CN105062677A - 一种植物乳杆菌处理甜菜汁制备发酵型甜菜浸膏的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种植物乳杆菌处理甜菜汁制备发酵型甜菜浸膏的方法。本发明先制备甜菜汁并配制植物乳杆菌菌液；再将植物乳杆菌菌液接种于甜菜汁中进行发酵；然后将所得甜菜发酵液经过滤分离、减压浓缩，得到发酵型甜菜浸膏。本发明的优点是：本发明所制备的发酵型甜菜浸膏具有甜菜的清香香韵，并带有宜人的甜醇香气；将其添加到卷烟中，能增加卷烟的清香香韵，柔和细腻烟气，降低卷烟的刺激性，减少残留，从而改善甜菜浸膏的品质，实现甜菜浸膏在卷烟中的应用。本发明开辟了一条经济、高效且可定向生产天然烟用香料的新途径，开发出了传统香料生产法所不能生产的品质优良的新型特色烟用香料，增加了烟用香料的品类。
Description
技术领域
本发明涉及到微生物发酵技术的应用，还涉及到烟用香精香料的制备等技术领域，具体地说是一种植物乳杆菌处理甜菜汁制备发酵型甜菜浸膏的方法。
背景技术
甜菜，二年生草本植物，根圆锥状至纺锤状，多汁。甜菜的块根水分占75％，固形物占25％。固形物中蔗糖占16％～18％，非糖物质占7％～9％。非糖物质又分为可溶性和不溶性两种：不溶性非糖主要是纤维素、半纤维素、原果胶质和蛋白质；可溶性非糖又分为无机非糖和有机非糖。甜菜根是食用砂糖的主要来源。糖是人民生活不可缺少的营养物质，也是食品工业，饮料工业和医药工业的重要原料。甜菜具有对抗肿瘤、保胃治肝、降脂保肝、降压的保健作用。
甜菜的块根因其富含的糖类物质，在香精香料行业具有广泛的应用前景。以甜菜为原料制备烟用香原料，在卷烟中具有柔和细腻烟气、降低刺激的效果。然而，通过传统香料生产法不能生产所需要的烟用甜菜浸膏。而且，以甜菜为原料利用微生物发酵技术生产特色烟用香料的方法未见报道。
微生物发酵技术以现代发酵技术为核心，利用微生物的代谢活动过程，经生物转化而大规模地制造各种工业发酵产品。发酵是通过对微生物(或动植物细胞)进行大规模的生长培养，使之发生化学变化和生理变化，从而产生和积累大量人们发酵所需要的代谢产物的过程。发酵是微生物特有的作用。微生物工程，即是指发酵工程，指采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品，或直接把微生物应用于工业生产过程的一种技术。微生物工程是大规模发酵生产工艺的总称，它是在发酵工艺基础上吸收基因工程、细胞工程和酶工程以及其他技术的成果而形成的。发酵工程跟化学工业、医药、食品、能源、环境保护和农牧业等许多领域关系密切，具有很大的经济效益。
植物乳杆菌是乳酸菌的一种，最适生长温度为30～35,厌氧或兼性厌氧，最适pH6.5左右，属于同型发酵乳酸菌,属化能异养菌，能发酵戊糖或葡萄糖酸盐，终产物中85％以上是乳酸。植物乳杆菌具有很多的保健作用：1、有一定的免疫调节作用；2、对致病菌有抑制作用；3、降低血清胆固醇含量和预防心血管疾病；4、维持肠道内菌群平衡；5、促进营养物质吸收；6、缓解乳糖不耐症；7、抑制肿瘤细胞的形成等。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的空白，提供了一种植物乳杆菌处理甜菜汁制备发酵型甜菜浸膏的方法。本发明采用自主从堆积的烟梗中筛选的植物乳杆菌(Lactobacillusplantarum)PJH05所制成的生物制剂，接种于甜菜汁中，开发出了烟用发酵型甜菜浸膏。该甜菜浸膏具有甜菜的清香香韵，并带有宜人的甜醇香气。
本发明的目的是通过如下技术方案来实现的：一种植物乳杆菌处理甜菜汁制备发酵型甜菜浸膏的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)甜菜汁的制备：
将新鲜甜菜加入清水中清洗干净，然后进行打浆处理，收集浆液，得到甜菜浆液；向所得甜菜浆液中添加重量为甜菜浆液重量0.1％～5％的葡萄糖和重量为甜菜浆液重量0.01％～0.5％的Nacl，混合均匀后灭菌，得到甜菜汁；
(2)植物乳杆菌菌液的配制：
将植物乳杆菌(Lactobacillusplantarum)PJH05加入水中制备菌液，得到植物乳杆菌菌液；所述植物乳杆菌(Lactobacillusplantarum)PJH05已于2012年1月5日保藏在位于中国湖北省武汉市武昌珞珈山武汉大学内的中国典型培养物保藏中心(CCTCC)，保藏号是：CCTCCNO：M2012002；
(3)发酵：
按植物乳杆菌菌液和甜菜汁的质量比为0.1～1％，将所得植物乳杆菌菌液接种于灭菌后的甜菜汁中，得到接种后的甜菜汁；将所得接种后的甜菜汁进行发酵，得到甜菜发酵液；
(4)过滤分离：
将所得甜菜发酵液进行过滤分离，得到澄清的甜菜滤液；
(5)减压浓缩：
将所得甜菜滤液进行减压浓缩，得到相对密度为1.150～1.350g/cm3的发酵型甜菜浸膏。
作为优选，所述步骤(1)中的灭菌是将甜菜汁在100～115℃下进行灭菌处理15～30min。
作为优选，所述步骤(2)中的水为100倍质量的无菌水。
作为优选，所述步骤(3)中的发酵是将所得接种后的甜菜汁先在pH值为2.5～5.5，搅拌转速为200～500rpm，通气量为1～3VVM，发酵温度为15℃～30℃的条件下发酵1d～7d；然后在发酵温度为5℃～15℃的条件下发酵7d～28d。
作为优选，所述步骤(4)中的过滤分离是将所得甜菜发酵液先用纱布过滤，再用0.8微米的滤膜再次过滤。
作为优选，所述步骤(5)中的减压浓缩温度为50～80℃，浓缩压力为0.01～0.2个大气压。
本发明的优点是：
1、本发明所制备的发酵型甜菜浸膏具有甜菜的清香香韵，并带有宜人的甜醇香气；将其添加到卷烟中，能增加卷烟的清香香韵，柔和细腻烟气，降低卷烟的刺激性，减少残留，从而改善了甜菜浸膏的品质，实现了甜菜浸膏在卷烟中的应用。
2、本发明开辟了一条经济、高效且可定向生产天然烟用香料的新途径，开发出了传统香料生产法所不能生产的品质优良的新型特色烟用香料，增加了烟用香料的品类。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的有关技术问题作进一步详细的描述。
实施例1：
1、甜菜汁的制备：
(1)取5kg的新鲜甜菜加入清水中清洗干净，然后利用榨汁机将甜菜进行打浆处理，收集浆液，得到甜菜浆液。
(2)向所得甜菜浆液中添加重量为甜菜浆液重量0.1％的葡萄糖和重量为甜菜浆液重量0.01％的Nacl，混合均匀，得到甜菜汁。
(3)将所制备的甜菜汁在100℃下灭菌30min，得到灭菌后的甜菜汁。
2、植物乳杆菌菌液的配制：
取10g的植物乳杆菌(Lactobacillusplantarum)PJH05加入100倍质量的无菌水中制备菌液用于发酵处理，得到植物乳杆菌菌液。
3、发酵：
(1)接种：在无菌条件下，按植物乳杆菌菌液和甜菜汁的质量比为0.1％，将植物乳杆菌菌液接种于甜菜汁中，得到接种后的甜菜汁。
(2)将所得接种后的甜菜汁在pH值为2.5，搅拌转速为200rpm，通气量为1VVM，发酵温度为15℃的条件下发酵7d；然后在发酵温度为5℃的条件下发酵28d，得到甜菜发酵液。
4、过滤分离：
(1)粗滤：将所得甜菜发酵液用纱布滤去大颗粒的杂质，得到甜菜粗滤液。
(2)膜过滤：将所得甜菜粗滤液用0.8微米的滤膜再次过滤，得到澄清的甜菜滤液。
5、减压浓缩：
将所得甜菜滤液进行减压浓缩，其中浓缩温度为50℃，浓缩压力为0.012个大气压，浓缩后得到相对密度为1.1839g/cm3的发酵型甜菜浸膏1。
实施例2：
1、甜菜汁的制备：
(1)取5kg的新鲜甜菜加入清水中清洗干净，然后利用榨汁机将甜菜进行打浆处理，收集浆液，得到甜菜浆液。
(2)向所得甜菜浆液中添加重量为甜菜浆液重量1％的葡萄糖和重量为甜菜浆液重量0.1％的Nacl，混合均匀，得到甜菜汁。
(3)将所制备的甜菜汁在110℃下灭菌20min，得到灭菌后的甜菜汁。
2、植物乳杆菌菌液的配制：
取10g的植物乳杆菌(Lactobacillusplantarum)PJH05加入100倍质量的无菌水中制备菌液用于发酵处理，得到植物乳杆菌菌液。
3、发酵：
(1)接种：在无菌条件下，按植物乳杆菌菌液和甜菜汁的质量比为0.5％，将植物乳杆菌菌液接种于甜菜汁中，得到接种后的甜菜汁。
(2)将所得接种后的甜菜汁在pH值为4，搅拌转速为300rpm，通气量为2VVM，发酵温度为20℃的条件下发酵5d；然后在发酵温度为10℃的条件下发酵15d，得到甜菜发酵液。
4、过滤分离：
(1)粗滤：将所得甜菜发酵液用纱布滤去大颗粒的杂质，得到甜菜粗滤液。
(2)膜过滤：将所得甜菜粗滤液用0.8微米的滤膜再次过滤，得到澄清的甜菜滤液。
5、减压浓缩：
将所得甜菜滤液进行减压浓缩，其中浓缩温度为60℃，浓缩压力为0.1个大气压，浓缩后得到相对密度为1.250g/cm3的发酵型甜菜浸膏2。
实施例3：
1、甜菜汁的制备：
(1)取5kg的新鲜甜菜加入清水中清洗干净，然后利用榨汁机将甜菜进行打浆处理，收集浆液，得到甜菜浆液。
(2)向所得甜菜浆液中添加重量为甜菜浆液重量5％的葡萄糖和重量为甜菜浆液重量0.5％的Nacl，混合均匀，得到甜菜汁。
(3)将所制备的甜菜汁在115℃下灭菌15min，得到灭菌后的甜菜汁。
2、植物乳杆菌菌液的配制：
取10g的植物乳杆菌(Lactobacillusplantarum)PJH05加入100倍质量的无菌水中制备菌液用于发酵处理，得到植物乳杆菌菌液。
3、发酵：
(1)接种：在无菌条件下，按植物乳杆菌菌液和甜菜汁的质量比为1％，将植物乳杆菌菌液接种于甜菜汁中，得到接种后的甜菜汁。
(2)将所得接种后的甜菜汁在pH值为5.5，搅拌转速为500rpm，通气量为3VVM，发酵温度为30℃的条件下发酵1d；然后在发酵温度为15℃的条件下发酵7d，得到甜菜发酵液。
4、过滤分离：
(1)粗滤：将所得甜菜发酵液用纱布滤去大颗粒的杂质。得到甜菜粗滤液。
(2)膜过滤：将所得甜菜粗滤液用0.8微米的滤膜再次过滤，得到澄清的甜菜滤液。
5、减压浓缩：
将所得甜菜滤液进行减压浓缩，其中浓缩温度为80℃，浓缩压力为0.2个大气压，浓缩后得到相对密度为1.350g/cm3的发酵型甜菜浸膏3。
甜菜浸膏在卷烟中的应用研究
以实施例1所制备的甜菜浸膏1为例，进行在卷烟中应用研究的说明。
1、甜菜浸膏的物理指标检测：
按上述工艺开发的甜菜浸膏的物理指标如下：
| 名称 | 烟用甜菜浸膏 |
| 外观 | 棕褐色半流动性膏状 |
| 香气 | 甜香 |
| 相对密度(20/20℃) | 1.1839 |
| 折光指数(20℃) | 1.4146 |
| 乙醇中混溶度(25℃) | 1体积该提取物可溶于1-20体积水溶液 |
| 铅含量(mg/kg) | ≤5.0 |
| 砷含量(mg/kg) | ≤1.0 |
2、将制备的烟用甜菜浸膏按以下方法评价其在卷烟中的作用：取一定浓度的甜菜浸膏，加入到200克的高、中、低档烟丝中(溶剂为水)。用密封塑料袋密封后，放入烘箱中在50℃下烘30分钟后，在温度为22±1℃，湿度为60±1％环境下平衡2小时，然后卷制成烟支，以未添加甜菜浸膏的空白卷烟做对照评吸。
7人组成评吸小组，其中国家级评吸师一名，省级评吸师两名。评吸结果表明，甜菜浸膏具有甜菜的清香香韵，并带有宜人的甜醇香气；添加到卷烟中，其能增加清香香韵和柔和烟气，降低卷烟的刺激性，可以作为新型烟用香料进行使用。
按照同样评吸评价方法，将压榨的甜菜汁浓缩后所得到的甜菜浸膏和本发明方法制备的烟用甜菜浸膏进行对比。未经植物乳杆菌处理的烟用甜菜浸膏和本发明方法相比，仅少了植物乳杆菌处理步骤，其他相同。结果列于下表。
| 样品名称 | 卷烟评价 |
| 未经植物乳杆菌处理的烟用甜菜浸膏 | 降低刺激、柔和烟气，舌面有残留 |
| 本发明方法制备的烟用甜菜浸膏 | 增加清香香韵、降低刺激、柔和烟气 |
Claims (6)
1.一种植物乳杆菌处理甜菜汁制备发酵型甜菜浸膏的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)甜菜汁的制备：
将新鲜甜菜加入清水中清洗干净，然后进行打浆处理，收集浆液，得到甜菜浆液；向所得甜菜浆液中添加重量为甜菜浆液重量0.1％～5％的葡萄糖和重量为甜菜浆液重量0.01％～0.5％的Nacl，混合均匀后灭菌，得到甜菜汁；
(2)植物乳杆菌菌液的配制：
将植物乳杆菌LactobacillusplantarumPJH05加入水中制备菌液，得到植物乳杆菌菌液；所述植物乳杆菌LactobacillusplantarumPJH05保藏在位于中国湖北省武汉市武汉大学内的中国典型培养物保藏中心CCTCC，保藏号是：CCTCCNO：M2012002；
(3)发酵：
按植物乳杆菌菌液和甜菜汁的质量比为0.1～1％，将所得植物乳杆菌菌液接种于灭菌后的甜菜汁中，得到接种后的甜菜汁；将所得接种后的甜菜汁进行发酵，得到甜菜发酵液；
(4)过滤分离：
将所得甜菜发酵液进行过滤分离，得到澄清的甜菜滤液；
(5)减压浓缩：
将所得甜菜滤液进行减压浓缩，得到相对密度为1.150～1.350g/cm3的发酵型甜菜浸膏。
2.根据权利要求1所述的一种植物乳杆菌处理甜菜汁制备发酵型甜菜浸膏的方法，其特征在于：所述步骤(1)中的灭菌是将甜菜汁在100～115℃下进行灭菌处理15～30min。
3.根据权利要求1所述的一种植物乳杆菌处理甜菜汁制备发酵型甜菜浸膏的方法，其特征在于：所述步骤(2)中的水为100倍质量的无菌水。
4.根据权利要求1所述的一种植物乳杆菌处理甜菜汁制备发酵型甜菜浸膏的方法，其特征在于：所述步骤(3)中的发酵是将所得接种后的甜菜汁先在pH值为2.5～5.5，搅拌转速为200～500rpm，通气量为1～3VVM，发酵温度为15℃～30℃的条件下发酵1d～7d；然后在发酵温度为5℃～15℃的条件下发酵7d～28d。
5.根据权利要求1所述的一种植物乳杆菌处理甜菜汁制备发酵型甜菜浸膏的方法，其特征在于：所述步骤(4)中的过滤分离是将所得甜菜发酵液先用纱布过滤，再用0.8微米的滤膜再次过滤。
6.根据权利要求1所述的一种植物乳杆菌处理甜菜汁制备发酵型甜菜浸膏的方法，其特征在于：所述步骤(5)中的减压浓缩温度为50～80℃，浓缩压力为0.01～0.2个大气压。
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