一种微藻保鲜剂及其应用的制作方法

1.本发明涉及微藻技术领域，尤其涉及一种微藻保鲜剂及其应用。


背景技术：

2.海水小球藻在食品饲料、医药保健、化妆品和生物质能源等诸多领域具有潜在应用价值，而生物污染是制约海水小球藻规模化培养的瓶颈问题之一，其中以食藻性浮游动物的危害最为严重。目前，国内外关于这方面的研究均处于起步阶段，且多数研究还停留在单纯控制方法的筛选上，缺乏对浮游动物和海水小球藻之间捕食关系的深入理解。海水小球藻细胞富含蛋白质，维生素和叶绿素，具有很高的营养价值和经济价值。它已被广泛用于制药工业，化妆品工业和动物饲料工业。最近的研究表明，在压力条件下，例如氮缺乏和强光下，海水小球藻细胞可以积累大量的脂质。到目前为止，海水小球藻一直是成功地大规模培养的有限数量的海水小球藻物种之一。
3.但是，海水小球藻的商业化大规模生产已受到生物污染物的阻碍。在大规模培养系统中，各种污染物不可避免地会从水，空气或生物反应器进入海水小球藻培养。海水小球藻培养物中的污染物主要包括浮游动物，细菌，病毒和其他藻类。不同的生物污染物具有损害海水小球藻的不同机制生长。浮游动物是养殖系统中的主要捕食者。细菌分泌具有对藻类细胞具有裂解活性以抑制藻类生长的能力的细胞外化合物；病毒感染藻细胞，导致培养物“崩溃”；和与所述目标侵入藻类竞争海水小球藻用于限制营养元素的资源，例如，氮，磷，钾，镁，钙。对于海水小球藻，不同类型的污染物会导致海水小球藻培养物受到不同程度的破坏。
4.海水小球藻是一个巨大的食品资源，其资源化利用的战略意义不言而喻。海水小球藻产业涉及到多个技术领域，具有学科交叉的特点。目前，海水小球藻培养过程中的病害问题，是海水小球藻养殖需要解决的实际问题。掌握海水小球藻与共生环境中的微生物关系，是推动我国海水小球藻产业发展的重要基础，也是解决海水小球藻养殖病害的前提。我国的相关研究还较少，需要进一步加大研究投入。
5.食品保鲜的主要作用是延长食品贮藏期、保持食品的原有风味并且降低能耗。食品保鲜是根据其品质特点和腐败变质机理，在其生产和流通过程中采用物理、化学生物方法处理，抑制或延缓生鲜食品的腐败变质，保持其良好鲜度和品质的技术。传统的食品贮藏方法包括热处理、低温、干燥、糖溃、盐溃、烟熏等，这些方法虽然能够延长食品的保质期，但都有不足之处，比如冷冻的方法会造成能量消耗高；加热、干燥和浸溃的方法容易破坏食品原有的风味；基于以上的缺点，新型的食品保鲜技越来越受到欢迎。食品保鲜方法主要有物理、化学和生物法三大类，每类方法又衍生出很多新技术，各自依托不同的保鲜原理。虽然各种保鲜手段的侧重点不同，但都是对保鲜品质起关键作用的因素进行调控。首先是控制食品生理、生化变化进程，从而延缓品质劣变进程；其次控制微生物，主要通过控制腐败菌来实现。
6.目前常用的物理保鲜技术主要是利用物理的方法来对食品进行保鲜，包括冰温保
鲜、气调保鲜、超高压保鲜和紫外辐照保鲜；化学保鲜主要是利用化学保鲜剂抑制或杀死微生物来达到保鲜的目的；生物保鲜是利用生物保鲜剂抑制微生物或者有害细菌生，生物保鲜剂是指从动植物和微生物中提取或利用生物工程技术改造而生物保鲜技术的机理主要是利用降低生物体的氧化作用的原理，将生物体与空气隔绝，或者是发挥生物保鲜剂的抑菌、杀菌作用，来实现对生物体的保鲜防腐效果。生物保鲜剂是指从动植物内或者微生物中提取出来或利用生物工程技术的改造而获得的对人体很安全的具有保鲜作用的产品。不同的生物保鲜剂具有不同的保鲜机理，有的生物保鲜剂通过抑制或杀死生物体病原菌来实现保鲜；有的生物保鲜剂则通过对酶活性的抑制，来防止生物体发生褐变，使生物体具有良好的感官品质；有的生物保鲜剂则通过诱导生物体自身产生防御能力，阻止生物体中的脂肪发生氧化酸败，防止生物体品质的劣变；除此之外，通过涂膜生物保鲜剂的生物体，可以减少水分的散失，防止受到微生物的侵害，有效的清除自由基。
7.小球藻本身为纯天然绿色生物性饵料，鱼虾易吸收消化，是石斑鱼孵化、南美白对虾标粗必不可少的组成环节。同时小球藻可提高水体溶氧，降低氨氮、亚盐、磷等污染指标浓度，有效改善养殖水体水质，提高水产养殖的成功率，促进更加绿色环保的养殖模式。在养殖初期，将小球藻和肥料同时使用，起到快速肥水的作用。高温期可单独使用小球藻，也可与枯草芽孢杆菌或者em菌同时泼洒使用，调节水质，降低氨氮、亚硝酸盐，抑制蓝藻，改善水体环境。提供单胞小球藻源，进入养殖水体后可迅速繁殖，形成以单细胞小球藻为优势种群的水体，为鱼、虾、蟹、贝等各类水生动物构筑良好的生活环境。小球藻能够提供丰富、均衡的天然营养素，含有丰富的蛋白质、不饱和脂肪酸、维生素、矿物质、叶绿素、藻多糖、核酸等。这些营养成分有助于提高防病能力和抵抗力。小球藻具有较高的营养价值，可作为虾蟹贝幼苗的开口饵料，滤食性鱼类的的直接饲料，促进生长、降低成本，提高水产动物的成活率。可以更好的进行光合作用，增加水体溶氧，大大减少缺氧浮头的可能。
8.虽然海水小球藻营养丰富，但在制成藻粉及藻片的过程中其营养成分会大量流失，且失去活力，不再具有调节水质，净化水质的作用。而且在制作过程可能会添加一些对身体有害的物质。活体海水小球藻在保存过程中容易老化凋亡，容易受到细菌的污染导致沉淀发臭，不易长期保存。需冷冻保存，但一旦进行冷冻，则会造成活力的极大损失，且增加保存成本。但因常温保存较为困难，其常温保鲜技术研究较少，仍然缺乏一种能够有效保持微藻细胞活力的微藻保鲜剂。


技术实现要素：

9.有鉴于此，本发明提供了一种微藻保鲜剂及其应用。本发明提供的微藻保鲜剂对微藻具有良好的保鲜效果，常温保存小球藻3个月以上仍保持90％以上的活力，有效地解决藻体常温保存容易凋亡，腐败，不易保存及运输等问题。
10.为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
11.本发明提供一种微藻保鲜剂，其特征在于，由多孢木霉培养液、毕赤酵母发酵液、乳酸链球菌发酵液、普利兰多糖和卜多糖制成。
12.本发明中，普利兰多糖水溶液和卜多糖水溶液的质量分数为20％～30％，可市售获得，也可通过本领域常用的方法制得。本发明中的具体实施例中，普兰李多糖和卜多糖通过市售获得。
13.一些实施方案中，所述多孢木霉培养液、毕赤酵母发酵液、乳酸链球菌发酵液、普利兰多糖水溶液和卜多糖水溶液的体积比为(10
‑
15):(40
‑
50):(20
‑
30):(5
‑
10):(5
‑
10)；
14.所述普利兰多糖水溶液中普利兰多糖的质量分数为20％～30％；
15.所述卜多糖水溶液中卜多糖的质量分数为20％～30％。
16.一些具体实施例中，所述多孢木霉培养液、毕赤酵母发酵液、乳酸链球菌发酵液、普利兰多糖水溶液和卜多糖水溶液的体积比为10:50:20:5:5；所述普利兰多糖水溶液中普利兰多糖的质量分数具体可为20％、25％或30％；所述卜多糖水溶液中卜多糖的质量分数为20％、25％或30％。
17.本发明中，所述微藻保鲜剂所适用的微藻为小球藻、卵囊藻、微拟球藻、角毛藻或海链藻，优选为小球藻。
18.本发明所述的微藻保鲜剂中，所述多孢木霉培养液由如下方法制得：
19.将多孢木霉菌接种至培养基，25
‑
30℃无菌培养48h，6000
‑
10000rpm离心5
‑
10分钟，取上清；
20.每1l所述培养基中包括以下组分：
21.硝酸钠2g，磷酸二氢钾1g，硫酸镁0.5g，氯化钾0.5g，硫酸亚铁0.01g，氯化钠60g，蔗糖30g，水补足。
22.本发明所述的微藻保鲜剂中，对毕赤酵母的具体来源没有特殊限定，具体可为巴斯德毕赤酵母，但不仅限于此，本领域常见的毕赤酵母均可。
23.本发明所述的微藻保鲜剂中，所述巴斯德毕赤酵母发酵液由如下方法制得：
24.将巴斯德毕赤酵母接种至发酵培养基中，30
‑
35℃无菌培养72h，得巴斯德毕赤酵母发酵液；
25.每100l所述发酵培养基中包括以下组分：
26.酵母抽提物105g，磷酸二氢钾10g，磷酸氢二钾15g，氯化钾3g，甘油100g，牛肉蛋白胨60g，蔗糖30g，水补足。
27.本发明所述的微藻保鲜剂中，所述巴乳酸链球菌发酵液由如下方法制得：
28.将乳酸链球菌接种至发酵培养基中，30
‑
35℃无菌培养24h，得乳酸链球菌发酵液；
29.每1l所述发酵培养基包括以下组分：
30.牛肉蛋白粉10g、鱼肉汁10g、酵母浸出汁粉5g、葡萄糖20g、醋酸钠5g、柠檬酸二铵2g、吐温800.1g、硫酸镁0.58g、硫酸锰0.28g，水补足至1l。
31.本发明还提供了所述微藻保鲜剂的制备方法，将所述多孢木霉培养液、毕赤酵母发酵液、乳酸链球菌发酵液、普利兰多糖水溶液(质量分数为20～30％)和卜多糖水溶液(质量分数为20～30％)混合，40℃恒温反应1h，获得微藻保鲜剂。
32.本发明还提供一种微藻保鲜方法，将微藻藻液与本发明所述的微藻保鲜混合，常温保存。
33.一些实施方案中，所述微藻藻液的藻体密度500
‑
2000个/毫升。
34.一些实施方案中，所述微藻藻液为海水小球藻的藻液，其制备方法为：将海水小球藻用50微米滤膜过滤，去除大颗粒沉淀。
35.一些实施方案中，所述微藻保鲜剂占所述微藻藻液的体积百分比为1
‑
3.2％，具体可为1％、1.6％、2％或3.2％。
36.若使用剂量为1％，可能会适度缩短常温保存期，但一般不会低于6个月；海水小球藻藻液分装前将本微藻生物保鲜剂摇匀后均匀倒入藻液中，搅拌均匀，藻液分装后瓶中有少量沉淀物属于正常。添加所述保鲜剂的藻液装瓶后，装于纸箱中保持无光状态，常温保存。
37.本发明提供的微藻保鲜剂由由多孢木霉培养液、毕赤酵母发酵液、乳酸链球菌发酵液、普利兰多糖和卜多糖(质量分数为20
‑
30％)制成。实验表明，利用本发明微藻保鲜剂常温保存小球藻3个月以上仍保持90％以上的活力，有效地解决藻体常温保存容易凋亡，腐败，不易保存及运输等问题。相比缺方对照，在保持微藻细胞活力、抑菌方面的效果均有明显提高，说明本发明微藻保鲜剂中各组分之间存在相互促进作用，相得益彰，在微藻保鲜中产生了协同增效作用，缺一不可。
具体实施方式
38.本发明提供了一种微藻保鲜剂及其制备方法、应用。本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。
39.本发明采用的试材皆为普通市售品，皆可于市场购得。
40.下面结合实施例，进一步阐述本发明：
41.实施例1本发明微藻保鲜剂
42.a物料：多孢木霉溶液
43.b物料：巴斯德毕赤酵母液
44.c物料：乳酸链球菌提取液
45.d物料：普利兰多糖水溶液(质量分数为20
‑
30％)
46.e物料：卜多糖水溶液(质量分数为20
‑
30％20
‑
30％质量浓度)
47.a物料：
48.将多孢木霉按照5％比例(v：v)接种至培养基(硝酸钠2g，磷酸二氢钾1g，硫酸镁0.5g，氯化钾0.5g，硫酸亚铁0.01g，氯化钠60g，蔗糖30g，纯化水1l，充分溶解后118℃灭菌30分钟)中，25
‑
30℃无菌培养48h后，将菌液置于离心机中离心(6000
‑
10000转，5
‑
10分钟)，离心取上清，即得多孢木霉培养液。
49.b物料：
50.将巴斯德毕赤酵母按照5％比例(v：v)接种比例置于发酵罐中发酵培养，其培养基为(酵母抽提物105g，磷酸二氢钾10g，磷酸氢二钾15g，氯化钾3g，甘油100g，牛肉蛋白胨60g，蔗糖30g，纯化水10l，充分溶解后121℃灭菌30分钟)，30
‑
35℃，无菌培养72h后，得巴斯德毕赤酵母液。
51.c物料：
52.将乳酸链球菌按照10％比例(v：v)接种比例置于发酵罐中发酵培养，其培养基为(牛肉蛋白粉10g鱼肉汁10g酵母浸出汁粉5g葡萄糖20g醋酸钠5g柠檬酸二铵2g吐温800.1g硫酸镁0.58g硫酸锰0.28g，充分溶解后121℃灭菌30分钟)，30
‑
35℃，无菌培养24h后，得乳
酸链球菌液。
53.4、将a、b、c、d、e五种物料，按照15:40:30:5:5的比例(v:v)进行混合，置于恒温水浴锅内，40℃反应1h后，获得本发明微藻保鲜剂。
54.实施例2本发明微藻保鲜剂
55.a物料：多孢木霉溶液
56.b物料：巴斯德毕赤酵母液
57.c物料：乳酸链球菌提取液
58.d物料：普利兰多糖水溶液(质量分数为20
‑
30％)
59.e物料：卜多糖水溶液(质量分数为20
‑
30％20
‑
30％质量浓度)
60.a物料：
61.将多孢木霉按照5％比例(v：v)接种至培养基(硝酸钠2g，磷酸二氢钾1g，硫酸镁0.5g，氯化钾0.5g，硫酸亚铁0.01g，氯化钠60g，蔗糖30g，纯化水1l，充分溶解后118℃灭菌30分钟)中，25
‑
30℃无菌培养48h后，将菌液置于离心机中离心(6000
‑
10000转，5
‑
10分钟)，离心取上清，即得多孢木霉培养液。
62.b物料：
63.将巴斯德毕赤酵母按照5％比例(v：v)接种，置于发酵罐中发酵培养，其培养基为(酵母抽提物105g，磷酸二氢钾10g，磷酸氢二钾15g，氯化钾3g，甘油100g，牛肉蛋白胨60g，蔗糖30g，纯化水10l，充分溶解后121℃灭菌30分钟)，30
‑
35℃，无菌培养72h后，得巴斯德毕赤酵母液。
64.c物料：
65.将乳酸链球菌按照10％比例(v：v)接种，置于发酵罐中发酵培养，其培养基为(牛肉蛋白粉10g鱼肉汁10g酵母浸出汁粉5g葡萄糖20g醋酸钠5g柠檬酸二铵2g吐温800.1g硫酸镁0.58g硫酸锰0.28g，充分溶解后121℃灭菌30分钟)，30
‑
35℃，无菌培养24h后，得乳酸链球菌液。
66.4、将a、b、c、d、e五种物料，按照10:50:20:5:5的比例(v:v)进行混合，置于恒温水浴锅内，40℃反应1h后，获得本发明微藻保鲜剂。
67.实施例3新鲜小球藻藻种常温保存
68.将新鲜采收的海水小球藻(藻体密度500
‑
2000个/毫升)，每升藻液中加入2％的实施例1的微藻保鲜剂，并放在无光下常温保存，每周测定藻体密度，活力，色泽，杂菌含量，藻液性状，结果见表1。
69.实验组添加对比例1的微藻保鲜剂，其他保存工艺同上。
70.对比1组不加实施例1的微藻保鲜剂，其他保存工艺同上。
71.对比2组添加0.5％亚硝酸钠(质量浓度)防腐剂，其他保存工艺同上。
72.表1
[0073][0074]
可见，添加本发明微藻保鲜剂后，保存2个月的海水小球藻仍保持90％以上的活力，而对照组已经基本衰亡。
[0075]
实施例4
[0076]
浓缩藻添加保鲜剂进行保存
[0077]
将采收的海水小球藻进行离心浓缩，使形成膏稠状藻泥，然后添加5％实施例2的保鲜剂。实验设置试验组、空白对照组和对照组，其中，对照组1不添加任何保鲜剂，对照组2
添加0.5％亚硝酸钠(质量浓度)防腐剂，实验组添加对比例2的保鲜剂。
[0078]
将三组藻泥放入4℃冰箱中进行保存，每周检测藻体活力，色泽，性状，杂菌量。结果见表2。
[0079]
表2
[0080]
[0081][0082]
经过浓缩后的藻泥，不添加保鲜剂的对照组1和添加防腐剂的对照组2藻体大量衰亡，相比之下，添加本发明保鲜剂后，浓缩后的藻泥的活力及抑菌能力明显提高，保存时间明显延长。
[0083]
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。