專利名稱：直投式短乳桿菌發酵劑生產菊芋泡菜及工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及使用高密度短乳桿菌發酵劑，采用直投式發酵生產菊芋泡菜エ藝，屬于蔬菜精深加工及其食品生物技術領域。
背景技術：
兔1 { Jerusalem artichoke)別名洋姜、鬼子姜、地姜，為菊科向日葵屬多年生草本植物。其生長范圍廣，適應性強，耐貧瘠，易種植，一次播種多次收獲，產量高，一般畝產為125(T5000kg。菊芋營養價值很高，含有菊粉、VB1、VB2、Ve、VE以及鉀、鈣、鐵、硒、鎂、鋅、磷等多種營養素，被美國防癌協會列為30種有防癌作用的蔬菜之一。其中，菊粉是ー種可溶性膳食纖維，可作為功能性多糖和雙歧因子，具有改善腸道內微生物種群、促進雙歧桿菌生長和礦物質吸收、輔助調節血糖血脂、增強機體免疫力和減肥等作用。因此，菊芋是ー種極具開發潛カ的益生性營養食品。菊芋富含鞣質，生食ロ感欠佳，所以人們在日常食用時多用來腌制咸菜。但由于菊芋在常溫下不耐儲藏，且只在毎年的冬季(11月份_2月份)收獲，限制了它的流通和食用期。鑒于菊芋的生長和生理特點，采用發酵技術將其制作成泡菜，不僅能賦予其獨特的風味，保持和提高營養價值，延長貨架期，還可顯著提高菊芋的經濟效益。自然發酵菊芋泡菜受季節、氣候等環境條件影響很大，存在著發酵周期長、甚至很難自然發酵的問題，尤其在菊芋收獲的冬季更加困難；傳統發酵エ藝中需要進行菌種活化、擴培等預處理工作，造成發酵過程難以控制，且不能保證產品質量的均一、穩定。而直投式乳酸菌發酵エ藝采用添加預制的高密度短乳桿菌發酵劑，在室溫條件下發酵，既縮短了發酵周期，還可使產品質量得到保證，賦予菊芋泡菜特有的風味和營養品質，適于質量可控的規模化、標準エ業化生產。

發明內容
本發明g在解決菊芋泡菜自然發酵難、產品質量控制難的問題，創立一種直投式短乳桿菌發酵劑高效高質生產菊芋泡菜的新エ藝和新產品。在前期工作基礎上，即掌握了短乳桿菌及其直投式發酵劑的特性與變化規律，研制出高密度短乳桿菌發酵劑(其菌落總數達到SlO9個/mL)，采用直投式發酵エ藝生產菊芋泡菜，形成和實現了快速生產高品質菊芋泡菜的現代生物加工技術。一、本發明發酵生產的菊芋泡菜，按下列重量份數的原料及輔料制備而成
新鮮菊芋60 90份
冷卻沸水100份 食鹽4 8份 白酒廣4份 白糖f 3份 辣椒1飛份蒜瓣:1 5份 花椒1飛份
高密度短乳桿菌發酵劑o. oro. I份。ニ、本發明發酵生產菊芋泡菜的エ藝，按照下述步驟進行
(本發明中所涉及的百分比除另有注明之外均為質量比)
I.原料要求選擇新鮮的菊芋。原料預處理將菊芋清洗干凈，浙干，人工或者機械切片使其厚度為2 4mm，備用；小的菊芋(直徑< 3cm)可切成兩瓣或不必切片。發酵容器選擇選擇食品級不銹鋼發酵罐，或是食品級塑料白桶，或者泡菜專用玻璃壇，在使用之前洗浄，用熱水或熱蒸汽漂燙備用。沸水及輔料制備按照配方，將沸水加入洗凈備用的發酵容器中，冷卻備用；再將食鹽、白酒、白糖、干辣椒、蒜瓣、花椒等添加到已裝有冷卻沸水的發酵容器中。投放高密度短乳桿菌發酵劑按0. n. Og/L的比例將自制的高密度短乳桿菌發酵劑添加到上述發酵容器中。原料入罐將備用的菊芋片或未切片的菊芋加到上述發酵容器中，菊芋量約占水體積的2/3。密封發酵將發酵容器密封，置于衛生、適宜的環境中發酵，發酵時間與溫度因季節不同而不同。上述技術方案中的菊芋原料也可以采用鹽腌的菊芋，在原料預處理過程中對其進行脫鹽處理使其含鹽量為4%-10%。與現有技術相比，本發明具有如下特點
I.本發明使用的高密度短乳桿菌發酵劑具有發酵周期短、生產效率高的特點。即便在冬季室溫(5°C 10°C)條件下，菊芋泡菜也只需7天左右即可使其發酵成熟，解決了低溫條件下傳統自然發酵難以生產菊芋泡菜的問題；同時，產品質量穩定可控，適于規模化、標準化生產。2.本發明技術與エ藝具有自然護色功能。由于高密度短乳桿菌發酵劑能快速大量產酸，有效抑制了菊芋的褐變，使其產品色澤基本為菊芋的本色乳白色，與其它エ藝相比，不需要進行抗褐變處理。3.本發明產品的食用安全性高。直投式發酵エ藝具有短期內短乳桿菌迅速増殖、酸度提高的特點，有效控制了雜菌的生長，在菊芋發酵后期有害菌及雜菌數量明顯低于自然發酵，且短乳桿菌數量顯著高于自然發酵；與其它エ藝相比，不需要添加任何防腐剤。4.本發明エ藝流程簡單，易于操作。直投式發酵エ藝相對于自然發酵和傳統發酵エ藝簡化了操作流程，降低了生產成本，同時又能最大限度的保留菊芋的營養成分與風味物質，產品酸脆爽ロ，營養豐富，是老少皆宜的益生健康食品，本發明是一種綠色天然、安全健康的生產エ藝與技木。
具體實施例方式下面結合具體實例對本發明作更詳細的描述。
本發明中所用的短乳桿菌(LactoAaciBw1S brevis, L. b ;菌株編號6239)購自于中國エ業微生物菌種保藏管理中心(北京市朝陽區霄云路32號)，是ー種用于泡菜制作的商品化乳桿囷囷株。本發明所用的高密度短乳桿菌發酵劑的制備方法，按照下述步驟進行
1.短乳桿菌的連續高密度培養
①制備麥芽汁
粉碎的干麥芽與水的質量比為I : 4，50°C水浴鍋中恒溫浸泡2 h左右，再升溫至68で糖化2 h，然后繼續升溫至78で，保持0. 5 h終止糖化，最后升溫至100で煮沸。冷卻至室溫后將糖化液用2層紗布粗濾，置于4で冰箱12 h，虹吸上清液并測定還原糖含量，加水稀釋調整其含量為22 mg /mL。②制備種子液
挑取短乳桿菌斜面菌落，接入10 mL MRS液體培養基(蛋白胨10克、牛肉膏10克、K2HPO42克、酵母膏5克、檸檬酸ニ胺2克、こ酸鈉5克、葡萄糖20克、MgS04 7H20 0. 58克、硫酸錳0.25克、吐溫80 I毫升、瓊脂15-20克、雙蒸水1000毫升，調節pH至6. 2 - 6. 4)中，37°C下靜置培養18 h,無菌操作轉入200 mL MRS液體培養基中靜置培養18 h,制備種子液于4V冰箱中短時保存并準備接種。③高密度培養短乳桿菌
30 L發酵罐中裝入16 L麥芽汁蛋白粉培養基(還原糖含量22 mg/mL的麥芽汁，2. 5%的水解植物蛋白粉)，121°C滅菌30 min，冷卻后，由于水蒸氣的冷凝，最終發酵罐中的培養基約為19し待培養基的溫度降至35°C時，接入I L種子液，控制溫度并以NaOH溶液控制培養液pH值恒定為pH6. 0,并將攪拌速度調為60 r /min。膜濾濃縮后,發酵罐內留取ー定休積的濃縮發酵液，作為下一次培養的種子液，迅速從補料罐補料至20 L，進入新ー輪培養操作。膜濾濃縮短乳桿菌發酵液
選擇蠕動泵轉速50 r /min、壓カ為0. 15 MPa的膜濾濃縮操作條件，膜濾濃縮I h可得到4 L活菌數為(2 3) X 101° CFU/mL的濃縮菌液。冷凍干燥濃縮短乳桿菌發酵液
凍干保護劑為10%脫脂乳、5%海藻糖、7%谷氨酸鈉、3%山梨醇和3% Vc (質量比)，在無菌離心管中注入短乳桿菌濃縮液，再加原體積1/10的滅菌脫脂乳，并在旋渦混合器上混勻。將脫脂乳菌液與其它保護劑以I :2的體積混合，用旋渦混合器混勻，制成細胞懸液，用稀釋平板法測定活菌數，置于ー 70°C冰箱中預凍，約2h后取出在真空凍干機中凍干，真空度5Pa，隔板加熱溫度20°C，冷阱溫度一 55°C，凍干時間約30h，直到樣品的溫度達到室溫。冷凍干燥后的高密度短乳桿菌發酵劑(簡稱菌粉)立即稱量、包裝，密封儲存于4°C冰箱中。同時，取樣測定活菌數。實施例一
I.本例發酵生產的菊芋泡菜，按下列份數的原料及主輔料制備而成
新鮮菊芋30 kg 冷卻沸水38 L 食鹽3 kg 白酒1 L白糖700 g 辣椒1 kg 蒜瓣:750 g 花椒20 g
高密度短乳桿菌發酵劑19g
2.本例發酵生產菊芋泡菜的エ藝，按照下述步驟進行
稱取60 kg新鮮菊芋,清洗干凈后浙干,大的切成2 4mm的薄片，小的(直徑< 3cm)不 切片備用；準備2個60 L的食品級不銹鋼發酵罐，在使用之前洗浄，用熱水漂燙后，每個發酵罐按配方分別裝入冷卻沸水等各種主輔料，再加入短乳桿菌發酵劑；待發酵劑溶解后，將備用的菊芋加入制備好的泡菜水中，菊芋約占發酵罐體積的1/2，密封后置于干凈、適宜的環境中發酵，溫度在5°C 30°C。本例發酵生產的菊芋(新鮮)泡菜，按照下述方法監控與評價
每批生產設定ー個測試罐，每隔24h，取IOml泡菜汁液，用PHS-3TC型酸度計直接測定其pH ;再取IOml泡菜液，運用直接酸堿滴定法測定其總酸含量。以短乳桿菌、腸桿菌、霉菌的含量變化為指標，每隔24h，取Iml泡菜汁液，采用平板菌落計數法測定其微生物含量變化。直投式發酵與自然發酵菊芋(新鮮)泡菜的比較(室溫為5°C 10°C條件下)
表I直投式與自然發酵菊芋(新鮮)泡菜的對比分析
權利要求
1.菊芋泡菜，其特征在于由下列重量份數的原料及輔料制備而成 新鮮菊芋60 90份 冷卻沸水100份 食鹽4 8份 白酒廣4份 白糖f 3份 辣椒1飛份 蒜瓣:1 5份 花椒I飛份 高密度短乳桿菌發酵劑o. oro. I份。
2.權利要求I所述的菊芋泡菜的エ藝，其特征在于按照下述步驟進行 (1)原料要求選擇新鮮的菊芋； (2)原料預處理將菊芋清洗干凈，浙干，人工或者機械切片使其厚度為2 4mm，備用；直徑< 3cm的小的菊芋可切成兩瓣或不必切片； (3)發酵容器選擇選擇食品級不銹鋼發酵罐，或是食品級塑料白桶，或者泡菜專用玻璃壇，在使用之前洗浄，用熱水或熱蒸汽漂燙備用； (4)沸水及輔料制備按照配方，將沸水加入洗凈備用的發酵容器中，冷卻備用；再將食鹽、白酒、白糖、干辣椒、蒜瓣、花椒等添加到已裝有冷卻沸水的發酵容器中； (5)投放高密度短乳桿菌發酵劑按0.ri. Og/L的比例將自制的高密度短乳桿菌發酵劑添加到上述發酵容器中； (6)原料入罐將備用的菊芋片或未切片的菊芋加到上述發酵容器中，菊芋量約占水體積的2/3 ； (7)密封發酵將發酵容器密封，置于衛生、適宜的環境中發酵，發酵時間與溫度因季節不同而不同。
3.根據權利要求2所述的菊芋泡菜的エ藝，其特征在于其中的菊芋原料采用鹽腌的菊芋，在原料預處理過程中對其進行脫鹽處理使其含鹽量為4%-10%。
全文摘要
本發明直投式短乳桿菌發酵劑生產菊芋泡菜及工藝，屬于蔬菜精深加工及其食品生物技術領域。采用短乳桿菌(Lactobacillusbrevis)，研制出高密度短乳桿菌發酵劑(其菌落總數達到≥109個/mL)，采用直投式發酵工藝生產菊芋泡菜，形成和實現了快速生產高品質菊芋泡菜的現代生物加工技術。本發明工藝流程簡單，易于操作。直投式發酵工藝相對于自然發酵和傳統發酵工藝簡化了操作流程，降低了生產成本，同時又能最大限度的保留菊芋的營養成分與風味物質，產品酸脆爽口，營養豐富，是老少皆宜的益生健康食品，本發明是一種綠色天然、安全健康的生產工藝與技術。
文檔編號A23L1/218GK102613518SQ20121008827
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月30日 優先權日2012年3月30日
發明者劉崇萬, 崔樹茂, 董英, 郭欽 申請人:江蘇大學