一種富含γ-氨基丁酸的紅曲醋制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種功能性紅曲醋的釀造方法，具體說涉及一種富含Y-氨基丁酸的紅曲醋制備方法。
【背景技術】
[0002]γ -氨基丁酸(GABA)是一種天然活性成分，廣泛分布于動植物體內。植物如豆屬、參屬、中草藥等的種子、根莖和組織液中都含有GABA。在動物體內，GABA幾乎只存在于神經組織中。它是一種天然存在的非蛋白組成氨基酸，具有極其重要的生理功能，它能促進腦的活化性，健腦益智，抗癲癇，促進睡眠，美容潤膚，延緩腦衰老機能，能補充人體抑制性神經遞質，具有良好的降血壓功效。促進腎機能改善和保護作用。抑制脂肪肝及肥胖癥，活化肝功能。每日補充微量的γ-氨基丁酸有利于心腦血壓的緩解，又能促進人體內氨基酸代謝的平衡，調節(jié)免疫功能。
[0003]GABA的制備方法主要有化學合成法和生物合成法兩種?；瘜W合成法成本較高，得率較低，并且在生產工藝中使用危險溶劑，甚至是有毒溶劑。因此化學合成法制備的GABA不能用于食品，也不能被認為是一種天然食品添加劑。生物合成法相比較來說是一種既安全、又低成本的方法。根據最新的研宄報道和專利文獻，乳酸菌、酵母菌、曲霉菌等一些安全性高的微生物在GABA類食品的制備中已有應用，這就使得生物合成的GABA制品能用作高檔功能性保健食品的配料。
[0004]福建紅曲醋又稱永春老醋是中國四大名醋之一，其主要產于閩南山區(qū)的永春縣。福建紅曲醋以糙糯米作為原料，采用液態(tài)分割發(fā)酵法工藝，傳統(tǒng)紅曲醋釀造歷時三年之久。傳統(tǒng)永春老醋成品不需高溫滅菌，在釀造過程中不需外加食鹽和防腐劑，含有多種氨基酸、洛伐他汀、γ-氨基丁酸等營養(yǎng)保健成分和多種有益人體健康的益生菌。為提高紅曲醋的對人體健康的保健功能，增加紅曲醋有益的功能性成分。本發(fā)明改進紅曲醋的釀造方法，采用植物乳桿菌和醋酸菌進行兩步法紅曲醋發(fā)酵，顯著增加紅曲醋的γ-氨基丁酸的含量，獲得了具有明顯改進的保健特征的γ-氨基丁酸的功能性紅曲醋。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明涉及一種富含γ-氨基丁酸的紅曲醋制備方法。本發(fā)明以傳統(tǒng)液態(tài)淺層紅曲醋和紅曲酒的混合液為原料，先后通過聚丙烯中空纖維的平板式膜生物反應器I和聚丙烯中空纖維增殖的平板式膜生物反應器2，使植物乳桿菌和醋桿菌得到增殖，兩步法發(fā)酵得到富含γ-氨基丁酸的紅曲醋。利用本發(fā)明所述的制備方法，工藝過程簡單，可顯著增加紅曲醋中γ-氨基丁酸含量。
[0006]為實現(xiàn)本發(fā)明的目的而采用技術方案如下:
(一)平板式膜生物反應器平板式膜生物反應器是內裝聚丙烯中空纖維膜元件的不銹鋼框架容器。膜元件由膜片、導流布和導流板等組成，膜元件的底板下設有曝氣管，通過空氣壓縮機將無菌空氣進入曝氣管，形成氣泡。氣泡可以提供發(fā)酵細菌氧氣并且氣泡驅動膜生物反應器內液體進行內部循環(huán)回流。在膜元件的導流板頂端有排液口。設備運行泵的抽吸時，膜生物反應器內大部分發(fā)酵細菌菌體被膜片吸附阻隔在膜生物反應器中。進料醪液從進料口進入膜生物反應器，經過載體聚丙烯中空纖維膜吸附的菌體發(fā)酵后，發(fā)酵醪清液進入膜元件內部經過排液口抽出。膜生物反應器I與膜生物反應器2是具有相同結構平板式膜生物反應器。
[0007](二)植物乳桿菌的載體吸附與增殖
刮下經MRS固體斜面培養(yǎng)基上培養(yǎng)的植物乳桿菌菌體細胞，用無菌水配成菌體細胞數為I?5X 16IiiI/1的植物乳桿菌懸浮液。
[0008]取植物乳桿菌懸浮液接種于裝有MRS液體培養(yǎng)基三角瓶，接種量為10% MRS液體培養(yǎng)基體積量，培養(yǎng)溫度28°C，在搖床上轉速為200r / min，振蕩培養(yǎng)2天，培養(yǎng)成植物乳桿菌種子液。
[0009]將把上一步制備好的植物乳桿菌種子液注入平板式膜生物反應器1，注入量以液面超過載體高度4cm標識處為止。打開1/4進氣閥門，通入無菌空氣，氣泡驅動植物乳桿菌種子液回流循環(huán)，植物乳桿菌的菌體細胞被聚丙烯中空纖維載體所吸附，而余下液體進入膜元件內部經過排液口抽出。此時吸附在載體上的植物乳桿菌的菌體細胞數較低，必經過活化增殖，提高菌體代謝活力。
[0010]用不銹鋼泵以2L / min的流量將增殖培養(yǎng)基液注入膜生物反應器I內，注入量以液面超過載體高度4cm標識處為止，控制品溫在28V?30°C之間，聚丙烯中空纖維載體所吸附的植物乳桿菌的菌體細胞進行24小時增殖培養(yǎng)，期間每隔5 h通入無菌空氣曝氣5 min，通氣量為0.01?0.03m3/ (m3.min)即每I立方米培養(yǎng)基液每分鐘通入無菌空氣
0.01?0.03立方米。經上述增殖培養(yǎng)后吸附在載體上的植物乳桿菌的菌體細胞數將達到I?6X 101(lm g—1菌泥。而膜生物反應器I的余下液體進入膜元件內部經過排液口抽出。
[0011](三)植物乳桿菌發(fā)酵醪液的制備
將紅曲醋液與紅曲黃酒混合組成醋酒混合液，調整醋酒混合液pH值為5.0?5.4之間，用不銹鋼泵以2L / min的流量，將醋酒混合液注入平板式膜生物反應器1，注入量以液面超過載體高度4cm標識處為止。平板式膜生物反應器I內醋酒混合液控制品溫28?300C，進行48 h發(fā)酵，發(fā)酵結束得到植物乳桿菌發(fā)酵醪液。
[0012]所述紅曲醋液是傳統(tǒng)分割發(fā)酵法釀造一年的紅曲醋，酸度為40 g/L以上，可通過市場購買或自釀。
[0013]所述的紅曲黃酒是以糯米為原料，添加福建產土紅曲(烏衣紅曲)作為釀造的糖化發(fā)酵劑，發(fā)酵生產酒精度14?16%voL，糖度25?30g/L，酸度40?50g/L的紅曲黃酒，可通過市場購買或自釀。
[0014]所述MRS液體培養(yǎng)基:蛋白胨5g ;牛肉膏5g ;酵母粉5g ;胰蛋白胨1g ；Tween80ImL ;葡萄糖20g ;磷酸氫二鉀2g ;檸檬酸氫二銨2g ;乙酸鈉5g ;硫酸鎂0.5g ;硫酸錳0.3g ;蒸飽水定容至1000 mL，調pH值至5.8，121°C滅菌15min備用。
[0015]MRS固體培養(yǎng)基:在10g MRS液體培養(yǎng)基中添加2g的瓊脂，121°C滅菌15min備用。
[0016]所述的植物乳桿菌增殖培養(yǎng)基配方為葡萄16.5 g/L;酵母粉7.5 g/L;胰蛋白15g/L ;牛肉膏 7.5g/L ;梓檬酸氫二錢 3.5g/L ;乙酸錢 5g/L ;乙酸 5g/L ；Tween80 1.5mL/L ；硫酸鎂0.9g/L ;硫酸錳0.4g/L。
[0017]所述的醋酒混合液中紅曲醋液與紅曲黃酒的混合體積比例是紅曲醋液:紅曲黃酒=1:2。
[0018](四)巴氏醋桿菌的載體吸附與增殖
刮下經MRS固體斜面培養(yǎng)基上培養(yǎng)的取巴氏醋桿菌的菌體細胞，用無菌水配成菌體細胞數為I?5Χ 16IiiI/1懸浮液。
[0019]取巴氏醋桿菌懸浮液接種于裝有MRS液體培養(yǎng)基三角瓶，接種量為10% MRS液體培養(yǎng)基體積量，培養(yǎng)溫度28°C，在搖床上轉速為200r / min，振蕩培養(yǎng)2天，培養(yǎng)成巴氏醋桿菌種子液備用。
[0020]將上一步制備好的巴氏醋桿菌種子液注入平板式膜生物反應器2，注入量以液面超過載體高度4cm標識處為止。打開1/4進氣閥門，通入無菌空氣，氣泡驅動巴氏醋桿菌種子液回流循環(huán)，巴氏醋桿菌細胞被聚丙烯中空纖維載體所吸附，而余下液體進入膜元件內部經過排液口抽出。此時吸附在載體上的巴氏醋桿菌的菌體細胞數較低，必經過活化增殖，提尚菌體代謝活力。
[0021]用不銹鋼泵以2L / min的流量，將紅曲黃酒輸入平板式膜生物反應器2進行增殖培養(yǎng)，注入量以液面超過載體高度4cm標識處為止?？刂破窚卦?2?34°C之間，進行24小時增殖培養(yǎng)，期間每隔3 h通入無菌空氣曝氣10 min，通氣量為0.01?0.03m3/ (m3 ?min)即每I立方米紅曲黃酒每分鐘通入無菌空氣0.01?0.03立方米。經上述增殖培養(yǎng)后吸附在載體上的巴氏醋桿菌的菌體細胞數將達到I?6X 101(lm g—1菌泥。而平板式膜生物反應器2的余下液體進入膜元件內部經過排液口抽出。
[0022](五)富含γ-氨基丁酸的紅曲醋制備
將植物乳桿菌發(fā)酵醪液注入貯液罐內，并加入25%voL酒精度的米燒酒混合成紅曲醋發(fā)酵混合液，其比例是植物乳桿菌發(fā)酵醪液:米燒酒=3 L:2 Lo用不銹鋼泵以2L/ min的流量，將貯液罐中紅曲醋發(fā)酵混合液泵入平板式膜生物反應器2，注入量以液面超過載體高度4cm標識處為止，打開1/4進氣閥門，通入無菌空氣，氣泡驅動膜生物反應器2紅曲醋發(fā)酵混合液回流循環(huán)，控制品溫32°C?34°C之間，進行76?80h發(fā)酵，得到富含γ-氨基丁酸的紅曲醋。其理化指標:總酸(以乙酸計)5.8~6.5 (g/100mL)，可溶性無鹽固形物
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