专利名称：一种细菌纤维素固定化酵母及其应用的制作方法
技术领域：
本发明属固定化酵母技术领域，尤其是涉及一种以细菌纤维素为载体固定化酵母的方法及得到的固定化酵母。
背景技术：
酵母菌是食品和酒类生产中常用的微生物。传统生产工艺中多采用游离酵母细胞进行发酵，存在发酵周期长、生产效率低下，不利于连续生产、酵母细胞无法重复使用等缺点，利用固定化细胞技术就可以克服上述缺点，实现低温连续发酵。固定化细胞技术是近年来在固定化酶的基础上兴起的一项新技术，是将具有特定生理活性的生物细胞，例如微生物细胞、植物细胞、动物细胞等进行固定，作为固体生物催化剂加以利用的技术。目前，已有将细胞固定于不同载体的报道，这些载体包括海藻酸钙凝胶、琼脂凝胶、明胶、多孔氧化铝等，但是这些载体往往其机械加工性能不够，限制了其利用。细菌纤维素(Bacterial cellulose, BC)是指在不同条件下，由醋酸菌属 (Acetobacter)、土壤杆菌属(Agrobacterium)、*艮瘤菌属(Rhizobium)禾口叠球菌属 (Sarcina)等中的某种微生物合成的纤维素的统称。具有高纯度、高结晶度、高聚合度、高持水性和高复水性等优良的物理化学性质以及较好的生物相容性和生物可降解性，此外，其具有优良的机械加工性能，可以根据实际的需要切割成各种尺寸的颗粒，且颗粒之间不会互相粘合，便于生产加工。但是目前细菌纤维素主要作为食品配料使用。经检索，目前尚没有将细菌纤维素作为固定化酵母载体的相关研究报道。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种细菌纤维素固定化酵母，利用细菌纤维素优良的物理化学性质以及较好的生物相容性、生物可降解性和机械加工性能，以细菌纤维素为载体对酵母进行固定化，所得固定化酵母能够在低温下实现连续发酵，提高生产效率，节约成本，且其具有良好的机械性能，便于加工，适合于各种生产环境，没有污
^fe ο本发明提供的细菌纤维素固定化酵母，是以细菌纤维素作为酵母固定化载体，在无菌条件下将细菌纤维素与酵母菌悬菌液进行接触，使酵母菌吸附并固定在细菌纤维素上。其中接触方式可以是多种形式，如采用浸泡或喷洒的方式；所述酵母可以是啤酒酵母、 葡萄汁酵母、汉逊酵母和假丝酵母中的一种或多种。上述的细菌纤维素采用常规的制备方法制备，如静态培养或动态培养。静态培养是在发酵培养基的表面形成一层细菌纤维素湿膜，在使用时将其破碎成颗粒状使用。而动态培养可以直接得到颗粒状的细菌纤维素。上述细菌纤维素优选为边长为0. 8 1. 2cm的立方体颗粒。上述的细菌纤维素固定化酵母的制备方法，包括如下步骤的
1、配制酵母菌悬菌液；2、对细菌纤维素进行灭菌处理；3、无菌条件下将细菌纤维素与酵母菌悬菌液进行接触，使酵母菌吸附并固定在细菌纤维素上。上述方法中，酵母菌悬菌液中的活菌数优选为lX105 lX108CFU/ml。上述方法中，为使酵母菌吸附并固定在细菌纤维素上，可以将细菌纤维素浸泡在酵母菌悬菌液中2 5小时或将酵母菌悬菌液喷洒在细菌纤维素上，静置2 5小时；或在浸泡或静置的同时用超声波处理，超声波优选20 40KHz，0. 1 0. 2W · cm2的超声波，浸泡或静置时间可以缩短为20 40min。上述方法中进行步骤3)之前，优选去除细菌纤维素中的少部分水分。提高酵母吸附效率。去除水分的方式可以是压缩、低温干燥等方式，优选使细菌纤维素的含水量降低至 50 70%。本发明还涉及该细菌纤维素固定化酵母在食品及酿酒工业中的应用。如用于连续发酵生产啤酒或果酒，可以提高酒精产率等。本发明利用细菌纤维素优良的物理化学性质，以细菌纤维素为载体对酵母进行固定化，减少了酵母在连续发酵过程中的损失，大大提高了酵母的发酵效率，所得固定化酵母能够在低温下实现连续发酵，提高生产效率，节约成本，且其具有良好的机械性能，便于加工，适合于各种生产环境，没有污染，是一种新型的固定化酵母。
具体实施例方式下面结合实施例，对本发明的具体实施方式
作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。实施例一配置酵母菌悬菌液10L，使其中的活菌数为IX 105CFU/ml ；将动态培养得到的细菌纤维素颗粒灭菌后，在无菌条件下将其浸泡在酵母菌悬菌液中，室温下浸泡4小时，取出浙干即得细菌纤维素固定化酵母。实施例二配置酵母菌悬菌液2L，使其中的活菌数为lX106CFU/ml ；将静态培养得到的细菌纤维素湿膜破碎成边长为Icm的立方体后灭菌，无菌条件下，将酵母菌悬菌液喷洒在细菌纤维素上，静置5小时，即得细菌纤维素固定化酵母。实施例三配置酵母菌悬菌液10L，使其中的活菌数为IX 107CFU/ml ；将动态培养得到的细菌纤维素颗粒灭菌后，在无菌条件下将其浸泡在酵母菌悬菌液中，同时用20KHz，0. 2W · cm2的超声波处理，浸泡20分钟，取出浙干即得细菌纤维素固定化酵母。实施例四配置酵母菌悬菌液2L，使其中的活菌数为lX108CFU/ml ；将静态培养得到的细菌纤维素湿膜破碎成边长为Icm的立方体后灭菌，无菌条件下，将酵母菌悬菌液喷洒在细菌纤维素，在40KHz，0. Iff · cm2的超声波处理下静置40min，即得细菌纤维素固定化酵母。实施例五
配置酵母菌悬菌液10L，使其中的活菌数为IX 105CFU/ml ；采用压缩法将静态培养得到的细菌纤维素湿膜的含水量降低到50%，再破碎成颗粒状，进行灭菌，然后在无菌条件下将其浸泡在酵母菌悬菌液中，室温下浸泡2小时，取出浙干即得细菌纤维素固定化酵母。实施例六配置酵母菌悬菌液2L，使其中的活菌数为IXlO6 ；真空冷冻干燥将动态培养得到的细菌纤维素颗粒的含水量降低至70%，进行灭菌，然后在无菌条件下，将酵母菌悬菌液喷洒在细菌纤维素上，静置3小时，即得细菌纤维素固定化酵母。实施例七将实施例一至六制得的细菌纤维素固定化酵母投入麦芽汁中连续发酵生产啤酒。实施例八将实施例一至六制得的细菌纤维素固定化酵母投入果汁中连续发酵生产果酒。采用上述实施例制得的固定化酵母用于连续发酵生产啤酒或果酒，由于酵母菌被细菌纤维素固定，减少了酵母在连续发酵过程中的损失，大大提高了酵母的发酵效率，同时细菌纤维素本身具有的致密网状结构和高含水量，也可以提供给酵母较好的生长环境，使得酵母能够在较低温度下生长，如15-20度，实现连续发酵，提高生产效率，节约成本，实施例中制备得到的固定化酵母经实际发酵测试，均可以提高发酵产酒精效率30-70%。本发明的固定化酵母由于有了良好的载体，具备了良好的机械性能，便于加工，没有污染。如没有特殊说明，本发明中涉及的细菌纤维素的制备方法，包括静态培养和动态培养；以及压缩干燥方法、真空冷冻干燥方法、和灭菌方法均为细菌纤维素生产及应用领域的常用方法，本领域技术人员均可以实施。以上所述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，在不脱离本发明技术原理的前提下，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。
权利要求
1.一种细菌纤维素固定化酵母，其特征在于是以细菌纤维素作为酵母固定化载体， 无菌条件下将细菌纤维素与酵母菌悬菌液进行接触，使酵母菌吸附并固定在细菌纤维素上。
2.根据权利要求1所述的细菌纤维素固定化酵母，其特征在于所述酵母是啤酒酵母、 葡萄汁酵母、汉逊酵母和假丝酵母中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的细菌纤维素固定化酵母，其特征在于所述细菌纤维素是指边长为0. 8 1. 2cm的立方体颗粒。
4.一种权利要求1所述的细菌纤维素固定化酵母的制备方法，其特征在于，包括如下步骤的1)、配制酵母菌悬菌液；2)、对细菌纤维素进行灭菌处理；3)、无菌条件下将细菌纤维素与酵母菌悬菌液进行接触，使酵母菌吸附并固定在细菌纤维素上。
5.根据权利要求4所述的细菌纤维素固定化酵母的制备方法，其特征在于所述酵母菌悬菌液中的活菌数优选为1 X IO5 1 X 108CFU/ml。
6.根据权利要求4所述的细菌纤维素固定化酵母的制备方法，其特征在于步骤3)中所述的细菌纤维素与酵母菌悬菌液进行接触的方式是将细菌纤维素浸泡在酵母菌悬菌液中2 5小时或将酵母菌悬菌液喷洒在细菌纤维素上，静置2 5小时。
7.根据权利要求6所述的细菌纤维素固定化酵母的制备方法，其特征在于在细菌纤维素与酵母菌悬菌液进行接触的同时用20 40KHz，0. 1 0. 2W · cm2的超声波处理。
8.根据权利要求4所述的细菌纤维素固定化酵母的制备方法，其特征在于在步骤3) 之前，用压缩或低温干燥的方式使细菌纤维素的含水量降低至50 70%。
9.权利要求1-3中任一项所述的细菌纤维素固定化酵母在食品制造或酿酒中的应用。
全文摘要
本发明属固定化酵母技术领域，涉及一种细菌纤维素固定化酵母，是以细菌纤维素作为酵母固定化载体，无菌条件下将细菌纤维素与酵母菌悬菌液进行接触，使酵母菌吸附并固定在细菌纤维素上。本发明利用细菌纤维素优良的物理化学性质，以细菌纤维素为载体对酵母进行固定化，有效地减少了酵母在连续发酵过程中的损失，大大提高了酵母的发酵效率，所得固定化酵母能够在低温下实现连续发酵，提高生产效率，节约成本，且其具有良好的机械性能，便于加工，适合于各种生产环境，没有污染，是一种新型的固定化酵母。
文档编号C12G3/02GK102226174SQ20111011364
公开日2011年10月26日 申请日期2011年4月21日 优先权日2011年4月21日
发明者钟宇光, 钟春燕 申请人:钟春燕