CN101974601A - 一种r-多糖发酵液的制备及其复合防腐剂的制备方法 - Google Patents
一种r-多糖发酵液的制备及其复合防腐剂的制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种R-多糖发酵液的制备及其复合防腐剂的制备方法,涉及一种发酵液的制备及其复合防腐剂的制备方法。本发明解决了现有R-多糖的制备工艺复杂,其防腐剂的制备存在生产成本高和产量低的问题。方法:将枯草芽孢杆菌、嗜热链球菌和啤酒酵母活化,离心后收集体并洗涤;菌体混合后发酵培养;发酵液提纯后即完成。方法:乳酸链球菌素、纳他霉素、丙酸、竹叶抗氧化物、壳聚糖、EDTA、纤维素、乙醇、山梨糖醇和富氧活性水混合;混合液和R-多糖发酵液混合反应即完成。本发明制备R-多糖发酵液工艺简单,不产生三废、不排污、无异味;R-多糖发酵液制备成复合防腐剂,生产成本为15000元/吨,产量高。
Description
技术领域
本发明涉及一种发酵液的制备及其复合防腐剂的制备方法。
背景技术
R-多糖是天然食品防腐剂,其杀菌抑菌能力广泛,效果很好,抑菌机理是建立了酶生物合成和活性调节模式,在微生物的细胞膜上形成微孔,导致膜通透性增加和能量***破坏,因而能迅速地杀灭食品中的微生物,并对食品中的少量微生物进行抑制,避免其繁殖,从而达到防腐保鲜的目的。
目前,R-多糖的制备工艺复杂,生产中需要经过大量排污反应处理等工艺技术,且常使用化学合成原料,易产生异味;其防腐剂的制备存在生产成本高(高达20000元/吨),产量低,即以投资额为定量生产核算,投资1000万元,仅可建10000吨/年的生产线。
发明内容
本发明是为了解决现有R-多糖的制备工艺复杂,其防腐剂的制备存在生产成本高和产量低的问题,而提供一种R-多糖发酵液的制备及其复合防腐剂的制备方法。
R-多糖发酵液的制备方法按以下步骤进行:一、将枯草芽孢杆菌、嗜热链球菌和啤酒酵母按5%的接种量分别接种于培养基中,在30℃恒温培养箱中进行培养48h,得三种菌的活化菌株,分别离心后收集三种菌体,然后采用灭菌的磷酸盐缓冲液洗涤3次;二、将洗涤后的三种菌体按菌体数量比1∶1∶1进行混合,然后接种于装有发酵培养基的发酵罐中,在发酵温度为30±1℃、摇床速度为120r/min的条件下发酵48h,得发酵液;三、发酵液进行提纯后,即完成R-多糖发酵液的制备。
制备R-多糖发酵液复合防腐剂的方法按以下步骤进行:一、按体积百分比将1.5%的乳酸链球菌素、1.45%的纳他霉素、4.5%的丙酸、6.2%的竹叶抗氧化物、3.35%的壳聚糖、3.5%的EDTA、0.5%的纤维素、0.8%的乙醇、0.4%山梨糖醇和77.8%的富氧活性水混合,得到混合液;二、按体积百分比将75%的混合液和25%的R-多糖发酵液混合,在55℃下反应1.5h,即完成R-多糖发酵液复合防腐剂的制备。
本发明中R-多糖发酵液采用枯草芽孢杆菌、嗜热链球菌和啤酒酵母综合培养再混合发酵制成,工艺简单,不需要经过大量排污反应处理等工艺技术,在生产过程中无化学合成原料,在发酵过程中有少量培养基残留物,残留量为成品的0.75%(即100公斤发酵液,有0.75公斤残留物);在生物多溶生产过程中不产生三废、不排污、无异味,各种生产罐均为封闭式低温发酵和配置,卫生环境整洁,室内空气无污染源,清洗罐用水回收,排放为零。
本发明R-多糖发酵液为橙黄色液体,略带竹叶清香味,在pH值为3~8,可经180℃/5min 灭菌而不失效,溶于水、乙醇、硫酸等,在油脂中添加1%,充分搅拌均匀,完全溶解不分离,在食用后易被消化道中的蛋白溶菌酶分解成碳水化合物,因此其食用安全性很高;同时对黑曲霉、桔青霉、酿酒酵母、大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌等受试菌,R-多糖的抑菌效果普遍高于山梨酸钾,尤其是对引起食品腐败的酵母菌、霉菌、细菌作用最强,其抑制霉菌的有效浓度为0.005~0.1%,一般常用量为0.1~0.2%,抑制细菌的有效浓度为0.001~0.1%。
本发明中R-多糖发酵液制备成复合防腐剂,生产成本为15000元/吨,市场销售价为40000元/吨,市场利润空间大;产量高,以投资额为定量生产核算,投资1000万元可建20000吨/年的生产线;实用功效好,在食品中添加同样剂量比化学防腐剂苯甲酸钠有效保质期高12倍,比山梨酸钾有效保质期高8倍。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式,还包括各具体实施方式间的任意组合。
具体实施方式一:本实施方式R-多糖发酵液的制备方法按以下步骤进行:一、将枯草芽孢杆菌、嗜热链球菌和啤酒酵母按5%的接种量分别接种于培养基中,在30℃恒温培养箱中进行培养48h,得三种菌的活化菌株,分别离心后收集三种菌体,然后采用灭菌的磷酸盐缓冲液洗涤3次;二、将洗涤后的三种菌体按菌体数量比1∶1∶1进行混合,然后接种于装有发酵培养基的发酵罐中,在发酵温度为30±1℃、摇床速度为120r/min的条件下发酵48h,得发酵液;三、发酵液进行提纯后,即完成R-多糖发酵液的制备。
本实施方式所得R-多糖发酵液进行检测:
毒理:鄂疾控(2009)检字第06477号
1 . R-多糖发酵液,小鼠急性经口毒性试验MTD>20ml/kg(BW);
2 . 14d的观察期内,动物未见明显的急性中毒反应,亦无动物死亡,实验结束时处死动物,进行大体解剖,各脏器未见明显异常;
3 . 属无毒级。
质量标准:符合Q/HFC01-2010。
感官指标:产品的感官指标应符合表1的规定。
表1
项 目 | 指 标 |
气味 | 具有本身固有的气味 无异味 |
色泽 | 橙黄色 |
性状 | 透明液体 |
杂质 | 无肉眼可见杂质、无异物 |
理化指标:产品的理化指标应符合表2的规定。
表2
项 目 | 指 标 |
植物多糖(IU/mg) > | 800 |
蛋白质(以Du计mg/L) ≥ | 1.2 |
相对密度 | 1.020±0.001 |
污染物指标:产品的污染物指标应符合表3的规定。
表3
项 目 | 指 标 |
硫酸盐(以SO4 2-计),% ≤ | 0.04 |
砷(以As计),mg/L ≤ | 0.1 |
重金属(以Pb计),mg/L ≤ | 0.3 |
微生物指标:产品的微生物指标应符合表4的规定。
表4
项 目 | 指 标 |
菌落总数,cfu/ml ≤ | 1000 |
大肠菌群,MPN/100ml ≤ | 30 |
致病菌(指沙门氏菌、志贺氏菌、金黄色葡萄球菌、溶血性链球菌) | 不得检出 |
性能:
本实施方式所得R-多糖发酵液对人体安全无害,在消化道内降解为食物的正常成分,不影响人体消化道菌群,不影响药用抗菌素的使用,杀菌抑菌能力强,具有很强的杀灭和抑制酵母、霉菌、细菌的作用(对真菌同样具有抑制作用),经中国食品发酵工业研究院多次试验表明,在添加量及实验条件完全相同的情况下,对黑曲霉、桔青霉、酿酒酵母、大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌等受试菌,R-多糖的抑菌效果普遍高于山梨酸钾,尤其是对引起食品腐败的酵母菌、霉菌、细菌作用最强,其抑制霉菌的有效浓度为0.005~0.1%,一般常用量为0.1~0.2%,抑制细菌的有效浓度为0.001~0.1%。
抑菌范围:
主要杀灭和抑制对象为:假单胞菌属、微球菌属、芽孢杆菌属、肠杆菌科各属、弧菌属、嗜盐杆菌属、霉菌、乳杆菌属、黄曲霉、大肠杆菌、普遍变形杆菌、干酪乳杆菌、胚芽乳杆菌、需氧芽孢杆菌、革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌、肉毒杆菌、志贺氏菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、溶血性链球菌等;可见本实施方式所得R-多糖发酵液的抑菌范围广。
应用范围:
对食品的酸碱性稳定,适应各种酸碱度的食品。猪牛肉制品、鱼制品、腌制和未腌制的酸菜、酱制品、蔬菜类、调味品类、果脯蜜饯馅料类、饮品类、豆制品类、米制品类及淀粉糕点类,在奶制品中添加量不得超过1%;可见本实施方式所得R-多糖发酵液的使用量小,应用范围广。
具体实施方式二:本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中枯草芽孢杆菌购买自中国农业微生物菌种保藏中心(ACCC),菌种保藏编号为01185,保藏日期为2002年2月25日。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式三:本实施方式与具体实施方式一或二不同的是步骤一中嗜热链球菌购买自中国农业微生物菌种保藏中心(ACCC),菌种保藏编号为10213,保藏日期为2006年6月20日。其它步骤及参数与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四:本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是步骤一中啤酒酵母购买自中国农业微生物菌种保藏中心(ACCC),菌种保藏编号为21136,保藏日期为2000年6月16日。其它步骤及参数与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式五:本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是步骤一中的培养基,接种枯草芽孢杆菌的活化菌液的培养基由100g的葡萄糖、20g的CaCO3、10g的酵母提取物和15g的琼脂加入蒸馏水并定容至1000mL组成;接种嗜热链球菌活化菌液的培养基10g的酪蛋白胨、10g的牛肉膏、5g的酵母膏、2g的柠檬酸氢二铵、5g的葡萄糖、1mL的吐温80、5g的乙酸钠、2g的磷酸氢二钾、0.2g的7水硫酸镁、15g的琼脂、2g的磷酸二氢钾和5g的啤酒液加入蒸馏水并定容至1000mL组成;接种啤酒酵母活化菌液的培养基3.5g的蛋白胨、3g的酵母提取物和2g的磷酸氢二钾、1g的7水硫酸镁、1g的硫酸锰、20g的葡萄糖、15g的琼脂加入蒸馏水并定容至1000mL组成。其它步骤及参数与具体实施方式一至四之一相同。
具体实施方式六:本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是步骤一中离心是将枯草芽孢杆菌的扩大培养液和嗜热链球菌的扩大培养液分别以4000r/min的转速离心30min,啤酒酵母的扩大培养液以4000r/min的转速离心10min。其它步骤及参数与具体实施方式一至五之一相同。
具体实施方式七:本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是步骤二中发酵培养基由10g的酵母膏、10g的酪蛋白、10g的硫酸铵、2g的磷酸氢二钾、0.5g的硫酸镁、20g的CaCO3、10g的葡萄糖和5g的牛肉膏混合发酵液加入蒸馏水并定容至1000mL组成。其它步骤及参数与具体实施方式一至六之一相同。
具体实施方式八:本实施方式制备R-多糖发酵液复合防腐剂的方法按以下步骤进行:一、按体积百分比将1.5%的乳酸链球菌素、1.45%的纳他霉素、4.5%的丙酸、6.2%的竹叶抗氧化物、3.35%的壳聚糖、3.5%的EDTA、0.5%的纤维素、0.8%的乙醇、0.4%山梨糖醇和77.8%的富氧活性水混合,得到混合液;二、按体积百分比将75%的混合液和25%的R-多糖发酵液混合,在55℃下反应1.5h,即完成R-多糖发酵液复合防腐剂的制备。
本实施方式步骤一中EDTA(乙二胺四乙酸二钠)、纤维素和乙醇是在GB2760-2007中规定了食品加工中允许使用的助剂。
本实施方式步骤一中山梨糖醇作为乳化剂使用,是在GB2760-2007中规范定位的乳化剂、稳定剂。
本实施方式制备所得R-多糖发酵液复合防腐剂,在食品中添加同样剂量比化学防腐剂苯甲酸钠有效保质期高12倍,比山梨酸钾有效保质期高8倍。
本实施方式制备所得R-多糖发酵液复合防腐剂进行检测:
毒理:鄂疾控(2009)检字第06477号
1 . R-多糖发酵液复合防腐剂,小鼠急性经口毒性试验MTD>20ml/kg(BW);
2 . 14d的观察期内,动物未见明显的急性中毒反应,亦无动物死亡,实验结束时处死动物,进行大体解剖,各脏器未见明显异常;
3 . 属无毒级。
具体实施方式九:本实施方式与具体实施方式八不同的是步骤一中乳酸链球菌素的CNS号为17.019;纳他霉素的CNS号为10.007;丙酸的CNS号为17.029、17.006或17.005;竹叶抗氧化物的CNS号为04.019;壳聚糖的CNS号为20.026;山梨糖醇的CNS号为19.006。其它步骤及参数与具体实施方式八相同。
Claims (9)
1.一种R-多糖发酵液的制备方法,其特征在于R-多糖发酵液的制备方法按以下步骤进行:一、将枯草芽孢杆菌、嗜热链球菌和啤酒酵母按5%的接种量分别接种于培养基中,在30℃恒温培养箱中进行培养48h,得三种菌的活化菌株,分别离心后收集三种菌体,然后采用灭菌的磷酸盐缓冲液洗涤3次;二、将洗涤后的三种菌体按菌体数量比1∶1∶1进行混合,然后接种于装有发酵培养基的发酵罐中,在发酵温度为30±1℃、摇床速度为120r/min的条件下发酵48h,得发酵液;三、发酵液进行提纯后,即完成R-多糖发酵液的制备。
2.根据权利要求1所述的一种R-多糖发酵液的制备方法,其特征在于步骤一中枯草芽孢杆菌购买自中国农业微生物菌种保藏中心(ACCC),菌种保藏编号为01185,保藏日期为2002年2月25日。
3.根据权利要求1所述的一种R-多糖发酵液的制备方法,其特征在于步骤一中嗜热链球菌购买自中国农业微生物菌种保藏中心(ACCC),菌种保藏编号为10213,保藏日期为2006年6月20日。
4.根据权利要求1所述的一种R-多糖发酵液的制备方法,其特征在于步骤一中啤酒酵母购买自中国农业微生物菌种保藏中心(ACCC),菌种保藏编号为21136,保藏日期为2000年6月16日。
5.根据权利要求1所述的一种R-多糖发酵液的制备方法,其特征在于步骤一中的培养基,接种枯草芽孢杆菌的活化菌液的培养基由100g的葡萄糖、20g的CaCO3、10g的酵母提取物和15g的琼脂加入蒸馏水并定容至1000mL组成;接种嗜热链球菌活化菌液的培养基10g的酪蛋白胨、10g的牛肉膏、5g的酵母膏、2g的柠檬酸氢二铵、5g的葡萄糖、1mL的吐温80、5g的乙酸钠、2g的磷酸氢二钾、0.2g的7水硫酸镁、15g的琼脂、2g的磷酸二氢钾和5g的啤酒液加入蒸馏水并定容至1000mL组成;接种啤酒酵母活化菌液的培养基3.5g的蛋白胨、3g的酵母提取物和2g的磷酸氢二钾、1g的7水硫酸镁、1g的硫酸锰、20g的葡萄糖、15g的琼脂加入蒸馏水并定容至1000mL组成。
6.根据权利要求1所述的一种R-多糖发酵液的制备方法,其特征在于步骤一中离心是将枯草芽孢杆菌的扩大培养液和嗜热链球菌的扩大培养液分别以4000r/min的转速离心30min,啤酒酵母的扩大培养液以4000r/min的转速离心10min。
7.根据权利要求1所述的一种R-多糖发酵液的制备方法,其特征在于步骤二中发酵培养基由10g的酵母膏、10g的酪蛋白、10g的硫酸铵、2g的磷酸氢二钾、0.5g的硫酸镁、20g的CaCO3、10g的葡萄糖和5g的牛肉膏混合发酵液加入蒸馏水并定容至1000mL组成。
8.制备如权利要求1所述的R-多糖发酵液的复合防腐剂的方法,其特征在于制备R-多糖发酵液复合防腐剂的方法按以下步骤进行:一、按体积百分比将1.5%的乳酸链球菌素、1.45%的纳他霉素、4.5%的丙酸、6.2%的竹叶抗氧化物、3.35%的壳聚糖、3.5%的EDTA、0.5%的纤维素、0.8%的乙醇、0.4%山梨糖醇和77.8%的富氧活性水混合,得到混合液;二、按体积百分比将75%的混合液和25%的R-多糖发酵液混合,在55℃下反应1.5h,即完成R-多糖发酵液复合防腐剂的制备。
9.根据权利要求8所述的制备R-多糖发酵液复合防腐剂的方法,其特征在于步骤一中乳酸链球菌素的CNS号为17.019;纳他霉素的CNS号为10.007;丙酸的CNS号为17.029、17.006或17.005;竹叶抗氧化物的CNS号为04.019;壳聚糖的CNS号为20.026;山梨糖醇的CNS号为19.006。
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