[发明专利]深层与浅层静态偶联发酵生产高纤椰果的方法

说明书

技术领域

本发明属于生物技术领域，特别涉及一种深层与浅层静态偶联发酵生产高纤椰果的方法。

背景技术

醋酸菌在以椰子水为主要原料的培养液中静态发酵，液体表面形成富含纤维素的凝胶膜状物称为高纤椰果，英文名称为“nata de coco”。高纤椰果富含细菌纤维素，具有很高的持水性和弹性，口感爽滑，咀嚼性好，可作为一种优良的高纤维食品，具有减肥、清肠胃、防便秘等保健功能，在中国、日本、菲律宾和印度尼西亚等国家十分畅销。高纤椰果原产于菲律宾，现在东南亚各国均有生产，而我国海南省已有高纤椰果生产厂家近100家。

高纤椰果生产是产膜醋酸菌好氧发酵生产细菌纤维素的过程，国内外许多研究人员已对其发酵条件进行了大量研究。研究表明，在高纤椰果发酵过程中，气流与搅拌都会影响细菌纤维素凝胶膜的完整性。采用深层液体动态发酵(通气或搅拌等)，发酵液中易形成絮状菌团，深层发酵阶段的终点不易确定，且分装发酵浅盘时各盘菌体浓度不均匀，从而导致各发酵盘的发酵时间差别较大，难以应用于工业化生产。为了获取高相对分子量纤维素的椰果产品，并使凝胶膜完整而不分层，宜采用浅盘进行浅层液体静态发酵进行生产。但是，浅盘液体发酵存在发酵条件不易控制，占地面积大，单位面积厂房产能低，且现有浅盘发酵法的发酵周期较长，容易污染杂菌等缺点。缩短浅层液体静态发酵周期、提高发酵效率和防止杂菌污染等仍是高纤椰果发酵生产中急需解决的关键问题。

发明内容

针对现有高纤椰果发酵生产中存在浅层液体静态发酵周期长等问题，本发明的目的在于提供一种深层与浅层静态偶联发酵生产高纤椰果的方法，该方法缩短了浅层液体静态发酵周期，提高单位面积厂房的发酵效率，并降低杂菌污染机会。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种深层与浅层静态偶联发酵生产高纤椰果的方法，包括如下步骤：

(1)深层静态发酵

将发酵培养基经过加热灭菌并冷却至28～32℃后，接入木醋杆菌，所述木醋杆菌接种量为0.025～10.0％(体积百分比)，在发酵罐中进行深层静态发酵，在发酵过程中，在发酵液面的空间连续通入无菌空气，并控制发酵温度为28～32℃，深层静态发酵终点为发酵液的湿菌体浓度达到2.0～3.0g/L。

(2)浅层静态发酵

将步骤(1)中得到的湿菌体浓度为2.0～3.0g/L的发酵液分装到经过灭菌处理的浅层容器中，进行浅层静态发酵，发酵过程中控制温度26～34℃，浅层容器中的凝胶膜厚度达到产品规格厚度(厚度为3～24mm)时结束发酵，即得到高纤椰果。

为了更好地实现本发明，步骤(1)中发酵培养基中包括椰子水(椰子破壳取水)，所述椰子水的体积百分比为20～100％；所述发酵培养基配制时需调节pH为3.5～5.5。

步骤(1)中无菌空气的通入量为(0.01×发酵容积)L/min以上，连续通入无菌空气使发酵罐内压力达到0.01～0.02MPa(表压)，以防杂菌污染。

步骤(1)深层静态发酵时间为84～132h，具体时间与接种量、终点湿菌体浓度有关。

步骤(2)中湿菌体浓度采用离心称重法测定：在100mL发酵液中加入0.1g纤维素酶(＞15υ/mg)，恒温50℃振荡2h，充分水解后，补充蒸馏水，使体积至100mL，得到水解液，然后将10mL水解液于4000r/min离心20min，对沉淀物进行称重，并计算出沉淀物浓度G₁(g/L)；同时，称取0.1g纤维素酶(＞15υ/mg)加到100mL蒸馏水中，经振荡使其混合均匀，以同样方法测定出沉淀物浓度G₂(g/L)；最后，可计算出湿菌体浓度为(G₁-G₂)(g/L)。

步骤(2)中浅层容器的装液高度为30mm以下，具体装液高度需根据产品规格而定。特别优选，步骤(2)中浅层静态发酵时间40～192h，则浅层容器中的凝胶膜厚度达到产品规格厚度，具体时间需根据产品规格而定，凝胶膜厚度愈大，浅层静态发酵周期愈长。

根据发酵罐具有占地面积小、发酵条件易控制、不易污染杂菌等优点，本发明巧妙地将发酵罐与浅层容器结合起来，采用了深层液体静态发酵和浅层液体静态发酵的偶联工艺进行生产高纤椰果。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：