一种富含γ-氨基丁酸的红曲醋制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种功能性红曲醋的酿造方法，具体说涉及一种富含Y-氨基丁酸的红曲醋制备方法。
【背景技术】
[0002]γ -氨基丁酸(GABA)是一种天然活性成分，广泛分布于动植物体内。植物如豆属、参属、中草药等的种子、根茎和组织液中都含有GABA。在动物体内，GABA几乎只存在于神经组织中。它是一种天然存在的非蛋白组成氨基酸，具有极其重要的生理功能，它能促进脑的活化性，健脑益智，抗癫痫，促进睡眠，美容润肤，延缓脑衰老机能，能补充人体抑制性神经递质，具有良好的降血压功效。促进肾机能改善和保护作用。抑制脂肪肝及肥胖症，活化肝功能。每日补充微量的γ-氨基丁酸有利于心脑血压的缓解，又能促进人体内氨基酸代谢的平衡，调节免疫功能。
[0003]GABA的制备方法主要有化学合成法和生物合成法两种。化学合成法成本较高，得率较低，并且在生产工艺中使用危险溶剂，甚至是有毒溶剂。因此化学合成法制备的GABA不能用于食品，也不能被认为是一种天然食品添加剂。生物合成法相比较来说是一种既安全、又低成本的方法。根据最新的研宄报道和专利文献，乳酸菌、酵母菌、曲霉菌等一些安全性高的微生物在GABA类食品的制备中已有应用，这就使得生物合成的GABA制品能用作高档功能性保健食品的配料。
[0004]福建红曲醋又称永春老醋是中国四大名醋之一，其主要产于闽南山区的永春县。福建红曲醋以糙糯米作为原料，采用液态分割发酵法工艺，传统红曲醋酿造历时三年之久。传统永春老醋成品不需高温灭菌，在酿造过程中不需外加食盐和防腐剂，含有多种氨基酸、洛伐他汀、γ-氨基丁酸等营养保健成分和多种有益人体健康的益生菌。为提高红曲醋的对人体健康的保健功能，增加红曲醋有益的功能性成分。本发明改进红曲醋的酿造方法，采用植物乳杆菌和醋酸菌进行两步法红曲醋发酵，显著增加红曲醋的γ-氨基丁酸的含量，获得了具有明显改进的保健特征的γ-氨基丁酸的功能性红曲醋。
【发明内容】
[0005]本发明涉及一种富含γ-氨基丁酸的红曲醋制备方法。本发明以传统液态浅层红曲醋和红曲酒的混合液为原料，先后通过聚丙烯中空纤维的平板式膜生物反应器I和聚丙烯中空纤维增殖的平板式膜生物反应器2，使植物乳杆菌和醋杆菌得到增殖，两步法发酵得到富含γ-氨基丁酸的红曲醋。利用本发明所述的制备方法，工艺过程简单，可显著增加红曲醋中γ-氨基丁酸含量。
[0006]为实现本发明的目的而采用技术方案如下:
(一)平板式膜生物反应器平板式膜生物反应器是内装聚丙烯中空纤维膜元件的不锈钢框架容器。膜元件由膜片、导流布和导流板等组成，膜元件的底板下设有曝气管，通过空气压缩机将无菌空气进入曝气管，形成气泡。气泡可以提供发酵细菌氧气并且气泡驱动膜生物反应器内液体进行内部循环回流。在膜元件的导流板顶端有排液口。设备运行泵的抽吸时，膜生物反应器内大部分发酵细菌菌体被膜片吸附阻隔在膜生物反应器中。进料醪液从进料口进入膜生物反应器，经过载体聚丙烯中空纤维膜吸附的菌体发酵后，发酵醪清液进入膜元件内部经过排液口抽出。膜生物反应器I与膜生物反应器2是具有相同结构平板式膜生物反应器。
[0007](二)植物乳杆菌的载体吸附与增殖
刮下经MRS固体斜面培养基上培养的植物乳杆菌菌体细胞，用无菌水配成菌体细胞数为I?5X 16IiiI/1的植物乳杆菌悬浮液。
[0008]取植物乳杆菌悬浮液接种于装有MRS液体培养基三角瓶，接种量为10% MRS液体培养基体积量，培养温度28°C，在摇床上转速为200r / min，振荡培养2天，培养成植物乳杆菌种子液。
[0009]将把上一步制备好的植物乳杆菌种子液注入平板式膜生物反应器1，注入量以液面超过载体高度4cm标识处为止。打开1/4进气阀门，通入无菌空气，气泡驱动植物乳杆菌种子液回流循环，植物乳杆菌的菌体细胞被聚丙烯中空纤维载体所吸附，而余下液体进入膜元件内部经过排液口抽出。此时吸附在载体上的植物乳杆菌的菌体细胞数较低，必经过活化增殖，提高菌体代谢活力。
[0010]用不锈钢泵以2L / min的流量将增殖培养基液注入膜生物反应器I内，注入量以液面超过载体高度4cm标识处为止，控制品温在28V?30°C之间，聚丙烯中空纤维载体所吸附的植物乳杆菌的菌体细胞进行24小时增殖培养，期间每隔5 h通入无菌空气曝气5 min，通气量为0.01?0.03m3/ (m3.min)即每I立方米培养基液每分钟通入无菌空气
0.01?0.03立方米。经上述增殖培养后吸附在载体上的植物乳杆菌的菌体细胞数将达到I?6X 101(lm g—1菌泥。而膜生物反应器I的余下液体进入膜元件内部经过排液口抽出。
[0011](三)植物乳杆菌发酵醪液的制备
将红曲醋液与红曲黄酒混合组成醋酒混合液，调整醋酒混合液pH值为5.0?5.4之间，用不锈钢泵以2L / min的流量，将醋酒混合液注入平板式膜生物反应器1，注入量以液面超过载体高度4cm标识处为止。平板式膜生物反应器I内醋酒混合液控制品温28?300C，进行48 h发酵，发酵结束得到植物乳杆菌发酵醪液。
[0012]所述红曲醋液是传统分割发酵法酿造一年的红曲醋，酸度为40 g/L以上，可通过市场购买或自酿。
[0013]所述的红曲黄酒是以糯米为原料，添加福建产土红曲(乌衣红曲)作为酿造的糖化发酵剂，发酵生产酒精度14?16%voL，糖度25?30g/L，酸度40?50g/L的红曲黄酒，可通过市场购买或自酿。
[0014]所述MRS液体培养基:蛋白胨5g ;牛肉膏5g ;酵母粉5g ;胰蛋白胨1g ；Tween80ImL ;葡萄糖20g ;磷酸氢二钾2g ;柠檬酸氢二铵2g ;乙酸钠5g ;硫酸镁0.5g ;硫酸锰0.3g ;蒸饱水定容至1000 mL，调pH值至5.8，121°C灭菌15min备用。
[0015]MRS固体培养基:在10g MRS液体培养基中添加2g的琼脂，121°C灭菌15min备用。
[0016]所述的植物乳杆菌增殖培养基配方为葡萄16.5 g/L;酵母粉7.5 g/L;胰蛋白15g/L ;牛肉膏 7.5g/L ;梓檬酸氢二钱 3.5g/L ;乙酸钱 5g/L ;乙酸 5g/L ；Tween80 1.5mL/L ；硫酸镁0.9g/L ;硫酸锰0.4g/L。
[0017]所述的醋酒混合液中红曲醋液与红曲黄酒的混合体积比例是红曲醋液:红曲黄酒=1:2。
[0018](四)巴氏醋杆菌的载体吸附与增殖
刮下经MRS固体斜面培养基上培养的取巴氏醋杆菌的菌体细胞，用无菌水配成菌体细胞数为I?5Χ 16IiiI/1悬浮液。
[0019]取巴氏醋杆菌悬浮液接种于装有MRS液体培养基三角瓶，接种量为10% MRS液体培养基体积量，培养温度28°C，在摇床上转速为200r / min，振荡培养2天，培养成巴氏醋杆菌种子液备用。
[0020]将上一步制备好的巴氏醋杆菌种子液注入平板式膜生物反应器2，注入量以液面超过载体高度4cm标识处为止。打开1/4进气阀门，通入无菌空气，气泡驱动巴氏醋杆菌种子液回流循环，巴氏醋杆菌细胞被聚丙烯中空纤维载体所吸附，而余下液体进入膜元件内部经过排液口抽出。此时吸附在载体上的巴氏醋杆菌的菌体细胞数较低，必经过活化增殖，提尚菌体代谢活力。
[0021]用不锈钢泵以2L / min的流量，将红曲黄酒输入平板式膜生物反应器2进行增殖培养，注入量以液面超过载体高度4cm标识处为止。控制品温在32?34°C之间，进行24小时增殖培养，期间每隔3 h通入无菌空气曝气10 min，通气量为0.01?0.03m3/ (m3 ?min)即每I立方米红曲黄酒每分钟通入无菌空气0.01?0.03立方米。经上述增殖培养后吸附在载体上的巴氏醋杆菌的菌体细胞数将达到I?6X 101(lm g—1菌泥。而平板式膜生物反应器2的余下液体进入膜元件内部经过排液口抽出。
[0022](五)富含γ-氨基丁酸的红曲醋制备
将植物乳杆菌发酵醪液注入贮液罐内，并加入25%voL酒精度的米烧酒混合成红曲醋发酵混合液，其比例是植物乳杆菌发酵醪液:米烧酒=3 L:2 Lo用不锈钢泵以2L/ min的流量，将贮液罐中红曲醋发酵混合液泵入平板式膜生物反应器2，注入量以液面超过载体高度4cm标识处为止，打开1/4进气阀门，通入无菌空气，气泡驱动膜生物反应器2红曲醋发酵混合液回流循环，控制品温32°C?34°C之间，进行76?80h发酵，得到富含γ-氨基丁酸的红曲醋。其理化指标:总酸(以乙酸计)5.8~6.5 (g/100mL)，可溶性无盐固形物
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