、3%和2% ；以海藻酸鈉和阿拉伯膠為包埋劑，海藻酸鈉添 加量占噴粉前的營養液質量的2. 5%。，阿拉伯膠添加量占噴粉前的營養液質量的2%0 ；加入 的濃縮菌液與噴粉前的營養液的體積比為5% ；(4)再將步驟(3)所得的噴粉前的營養液振蕩培養，菌落數隨培養時間變化趨勢 如圖2所示，從圖中可以看出振蕩培養時間3 5h，培養液菌落數含量較高，可達1013，而且 對營養液的營養成分幾乎不消耗，能夠保證噴霧干燥后粉末營養成分的充足，以保證菌粉 中細菌的長時間存活，本實施例振蕩培養5h，然后噴霧干燥，噴霧干燥條件如下進口溫度 170°C，出口溫度65°C，最后保藏噴霧干燥所得的菌粉。所得菌粉菌落活數為7 . 86X 109。實施例2 —種制酸漿豆腐用菌粉的生產方法，整個工藝的流程圖如圖1所示，菌種篩選后， 進行優化培養液的制備，濃縮菌液的制備，然后在優化培養液中加入保護劑和包埋劑以及 濃縮菌液振蕩培養得噴粉前的營養液，再將其噴霧干燥，最后保藏噴霧干燥所得的菌粉，本 實施例涉及到優化培養液的制備、濃縮菌液的制備，保護劑的篩選，包埋劑比例與噴霧干燥 條件，具體步驟如下(1)優化培養液的制備，優化培養液配方為酵母膏5g，胰蛋白胨5g，碳酸鈣 3g，葡萄糖:8g,氯化鈉:5g,番茄汁:150ml,黃漿汁:80ml，吐溫-80 :3ml，檸檬酸二胺 1.5g，磷酸氫二鉀:2g，硫酸鎂lg，硫酸錳lg，添加蒸餾水至1000ml，調pH值為7.0 7. 2， 121°C滅菌20min備用；(2)菌液的制備取3個滅菌的IOOml三角瓶，分別將步驟⑴制備的優化培養液 50ml放入其中，然后把活化好的植物乳桿菌(植物乳桿菌從酸漿水中篩選)接種到優化培 養液內，恒溫振蕩培養(35 40°C，100 150r/min) 20h,作為母菌液，然后把3瓶母菌液混 合搖勻備用；濃縮菌液的制備，方法如下取4個滅菌的IOOml三角瓶，分別裝入45ml步驟(1) 制備的優化培養液，向其中各加入5ml母菌液，搖勻，恒溫振蕩培養(35°C，120r/min)24h， 然后菌液PH值為6，各取4. Oml分裝到5ml離心管中離心，再用高速冷凍離心機進行濃縮， 濃縮條件為溫度5°C，轉速4500r/min，離心時間lOmin，最終菌泥與生理鹽水按0. lg/ml 進行4°C冷藏；(3)取步驟(1)制備的優化培養液，向其中加入保護劑和包埋劑以及濃縮菌液振 蕩培養得噴粉前的營養液，以脫脂奶粉、糊精、葡萄糖、谷氨酸鈉為保護劑，其添加量分別占 噴粉前的營養液質量的8%、5%、2%和3% ；以海藻酸鈉和阿拉伯膠為包埋劑，海藻酸鈉添 加量占噴粉前的營養液質量的3%。，阿拉伯膠添加量占噴粉前的營養液質量的2. 5%0 ；加入 的濃縮菌液與噴粉前的營養液的體積比為4% ；(4)再將步驟(3)所得的噴粉前的營養液振蕩培養，振蕩培養4h，然后噴霧干燥， 噴霧干燥條件如下進口溫度175°C，出口溫度70°C，最后保藏噴霧干燥所得的菌粉。所得 菌粉菌落活數為6. 14X109o實施例3本實施例的制酸漿豆腐用菌粉的生產方法，除了優化培養液配方與實施例1不同 夕卜，其他與實施例1相同，本實施例的優化培養液配方為為酵母膏7g，胰蛋白胨7g，葡萄糖10g，氯化鈉4. 5g，番茄汁200ml，黃漿汁:150ml，吐溫-80 :3ml，檸檬酸二胺1. 5g，磷 酸氫二鉀4g，硫酸鎂lg，硫酸錳lg，添加蒸餾水至1000ml，調pH值為7. 0 7. 2，121°C 滅菌20min備用。本實施例所得菌粉菌落活數為6. 55 X 109。實施例4本實施例的制酸漿豆腐用菌粉的生產方法，除了保護劑比例與實施例1不同外， 其他與實施例1相同，本實施例的保護劑比例為脫脂奶粉、糊精、葡萄糖、谷氨酸鈉添加量 分別占噴粉前的營養液質量的10%、6%、3%和5%。本實施例所得菌粉菌落活數為6. 78 X 109。實施例5本實施例的制酸漿豆腐用菌粉的生產方法，除了包埋劑比例與實施例1不同外， 其他與實施例1相同，本實施例的包埋劑比例為海藻酸鈉添加量占噴粉前的營養液質量 的3%。，阿拉伯膠添加量占噴粉前的營養液質量的2%0。本實施例所得菌粉菌落活數為7. 35X 109。實施例6本實施例的制酸漿豆腐用菌粉的生產方法，除了噴霧干燥條件與實施例1不同 外，其他與實施例1相同，本實施例的噴霧干燥條件為進口溫度180°C，出口溫度75°C，最 后保藏噴霧干燥所得的菌粉。本實施例所得菌粉菌落活數為7. 03X 109。效果驗證試驗證明由本發明加工的菌粉發酵黃漿水pH值在3. 5左右，可以用來做 酸漿豆腐，而且得到的豆腐保水性好，質地細膩，口味清淡略帶甘甜。
權利要求
一種制酸漿豆腐用菌粉的生產方法，其特征在于菌種篩選后，進行優化培養液的制備，濃縮菌液的制備，然后在優化培養液中加入保護劑和包埋劑以及濃縮菌液振蕩培養得噴粉前的營養液，再將其噴霧干燥，最后保藏噴霧干燥所得的菌粉，其中，優化培養液的制備，濃縮菌液的制備，保護劑的篩選，包埋劑比例與噴霧干燥條件的選擇如下所述優化培養液的制備方法如下優化培養液配方為酵母膏5～10g，胰蛋白胨5～10g，碳酸鈣1～3g，葡萄糖5～10g，氯化鈉1～5g，番茄汁100～200ml，黃漿汁50～100ml，吐溫-801～3ml，檸檬酸二胺1～3g，磷酸氫二鉀2～4g，硫酸鎂0.5～2g，硫酸錳0.5～2g，添加蒸餾水至1000ml，調pH值為7.0～7.2，121℃滅菌20min備用；濃縮菌液的制備方法如下在上述方法制備的優化培養液中加入篩選的菌種，35～40℃，100～150r/min振蕩培養24～48h，調節菌液pH值為4～7，再用高速冷凍離心機進行濃縮，最終菌泥與生理鹽水按0.1g/ml進行4℃冷藏；保護劑的篩選以脫脂奶粉、糊精、葡萄糖、谷氨酸鈉為保護劑，其添加量分別占噴粉前的營養液質量的5～10％、4～8％、2～5％和1～5％；包埋劑比例與噴霧干燥條件的選擇以海藻酸鈉和阿拉伯膠為包埋劑，海藻酸鈉添加量占噴粉前的營養液質量的1～6‰，阿拉伯膠添加量占噴粉前的營養液質量的1～5‰；噴霧干燥條件如下進口溫度170～190℃，出口溫度65～90℃。
2.根據權利要求1所述的一種制酸漿豆腐用菌粉的生產方法，其特征在于所述菌種為 從酸漿水中篩選出的植物乳桿菌。
3.根據權利要求1所述的一種制酸漿豆腐用菌粉的生產方法，其特征在于制備濃縮 菌液時，用高速冷凍離心機進行濃縮的濃縮條件為溫度5 15°C，轉速4000 5000r/ min，離心時間10 20min。
4.根據權利要求1所述的一種制酸漿豆腐用菌粉的生產方法，其特征在于噴粉前的營 養液振蕩培養3 5h，再噴霧干燥。
全文摘要
本發明公開了屬于益生菌細胞固定化的延伸技術領域的一種制酸漿豆腐用菌粉的生產方法，菌種篩選后，進行優化培養液的制備，濃縮菌液的制備，然后在優化培養液中加入保護劑和包埋劑以及濃縮菌液振蕩培養得噴粉前的營養液，再將其噴霧干燥，最后保藏噴霧干燥所得的菌粉，本發明涉及到優化培養液的制備、濃縮菌液的制備，保護劑的篩選，包埋劑比例與噴霧干燥條件，按照本工藝流程生產的菌粉菌落活數可達到109，實現了在較低成本下生產具有較高菌落數的工業化要求，能夠滿足生產酸漿豆腐的實際需要，并為工業化生產益生菌粉提供了一定的理論基礎。相比冷凍干燥來說，本發明的加工工藝簡單、成本較低，有很大的生產市場。
文檔編號A23C20/02GK101869149SQ201010180329
公開日2010年10月27日 申請日期2010年5月18日 優先權日2010年5月18日
發明者于章龍, 張惠, 武慧媛, 薛文通 申請人:中國農業大學