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桑黄液体发酵工艺的研究

作者:饮料工艺 时间:2023年3月21日 09:36

方法

菌种活化:将保存的桑黄菌种接人PDA斜面培养基中,于25℃恒温培养7-10d,活化2-3代后备用。

桑黄液体种子培养及主要指标的测定方法①桑黄液体种子培养方法:500mL三角瓶装液体种子培养基100 mL,无菌接人约1cm2新鲜桑黄斜面菌种4一5块,28℃,180r/min振荡培养5d,备用;②生物量的测定方法:采用重量法。将发酵液用2层纱布过滤,蒸馏水冲洗菌丝体3次,于恒重的称量瓶中,60℃干燥至恒重,获得桑黄菌丝体粉,计算桑黄菌丝体产率。菌丝体产率(g/100mL)=(菌丝体干重(g)/发酵液体积(mL))x100%;③含量测定方法:以芦丁为标准品,采用NaN02AI(NO3),比色法对菌丝体黄酮含量进行测定;以葡萄糖为标准品,采用苯酚一硫酸法对菌丝体多糖含量进行测定。

 

桑黄液体发酵培养基优化

①综合碳氮源的筛选:以基础培养基为对照,分别以2%豆粉、1%豆粉+1%玉米粉、2%数皮、%花生粉为综合碳氮源,替代基础培养基中的玉米粉,其他成分不变,接种10%的液体菌种,28℃, 180 r/min振荡培养3.5d;测定菌丝体产率;②最适碳源、氮源的筛选:以基础培养基为对照,分别添加2%的蔗糖、2%乳糖、2%可溶性淀粉替代葡萄糖,其他成分不变,接种10%的液体菌种,28℃,180r/min振荡培养3.5d;测定菌丝体产率。在碳源试验基础上,分别以1%的酵母膏、牛肉膏、硫酸钱及1%混合氮源(蛋白陈:酵母膏=1:1)代替基础培养基中的蛋白陈,同法进行最适氮源的筛选试验。③正交试验因素及水平:根据单因素试验结果,选取最适的碳源、氮源、综合碳氮源,采取正交试验的方法对发酵培养基配方进行优化,

最适装液量的确定

在500mL摇瓶中分别装人80,100,150和200mL的发酵培养基进行桑黄菌丝培养。当装液量为100mL时,菌丝体产率最高。这是由于桑黄属于好氧性真菌,装液量直接影响其发醉生产及代谢。装液量越少,培养基中溶解氧浓度越高,菌丝生长速度越快。但装液量过少,过多的氧供给会促使菌丝生长过快,造成后期营养供应不足,导致菌丝易衰老、自溶。装液量越多,通气量就少,不利于桑黄菌丝的生长。

讨论

温度对醋酸发酵的影响

在各种环境因素中,温度对微生物的生长发育影响最大。温度影响细胞的空间结构与组成、蛋白质结构与酶的活性,进一步影响到代谢途径与代谢产物的生物合成。在发酵过程中,高温和低温都会引起发酵异常,从而影响最终产物的形成并导致减产。

在30℃ 34℃37℃三个温度条件下进行醋酸发酵试验,结果表明(图1),温度对发酵过程有显著影响。温度过高或过低,醋酸的产率都非常低,最终醋酸含量分别为15.71 g/L和9.26 g/L。实验发现,高温对醋酸菌的繁殖影响非常大,在37℃条件下,发酵液中醋酸含量变化增长非常慢,而且最终产率也最低,这可能是由于高温下副产物比较多。本研究证明,欧李醋酸饮料最适的发酵温度为34℃,此时产品中醋酸含量可达34.84 g/L。

不同接种量对醋酸发酵的影响

接种量对醋酸发酵有重要影响,在相同的醋酸发酵培养基中,分别以5%10%15%的接种量接入醋酸菌种子,在34℃条件下进行醋酸发酵,每隔24 h取样测发酵液挥发酸和酒精度的变化,结果可以看出,接种量越大,初始发酵速度越快,但随着发酵时间的延长,与其他接种量相比,其产酸速度越来越慢,这可能是由于接种量过大,发酵液中的营养物质多消耗在菌体细胞的生长繁殖上,结果使得用于生成醋酸的底物量较少,产酷酸的速率相对来讲也就非常慢。而且由于营养物质的迅速消耗和较多代谢产物的生成,使菌体细胞所处环境恶化,菌体细胞会较早衰老并发生自溶。本实验发现,接种量低(5%),虽然开始产酸速度比较慢,但随后越来越快,其最终醋酸含量也最高。

果汁添加量对醋酸发酵的影响

在相同的酒精度及酸度的前提下,果汁含量对欧李醋发酵的影响果汁添加量不同,则醋酸菌所能利用的营养物质含量不同,因此其繁殖情况也不同。图3显示,果汁含量越高,醋酸菌的活性越高,利用酒精的速度和能力也就越高,当果汁含量为30%时,发酵液中最终醋酸含量可达34.25 g/L;而25%果汁添加量的发酵液,不仅发酵周期长,而且最终醋酸含量仅为26gL,因此果汁含量也是影响醋酸菌发酵的重要因素。

醋酸发酵期间挥发酸的产生量与酒精度的关系

醋酸发酵的基本反应需要酷酸菌的存在,反应如下:乙醇+氧气→醋酸+水

因此,随着发酵液中醋酸含量的增加,乙醇的百分比本应下降,本实验的研究结果与此相符,但研究发现,乙醇浓度的降低量和醋酸含量的增加不成比例,醋酸发酵开始时,酒精度下降速度非常快,相反醋酸含量的增加却极其缓慢,这可能由于其他副产物形成的缘故所致。从理论上来讲,酒精含量为5%(体积分数)的欧李酒,经过醋酸发酵后,可产生醋酸含量为5%(质量分数)左右的欧李酷,在本实验中,由于发酵过程中酒精和醋酸的挥发,最高醋酸含量只能达到3.5%。

欧李醋酸饮料发酵期间风味物质的变化

欧李醋与欧李酒的风味物质含量基本相似,主要区别在于欧李醋中乙酸乙酯的含量远远高于欧李酒中的含量,酯是构成醋香的主要物质。另外欧李醋中还含有酷酸发酵过程中所形成的特有物质醋酸,醋的香气和典型的刺激性口感主要来源于醋酸的存在,而欧李醋的柔和性则有赖于来自欧李酒中的甘油的存在,其含量在2~6g/L之间