專利名稱：直投式短乳桿菌發(fā)酵劑生產(chǎn)菊芋泡菜及工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用高密度短乳桿菌發(fā)酵劑，采用直投式發(fā)酵生產(chǎn)菊芋泡菜エ藝，屬于蔬菜精深加工及其食品生物技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
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(yīng)性強，耐貧瘠，易種植，一次播種多次收獲，產(chǎn)量高，一般畝產(chǎn)為125(T5000kg。菊芋營養(yǎng)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(yǎng)素，被美國防癌協(xié)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(nèi)微生物種群、促進雙歧桿菌生長和礦物質(zhì)吸收、輔助調(diào)節(jié)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(fā)潛カ的益生性營養(yǎng)食品。菊芋富含鞣質(zhì)，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(fā)酵技術(shù)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(yǎng)價值，延長貨架期，還可顯著提高菊芋的經(jīng)濟效益。自然發(fā)酵菊芋泡菜受季節(jié)、氣候等環(huán)境條件影響很大，存在著發(fā)酵周期長、甚至很難自然發(fā)酵的問題，尤其在菊芋收獲的冬季更加困難；傳統(tǒng)發(fā)酵エ藝中需要進行菌種活化、擴培等預(yù)處理工作，造成發(fā)酵過程難以控制，且不能保證產(chǎn)品質(zhì)量的均一、穩(wěn)定。而直投式乳酸菌發(fā)酵エ藝采用添加預(yù)制的高密度短乳桿菌發(fā)酵劑，在室溫條件下發(fā)酵，既縮短了發(fā)酵周期，還可使產(chǎn)品質(zhì)量得到保證，賦予菊芋泡菜特有的風味和營養(yǎng)品質(zhì)，適于質(zhì)量可控的規(guī)?；?、標準エ業(yè)化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明g在解決菊芋泡菜自然發(fā)酵難、產(chǎn)品質(zhì)量控制難的問題，創(chuàng)立一種直投式短乳桿菌發(fā)酵劑高效高質(zhì)生產(chǎn)菊芋泡菜的新エ藝和新產(chǎn)品。在前期工作基礎(chǔ)上，即掌握了短乳桿菌及其直投式發(fā)酵劑的特性與變化規(guī)律，研制出高密度短乳桿菌發(fā)酵劑(其菌落總數(shù)達到SlO9個/mL)，采用直投式發(fā)酵エ藝生產(chǎn)菊芋泡菜，形成和實現(xiàn)了快速生產(chǎn)高品質(zhì)菊芋泡菜的現(xiàn)代生物加工技術(shù)。一、本發(fā)明發(fā)酵生產(chǎn)的菊芋泡菜，按下列重量份數(shù)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(fā)酵劑o. oro. I份。ニ、本發(fā)明發(fā)酵生產(chǎn)菊芋泡菜的エ藝，按照下述步驟進行
(本發(fā)明中所涉及的百分比除另有注明之外均為質(zhì)量比)
I.原料要求選擇新鮮的菊芋。原料預(yù)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(fā)酵容器選擇選擇食品級不銹鋼發(fā)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(fā)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(fā)酵容器中。投放高密度短乳桿菌發(fā)酵劑按0. n. Og/L的比例將自制的高密度短乳桿菌發(fā)酵劑添加到上述發(fā)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(fā)酵容器中，菊芋量約占水體積的2/3。密封發(fā)酵將發(fā)酵容器密封，置于衛(wèi)生、適宜的環(huán)境中發(fā)酵，發(fā)酵時間與溫度因季節(jié)不同而不同。上述技術(shù)方案中的菊芋原料也可以采用鹽腌的菊芋，在原料預(yù)處理過程中對其進行脫鹽處理使其含鹽量為4%-10%。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下特點
I.本發(fā)明使用的高密度短乳桿菌發(fā)酵劑具有發(fā)酵周期短、生產(chǎn)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(fā)酵成熟，解決了低溫條件下傳統(tǒng)自然發(fā)酵難以生產(chǎn)菊芋泡菜的問題；同時，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可控，適于規(guī)?；?、標準化生產(chǎn)。2.本發(fā)明技術(shù)與エ藝具有自然護色功能。由于高密度短乳桿菌發(fā)酵劑能快速大量產(chǎn)酸，有效抑制了菊芋的褐變，使其產(chǎn)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(fā)明產(chǎn)品的食用安全性高。直投式發(fā)酵エ藝具有短期內(nèi)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(fā)酵后期有害菌及雜菌數(shù)量明顯低于自然發(fā)酵，且短乳桿菌數(shù)量顯著高于自然發(fā)酵；與其它エ藝相比，不需要添加任何防腐剤。4.本發(fā)明エ藝流程簡單，易于操作。直投式發(fā)酵エ藝相對于自然發(fā)酵和傳統(tǒng)發(fā)酵エ藝簡化了操作流程，降低了生產(chǎn)成本，同時又能最大限度的保留菊芋的營養(yǎng)成分與風味物質(zhì)，產(chǎn)品酸脆爽ロ，營養(yǎng)豐富，是老少皆宜的益生健康食品，本發(fā)明是一種綠色天然、安全健康的生產(chǎn)エ藝與技木。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實例對本發(fā)明作更詳細的描述。
本發(fā)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(yè)微生物菌種保藏管理中心(北京市朝陽區(qū)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(fā)明所用的高密度短乳桿菌發(fā)酵劑的制備方法，按照下述步驟進行
1.短乳桿菌的連續(xù)高密度培養(yǎng)
①制備麥芽汁
粉碎的干麥芽與水的質(zhì)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(xù)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(diào)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(yǎng)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(diào)節(jié)pH至6. 2 - 6. 4)中，37°C下靜置培養(yǎng)18 h,無菌操作轉(zhuǎn)入200 mL MRS液體培養(yǎng)基中靜置培養(yǎng)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(yǎng)短乳桿菌
30 L發(fā)酵罐中裝入16 L麥芽汁蛋白粉培養(yǎng)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(fā)酵罐中的培養(yǎng)基約為19し待培養(yǎng)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(yǎng)液pH值恒定為pH6. 0,并將攪拌速度調(diào)為60 r /min。膜濾濃縮后,發(fā)酵罐內(nèi)留取ー定休積的濃縮發(fā)酵液，作為下一次培養(yǎng)的種子液，迅速從補料罐補料至20 L，進入新ー輪培養(yǎng)操作。膜濾濃縮短乳桿菌發(fā)酵液
選擇蠕動泵轉(zhuǎn)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(shù)為(2 3) X 101° CFU/mL的濃縮菌液。冷凍干燥濃縮短乳桿菌發(fā)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(zhì)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(shù)，置于ー 70°C冰箱中預(yù)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(fā)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(shù)。實施例一
I.本例發(fā)酵生產(chǎn)的菊芋泡菜，按下列份數(shù)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(fā)酵劑19g
2.本例發(fā)酵生產(chǎn)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(fā)酵罐，在使用之前洗浄，用熱水漂燙后，每個發(fā)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(fā)酵劑；待發(fā)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(fā)酵罐體積的1/2，密封后置于干凈、適宜的環(huán)境中發(fā)酵，溫度在5°C 30°C。本例發(fā)酵生產(chǎn)的菊芋(新鮮)泡菜，按照下述方法監(jiān)控與評價
每批生產(chǎn)設(shè)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(shù)法測定其微生物含量變化。直投式發(fā)酵與自然發(fā)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(fā)酵菊芋(新鮮)泡菜的對比分析
權(quán)利要求
1.菊芋泡菜，其特征在于由下列重量份數(shù)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(fā)酵劑o. oro. I份。
2.權(quán)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(yù)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(fā)酵容器選擇選擇食品級不銹鋼發(fā)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(fā)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(fā)酵容器中； (5)投放高密度短乳桿菌發(fā)酵劑按0.ri. Og/L的比例將自制的高密度短乳桿菌發(fā)酵劑添加到上述發(fā)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(fā)酵容器中，菊芋量約占水體積的2/3 ； (7)密封發(fā)酵將發(fā)酵容器密封，置于衛(wèi)生、適宜的環(huán)境中發(fā)酵，發(fā)酵時間與溫度因季節(jié)不同而不同。
3.根據(jù)權(quán)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(yù)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(fā)明直投式短乳桿菌發(fā)酵劑生產(chǎn)菊芋泡菜及工藝，屬于蔬菜精深加工及其食品生物技術(shù)領(lǐng)域。采用短乳桿菌(Lactobacillusbrevis)，研制出高密度短乳桿菌發(fā)酵劑(其菌落總數(shù)達到≥109個/mL)，采用直投式發(fā)酵工藝生產(chǎn)菊芋泡菜，形成和實現(xiàn)了快速生產(chǎn)高品質(zhì)菊芋泡菜的現(xiàn)代生物加工技術(shù)。本發(fā)明工藝流程簡單，易于操作。直投式發(fā)酵工藝相對于自然發(fā)酵和傳統(tǒng)發(fā)酵工藝簡化了操作流程，降低了生產(chǎn)成本，同時又能最大限度的保留菊芋的營養(yǎng)成分與風味物質(zhì)，產(chǎn)品酸脆爽口，營養(yǎng)豐富，是老少皆宜的益生健康食品，本發(fā)明是一種綠色天然、安全健康的生產(chǎn)工藝與技術(shù)。
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(yōu)先權(quán)日2012年3月30日
發(fā)明者劉崇萬, 崔樹茂, 董英, 郭欽 申請人:江蘇大學