專利名稱：采用純菌組合工業(yè)化強(qiáng)制通氣快速生產(chǎn)紅茶菌的工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工業(yè)化生產(chǎn)紅茶菌的工藝方法。
背景技術(shù)：
紅茶菌又名“海寶”、“紅茶菇”，是一種傳統(tǒng)保健飲料，廣泛流傳于我國、日本、東南亞和南歐諸國。一般家庭中用經(jīng)驗(yàn)方式培養(yǎng)紅茶菌，從他人處獲得紅茶菌液，將此菌液接進(jìn)配好的糖茶水中，根據(jù)溫度的區(qū)別培養(yǎng)約7～15天，得到新的紅茶菌。這種傳統(tǒng)的培養(yǎng)方式存在以下缺點(diǎn)①容易污染雜菌，②菌種不易保藏，③產(chǎn)品品質(zhì)不穩(wěn)定，④不易大規(guī)模培養(yǎng)，⑤不易商業(yè)化開發(fā)。為解決這些問題，本報(bào)告擬用現(xiàn)代生物技術(shù)開發(fā)利用紅茶菌這一傳統(tǒng)飲料，提高生產(chǎn)紅茶菌的技術(shù)水平，穩(wěn)定產(chǎn)品的質(zhì)量，推動(dòng)傳統(tǒng)飲料的商業(yè)化生產(chǎn)和銷售。
現(xiàn)在已經(jīng)知道紅茶菌最主要的菌群是由醋酸菌、酵母菌和植物乳桿菌三類微生物構(gòu)成，各地的紅茶菌產(chǎn)品中這些菌群的菌種的類別多少存在區(qū)別，例如醋酸菌中有巴氏醋酸菌、木醋酸菌、醋化醋酸菌、弱氧化醋酸菌等的區(qū)別，酵母菌中有接合酵母、球擬酵母、不顯酵母、漢遜德氏酵母、熱帶假絲酵母、路德類酵母和釀酒酵母之分。這些酵母菌和醋酸菌菌種并不都對(duì)紅茶菌的風(fēng)味作出貢獻(xiàn)，有些還會(huì)產(chǎn)生異味，影響紅茶菌的質(zhì)量。由于地域性的差異導(dǎo)致紅茶菌中菌群組成的差異，最終導(dǎo)致產(chǎn)品風(fēng)味的差異，因此出現(xiàn)從不同地區(qū)引種的培養(yǎng)物風(fēng)味存在較大差異的現(xiàn)象。
在紅茶菌中酵母菌的主要作用是將蔗糖、葡萄糖降解產(chǎn)生乙醇，醋酸菌氧化乙醇產(chǎn)生乙酸。酵母菌和醋酸菌還可以合成酯類、內(nèi)酯等產(chǎn)物，賦予紅茶菌特征性風(fēng)味。根據(jù)研究，對(duì)紅茶菌產(chǎn)品的膠狀外形和風(fēng)味具有最主要貢獻(xiàn)的微生物是醋酸菌和酵母菌。植物乳桿菌只是由于也耐一定的酸度，才能在糖茶液中生存，產(chǎn)生對(duì)人體有益的微量的乳酸和其他化合物。實(shí)際上可以認(rèn)為紅茶菌是醋酸菌和酵母菌的松散的共生體。在家庭培養(yǎng)的紅茶菌的表面通常形成很厚的膠狀的灰白色膜狀物，紅茶菌菌膜是由醋酸菌將葡萄糖聚合成纖維素而成，在膜中存在醋酸菌和少量的酵母菌，在膜的下方存在較多的酵母菌、植物乳桿菌和其他微生物，酸性膜的存在阻止了其他微生物的污染。在靜止培養(yǎng)條件下醋酸菌合成大量的膠膜導(dǎo)致糖類的不必要的浪費(fèi)。茶葉中的兒茶素和單寧對(duì)很多微生物具有抑制作用，而紅茶菌中的醋酸菌和酵母菌可以忍耐較高濃度的兒茶素和單寧，并且可以降解部分兒茶素和單寧，將其作為營養(yǎng)利用，降低了紅茶菌液的苦澀味，殘存的兒茶素也可作為營養(yǎng)保健成份。正是由于上述的各種原因?qū)е滦纬杉t茶菌的特征性的風(fēng)味。
一般家庭培養(yǎng)的紅茶菌中還存在耐酸的霉菌和其他細(xì)菌，這些微生物對(duì)紅茶菌產(chǎn)品沒有什么貢獻(xiàn)，但卻是產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定、導(dǎo)致污染的根本原因。實(shí)驗(yàn)證明一些家庭紅茶菌中存在產(chǎn)酸的耐熱的芽胞桿菌，這種細(xì)菌導(dǎo)致紅茶菌難聞的氣味。
根據(jù)前面論述，可知傳統(tǒng)家庭培養(yǎng)的紅茶菌中的菌群復(fù)雜多變，各地的培養(yǎng)物雖然都叫紅茶菌，其風(fēng)味卻有很大區(qū)別，這種狀況使得紅茶菌的工業(yè)化和商業(yè)化存在很大的困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種采用木醋酸菌和釀酒酵母菌純菌種進(jìn)行組合、適于工業(yè)化生產(chǎn)的、產(chǎn)品紅茶菌質(zhì)量穩(wěn)定、口感純正的工業(yè)化強(qiáng)制通氣快速生產(chǎn)紅茶菌的工藝方法。
實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的的技術(shù)方案如下采用純菌組合工業(yè)化強(qiáng)制通氣快速生產(chǎn)紅茶菌的工藝方法，其特征在于包括下述工藝步驟(1)、糖茶液的配制取原料茶葉3～10g，糖30～100g，水1000mL，用沸水沖泡茶葉和糖，保持微沸1～10min，靜置使茶葉沉淀，取上清液，分裝150mL/250mL三角瓶，108℃～121℃滅菌處理10～25min，備用；(2)、分別制取釀酒酵母菌、木醋酸菌液體菌液A、釀酒酵母菌液體菌液的制取用接種環(huán)從葡萄糖酵母膏(GYC)固體培養(yǎng)基斜面菌種取一環(huán)純化的釀酒酵母菌菌苔至滅菌后冷卻的裝有葡萄糖酵母膏GYC液體培養(yǎng)基的試管中，置于25℃～35℃的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)3～7天；得釀酒酵母菌液體菌液；B、木醋酸菌液體菌液的制取用接種環(huán)從葡萄糖酵母膏(GYC)固體培養(yǎng)基斜面菌種取一環(huán)純化的木醋酸菌菌苔至滅菌后冷卻的裝有葡萄糖酵母膏GYC液體培養(yǎng)基的試管中，置于25℃～35℃的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)3～7天；得木醋酸菌液體菌液；(3)、混合液體菌種的制取用無菌移液器分別取釀酒酵母菌液體菌液、木醋酸菌液體菌液至無菌的100-200ml糖茶液中，接種比例為5％-10％，將接種后糖茶液置于振蕩培養(yǎng)器中，50-200rpm，25℃～35℃，培養(yǎng)2～5天；得混合液體菌種；(4)、強(qiáng)制通氣生產(chǎn)紅茶菌A、一級(jí)液體種子液的制備將混合液體菌種按5％的比例接進(jìn)滅菌后的糖茶液中，裝液量150～250mL/1000mL三角瓶，溫度20℃～35℃、50～200rpm振蕩培養(yǎng)1～3天，得一級(jí)液體種子液；B、二級(jí)液體種子液的制備將一級(jí)液體種子液按5％的比例接進(jìn)滅菌后的糖茶液中，裝液量1000mL/5000mL三角瓶，溫度20℃～35℃、50～200rpm振蕩培養(yǎng)2～3天，得二級(jí)液體種子液；C、50L發(fā)酵罐培養(yǎng)將二級(jí)液體種子液按5％的比例接進(jìn)滅菌后的裝有糖茶液的發(fā)酵罐中，強(qiáng)制通風(fēng)，維持溶氧60～100％，維持罐壓0.02～0.05MPa，溫度20℃～35℃、50～200rpm振蕩培養(yǎng)2～4天；當(dāng)總糖降至10～25g/L、總酸升至6～10g/L，pH2.5～3.0，結(jié)束發(fā)酵，得紅茶菌液。
所述糖茶液中的茶葉為綠茶、紅茶、烏龍茶、茶末、各類茶葉提取物、幾種茶葉的混合物。
所述糖茶液配方中的糖為紅糖或白糖或冰糖或蔗糖或葡萄糖或飴糖或蜂蜜，或者任意幾種糖類的混合物。
所述葡萄糖酵母膏GYC液體培養(yǎng)基的配方糖50～100g，酵母膏5～10g，碳酸鈣15～30g，水1000mL。
所述強(qiáng)制通風(fēng)為通過空壓機(jī)通入無菌空氣、或通入無菌純氧氣。
所述強(qiáng)制通氣生產(chǎn)紅茶菌的C步驟中可以適當(dāng)添加消泡劑，乳化硅油0.01～0.2g/L，或適量的高碳醇脂肪酸酯復(fù)合物。
紅茶菌具有廣泛的營養(yǎng)保健功能，生產(chǎn)紅茶菌的原料價(jià)格低廉，采用現(xiàn)代生物技術(shù)提升傳統(tǒng)的飲料產(chǎn)品的技術(shù)含量和質(zhì)量水平，促進(jìn)其商業(yè)化開發(fā)，具有重要的社會(huì)意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。本發(fā)明的發(fā)酵工藝，采用木醋酸菌和釀酒酵母純菌種進(jìn)行組合，采用工業(yè)化強(qiáng)制通風(fēng)工藝，控制發(fā)酵過程中的糖類、茶葉、溫度、通風(fēng)量、溶氧值、接種量等參數(shù)，有效防止雜菌污染，生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定的紅茶菌原液，并且提供利用這種純紅茶菌液體進(jìn)行調(diào)配、勾兌、濃縮等加工工藝，深度開發(fā)應(yīng)用紅茶菌。采取本發(fā)明工藝生產(chǎn)的純紅茶菌菌液不含雜菌、低pH，不需采用高溫高壓滅菌，不需添加防腐劑，只需巴氏消毒即可長(zhǎng)期貯存，不影響風(fēng)味，生產(chǎn)出純天然飲料。
本發(fā)明采用從紅茶菌中分離的純菌株進(jìn)行生產(chǎn)，解決了紅茶菌風(fēng)味波動(dòng)的難題。
在紅茶菌液中，酵母菌的主要作用是將蔗糖降解成葡萄糖，進(jìn)而將葡萄糖在無氧時(shí)經(jīng)發(fā)酵途徑產(chǎn)生乙醇。酵母菌屬于兼性厭氧微生物類群，就是說，酵母菌在有氧時(shí)進(jìn)行有氧呼吸，獲取大量的能量，用于代謝和生長(zhǎng)；而要產(chǎn)生乙醇則需要無氧的條件。在傳統(tǒng)的紅茶菌培養(yǎng)條件下，酵母菌的這種矛盾的需要是通過在生長(zhǎng)中菌群的消長(zhǎng)和活性的改變而得到滿足的。第一階段，當(dāng)紅茶菌菌液(在這里作為接種劑)按5-10％的比例接進(jìn)新鮮的糖茶液中時(shí)，pH值一般在4～5，糖的含量高，含氧量高，乙醇含量很低，醋酸菌暫時(shí)無法快速生長(zhǎng)；這時(shí)的條件適合酵母菌的生長(zhǎng)，酵母菌快速生長(zhǎng)，菌群數(shù)量急劇增加，可從初期的~104/mL增殖至＞105/mL，紅茶菌菌液出現(xiàn)混濁。第二階段，由于氧的消耗、表面醋酸菌形成的膠膜阻隔氧的快速溶解和補(bǔ)充，酵母菌無法通過有氧呼吸獲取足夠的能量，活性下降，逐漸沉淀至容器的底部，這時(shí)培養(yǎng)液的表觀出現(xiàn)逐漸澄清的現(xiàn)象。沉淀到底部的酵母菌開始在無氧條件下的乙醇發(fā)酵階段，容器中從底部出現(xiàn)大量的氣泡。
在家庭培養(yǎng)條件下，酵母菌完成有氧生長(zhǎng)、細(xì)胞增殖、發(fā)酵積累乙醇的循環(huán)周期隨季節(jié)、溫度的變化約需7-15天。
醋酸菌直接從葡萄糖產(chǎn)酸的能量較弱，但醋酸菌可以快速將乙醇氧化成乙酸。在紅茶菌培養(yǎng)的第一階段，酵母菌菌群快速增長(zhǎng)，抑制了醋酸菌的增長(zhǎng)。到了第二階段，酵母菌停止增殖，開始乙醇發(fā)酵，積累乙醇，醋酸菌獲得大量的優(yōu)質(zhì)能源物質(zhì)，快速氧化乙醇至乙酸，形成紅茶菌的主體酸性物質(zhì)，同時(shí)醋酸菌加速以葡萄糖合成纖維，形成液體表面灰色的菌膜。菌膜的存在一方面阻止氧的擴(kuò)散，維持酵母菌乙醇發(fā)酵的生理?xiàng)l件，另一方面由于醋酸菌主要位于膜中，膜的存在卻不會(huì)限制醋酸菌自身對(duì)氧的需求。
培養(yǎng)紅茶菌的主要原材料之一是茶葉，茶葉的種類也顯著影響到紅茶菌的風(fēng)味。茶葉中的含氮物質(zhì)提供了紅茶菌液中微生物生長(zhǎng)所需的氮源物質(zhì)，但是茶葉的功效卻遠(yuǎn)不至這一點(diǎn)。茶葉中另外的主要的成分是兒茶素和單寧，這兩種成分對(duì)很多微生物都具有抑制效果，而酵母菌和醋酸菌對(duì)這兩種物質(zhì)卻可以忍耐較高的濃度。酵母菌和醋酸菌可以降解很大一部分兒茶素和單寧，降低紅茶菌的苦澀味，殘留的兒茶素對(duì)于抑制其他微生物的污染仍有一定的貢獻(xiàn)。一般情況下應(yīng)該經(jīng)盡量降低茶葉的用量，否則紅茶菌液的雜味將較重。
培養(yǎng)紅茶菌另一主要原料是糖類。如果需要生產(chǎn)清淡口味的紅茶菌，應(yīng)該選擇含硫量較低的原料，因?yàn)檩^高濃度硫的存在會(huì)促進(jìn)H2S和聯(lián)乙酰等令人不愉快的揮發(fā)性物質(zhì)的產(chǎn)生。
前已述及，能夠形成典型的酸、甜、香、醇、帶膜狀的紅茶菌的主要貢獻(xiàn)者是釀酒酵母菌和木醋酸菌。很多試驗(yàn)已經(jīng)證明了，在紅茶菌中是由于釀酒酵母菌和木醋酸菌的共同作用才形成了紅茶菌的特有風(fēng)味，無論釀酒酵母菌還是木醋酸菌單獨(dú)都無法形成此特征。本發(fā)明采用從紅茶菌中分離的純釀酒酵母菌和木醋酸菌菌種組合，在傳統(tǒng)的靜止培養(yǎng)條件下可以形成典型的菌膜和紅茶菌的特征風(fēng)味，在強(qiáng)烈通氣條件下可以快速生產(chǎn)不帶菌膜的紅茶菌菌液。
前已述及，在紅茶菌的培養(yǎng)過程中，首先是酵母菌繁殖，當(dāng)酵母菌達(dá)到一定的水平后由于氧的消耗導(dǎo)致酵母菌進(jìn)入乙醇發(fā)酵階段。酵母菌的數(shù)量決定了合成乙醇的速率，進(jìn)而決定了紅茶菌中主體酸——乙酸的合成速率。在靜止條件下紅茶菌液中的酵母菌的數(shù)量受到氧氣供給的限制，在接種后的1～2天可以達(dá)到5*106/mL水平(圖1)，但是由于氧供應(yīng)不足，酵母菌很快從上清液中沉淀至容器底部，沉淀到底部的酵母菌這時(shí)開始乙醇發(fā)酵。當(dāng)達(dá)到最高峰值開始沉淀時(shí)，酵母菌開始產(chǎn)大量乙醇，醋酸菌獲得優(yōu)質(zhì)的營養(yǎng)物質(zhì)開始快速繁殖，至第三天時(shí)達(dá)到峰值，其峰值的時(shí)間比酵母菌要遲1～2天。隨著醋酸菌的增長(zhǎng)，溶液中乙酸的含量開始積累。從第四天開始，醋酸菌開始在溶液表面迅速合成菌膜，菌體和菌膜交織在一起，雖然溶液中的醋酸菌的數(shù)量也開始下降，但產(chǎn)酸量卻持續(xù)上升。從圖1可以明顯看出，在傳統(tǒng)的靜止培養(yǎng)條件下紅茶菌的成熟時(shí)間長(zhǎng)達(dá)16天。
本發(fā)明的菌種已按專利法實(shí)施細(xì)則第二十五條第三款的規(guī)定在國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局指定的保藏單位——中國微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心保藏，釀酒酵母菌的保藏日期2006年4月6日，保藏號(hào)CGMCC 1670，并附具存活性報(bào)告書；木醋酸菌的保藏日期2006年4月6日，保藏號(hào)CGMCC 1671，并附具存活性報(bào)告書；植物乳桿菌的保藏日期2006年4月17日，保藏號(hào)CGMCC 1678，并附具存活性報(bào)告書。
為探討通氣程度對(duì)紅茶菌成熟的影響，設(shè)計(jì)了一組實(shí)驗(yàn)，取7只500mL的三角瓶，每只裝糖茶液200mL，接種量5％，25℃培養(yǎng)，設(shè)置不同的振蕩速率(轉(zhuǎn)/分，rpm)，4天后測(cè)定產(chǎn)酸量，結(jié)果見圖2。從圖中可以明顯看出隨著振蕩速率的增加，通氣量增加，產(chǎn)酸量明顯增加。顯然，加強(qiáng)通氣可以促進(jìn)紅茶菌的成熟。
在現(xiàn)代發(fā)酵工業(yè)中采用強(qiáng)制通氣的方法培養(yǎng)好氣微生物。在乙醇發(fā)酵工業(yè)中采用酵母菌進(jìn)行生產(chǎn)，但是酵母菌是兼性厭氧微生物，因此常用的工藝分成兩個(gè)階段。在第一階段采用強(qiáng)制通氣，快速增殖酵母菌；到第二階段，停止通氣，造成無氧狀態(tài)，使酵母菌進(jìn)入乙醇發(fā)酵狀態(tài)，大量產(chǎn)生乙醇。由此可見生長(zhǎng)需要通氣和厭氣產(chǎn)生乙醇是一對(duì)矛盾。在紅茶菌的體系中還存在另一個(gè)重要的微生物——醋酸菌，醋酸菌是嚴(yán)格好氣微生物。由于醋酸菌的存在，快速消耗培養(yǎng)液中氧氣，給酵母菌造成了適合的低溶氧環(huán)境，促進(jìn)酵母菌產(chǎn)生乙醇，巧妙地解決了上述矛盾。因此采用強(qiáng)制通氣的工藝可以快速生產(chǎn)紅茶菌。另一方面，在攪拌通氣培養(yǎng)中，醋酸菌不合成大量的菌膜，節(jié)約了原料，所以即使采用強(qiáng)制通氣工藝來培養(yǎng)紅茶菌，快速產(chǎn)酸，在發(fā)酵終止時(shí)pH降至大約2.5，酵母菌也不再能夠進(jìn)行乙醇發(fā)酵，也只消耗了約一半的原料糖，發(fā)酵液仍具有酸、甜、醇、香的特征。
采用大型發(fā)酵罐生產(chǎn)紅茶菌時(shí)，可以調(diào)控兩種主要參數(shù)來控制優(yōu)化工藝，即調(diào)控空壓機(jī)通氣流量、改變攪拌速率；但關(guān)鍵的是要控制培養(yǎng)液中的溶氧水平。在發(fā)酵的早期，微生物總數(shù)量較低，對(duì)氧的需求量不大，但隨著微生物數(shù)量快速增加，對(duì)氧的需求迅速上升。為了防止不能及時(shí)調(diào)整供氧量，在早期也應(yīng)該提高通氣量，雖然這樣有點(diǎn)浪費(fèi)，卻可以保證氧的供給。在發(fā)酵的晚期，醋酸菌對(duì)氧的消耗液開始下降，可以適當(dāng)調(diào)低溶氧量。


圖1為靜止培養(yǎng)條件下紅茶菌中各種參數(shù)的變化圖，圖2為通氣促進(jìn)紅茶菌成熟振蕩轉(zhuǎn)速對(duì)產(chǎn)酸的影響圖，圖3振蕩培養(yǎng)促進(jìn)紅茶菌的成熟實(shí)例圖，圖4為發(fā)酵罐中紅茶菌發(fā)酵液的主要參數(shù)。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖，通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地說明。
實(shí)施例1采用純菌組合工業(yè)化強(qiáng)制通氣快速生產(chǎn)紅茶菌的工藝方法，包括下述工藝步驟(1)、糖茶液的配制取原料茶葉3～10g，糖30～100g，水1000mL，用沸水沖泡茶葉和糖，保持微沸1～10min，靜置使茶葉沉淀，取上清液，分裝150mL/250mL三角瓶，108℃～121℃滅菌處理10～25min，備用。
糖茶液配方中的茶葉為綠茶、或紅茶、或?yàn)觚埐?、或茶末、或各類茶葉提取物、或幾種茶葉的混合物。
糖茶液配方中的糖為紅糖、或白糖、或冰糖、或蔗糖、或葡萄糖、或飴糖、或蜂蜜，或者任意幾種糖類的混合物。
(2)、分別制取釀酒酵母菌、木醋酸菌液體菌液A、釀酒酵母菌液體菌液的制取用接種環(huán)從葡萄糖酵母膏(GYC)固體培養(yǎng)基斜面菌種取一環(huán)純化的釀酒酵母菌菌苔至滅菌后冷卻的裝有葡萄糖酵母膏GYC液體培養(yǎng)基的試管中，置于25℃～35℃的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)3～7天；得釀酒酵母菌液體菌液。
B、木醋酸菌液體菌液的制取用接種環(huán)從葡萄糖酵母膏(GYC)固體培養(yǎng)基斜面菌種取一環(huán)純化的木醋酸菌菌苔至滅菌后冷卻的裝有葡萄糖酵母膏GYC液體培養(yǎng)基的試管中，置于25℃～35℃的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)3～7天；得木醋酸菌液體菌液。
上述葡萄糖酵母膏GYC液體培養(yǎng)基的配方為糖50～100g，酵母膏5～10g，碳酸鈣(CaCO3)15～30g，水1000mL。
(3)、混合液體菌種的制取用無菌移液器分別取釀酒酵母菌液體菌液、木醋酸菌液體菌液至無菌的100-200ml糖茶液中，接種比例為5％-10％，將接種后糖茶液置于振蕩培養(yǎng)器中，25℃～35℃，培養(yǎng)2～6天；得混合液體菌種；定時(shí)取樣測(cè)定主要參數(shù)，6天后紅茶菌基本成熟，結(jié)果見圖3。
從圖3明顯看出在振蕩培養(yǎng)方式下，紅茶菌的成熟時(shí)間大大加快，6天就基本成熟(靜止培養(yǎng)是16天)。與圖2顯示的靜止培養(yǎng)參數(shù)相比較，釀酒酵母菌的數(shù)量達(dá)到3*107/mL，約是靜止培養(yǎng)水平的6倍；木醋酸菌也增加了約2倍。發(fā)酵終止時(shí)，總酸量提高到9.2g/mL，殘?zhí)?6g/mL?？梢娫趶?qiáng)制通氣條件下，糖的消耗降低，總酸上升，發(fā)酵周期縮短。發(fā)酵液經(jīng)品嘗，具有典型的紅茶菌風(fēng)味。多批次試驗(yàn)獲得很好的重復(fù)結(jié)果，如果提高攪拌轉(zhuǎn)速，可以縮短發(fā)酵周期。
(4)、強(qiáng)制通氣生產(chǎn)紅茶菌A、制備一級(jí)種子液，在2000mL的三角瓶中裝600mL糖茶液，按5％的比例接種混合菌液，在28℃振蕩培養(yǎng)，轉(zhuǎn)速150rpm，時(shí)間36小時(shí)～48小時(shí)；B、制備二級(jí)種子液，采用30L自動(dòng)發(fā)酵罐，加進(jìn)20L的糖茶液，原位滅菌；待培養(yǎng)液冷卻至28℃，按5％的比例接種一級(jí)種子液；攪拌轉(zhuǎn)速100～150rpm，溫度28℃，通氣30L～40L/min，罐壓0.02～0.04MPa；添加高碳醇脂肪酸酯類消泡劑0.01～0.1g/L；溶氧值前12小時(shí)不低于60％，中期12～30小時(shí)，80～95％，后期24～40小時(shí)不低于80％；C、進(jìn)0.5噸罐發(fā)酵，裝液0.35噸，技術(shù)參數(shù)攪拌轉(zhuǎn)速100～150rpm，溫度28℃，通氣(按發(fā)酵液體積)1.5倍～2倍/min，罐壓0.02～0.04MPa；添加高碳醇脂肪酸酯類消泡劑0.01～0.1g/L；溶氧值前12小時(shí)不低于60％，中期12～48小時(shí)，80～95％，后期48～72小時(shí)不低于80％；強(qiáng)制通風(fēng)為通過空壓機(jī)通入無菌空氣、或通入無菌純氧氣。
D、發(fā)酵周期，72小時(shí)結(jié)束發(fā)酵；發(fā)酵液主要參數(shù)見圖4。
從圖4可以看出，采用發(fā)酵罐強(qiáng)制通氣的措施，提高了發(fā)酵罐中的溶氧值，加快了紅茶菌的成熟，大幅度縮短了發(fā)酵周期。
采用不同技術(shù)措施培養(yǎng)紅茶菌的主要技術(shù)參數(shù)見圖4，從表中可以看出采用強(qiáng)制通氣的技術(shù)可以在工業(yè)規(guī)模取得很好的技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)效益。
本發(fā)明工藝可以實(shí)行四級(jí)、五級(jí)放大，直至在100噸以上的發(fā)酵罐中進(jìn)行生產(chǎn)。
實(shí)施例2采用純菌組合工業(yè)化強(qiáng)制通氣快速生產(chǎn)紅茶菌的工藝方法中，第一步糖茶液的配制同實(shí)施例1，第二步分別制取釀酒酵母菌、木醋酸菌和植物乳桿菌液體菌液A、釀酒酵母菌液體菌液的制取用接種環(huán)從葡萄糖酵母膏(GYC)固體培養(yǎng)基斜面菌種取一環(huán)純化的釀酒酵母菌菌苔至滅菌后冷卻的裝有葡萄糖酵母膏GYC液體培養(yǎng)基的試管中，置于25℃～35℃的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)3～7天；得釀酒酵母菌液體菌液。
B、木醋酸菌液體菌液的制取用接種環(huán)從葡萄糖酵母膏(GYC)固體培養(yǎng)基斜面菌種取一環(huán)純化的木醋酸菌菌苔至滅菌后冷卻的裝有葡萄糖酵母膏GYC液體培養(yǎng)基的試管中，置于25℃～35℃的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)3～7天；得木醋酸菌液體菌液。
C、植物乳桿菌液體菌液的制取用接種環(huán)從植物乳桿菌培養(yǎng)基LP斜面菌種取一環(huán)純化的植物乳桿菌菌苔至滅菌后冷卻的裝有植物乳桿菌培養(yǎng)基LP液體培養(yǎng)基的試管中，置于25℃～30℃的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)3～7天；得植物乳桿菌液體菌液。
植物乳桿菌培養(yǎng)基LP液體培養(yǎng)基的配方葡萄糖20g，酵母膏3g，蛋白胨2g，硫酸銨[(NH4)2SO4]1g，磷酸氫二鉀[K2HPO4]0.4g，氯化鈉[NaCl]10g，碳酸鈣[CaCO3]1g，瓊月脂20g，pH7。
第三步制備混合液體菌種用無菌移液器分別取釀酒酵母菌液體菌液、木醋酸菌液體菌液和植物乳桿菌液體菌液至無菌的100-150ml糖茶液中，接種比例為5％～10％，將接種后糖茶液置于振蕩培養(yǎng)器中，50-200rpm，25℃～35℃，培養(yǎng)2～6天；得混合液體菌種。
第四步強(qiáng)制通氣生產(chǎn)紅茶菌A、制備一級(jí)種子液，在1000mL的三角瓶中裝150-250mL糖茶液，按5％的比例接種混合菌液，在28～35℃振蕩培養(yǎng)，轉(zhuǎn)速50-100rpm，時(shí)間24小時(shí)～72小時(shí)；得一級(jí)液體種子液；
B、制備二級(jí)種子液，采用30L自動(dòng)發(fā)酵罐，加進(jìn)20L的糖茶液，原位滅菌；待培養(yǎng)液冷卻至28℃，按5％的比例接種一級(jí)種子液；攪拌轉(zhuǎn)速100～200rpm，溫度28～35℃，通氣30L～40L/min，罐壓0.02～0.04MPa；添加高碳醇脂肪酸酯類消泡劑0.01～0.1g/L；溶氧值前12小時(shí)不低于60％，中期12～30小時(shí)，80～95％，后期24～40小時(shí)不低于80％；C、進(jìn)0.5噸罐發(fā)酵，裝液0.35噸，技術(shù)參數(shù)攪拌轉(zhuǎn)速50～200rpm，溫度35℃，通氣(按發(fā)酵液體積)1.5倍～2倍/min，罐壓0.02～0.04MPa；添加高碳醇脂肪酸酯類消泡劑0.01～0.1g/L；溶氧值前12小時(shí)不低于60％，中期12～48小時(shí)，80～95％，后期48～72小時(shí)不低于80％；強(qiáng)制通風(fēng)為通過空壓機(jī)通入無菌空氣、或通入無菌純氧氣。
在天然紅茶菌中也存在一些乳酸菌，如植物乳桿菌，但植物乳桿菌對(duì)于紅茶菌的成熟貢獻(xiàn)卻不大，植物乳桿菌只是由于耐酸、也產(chǎn)生風(fēng)味性的化合物才得到人們的認(rèn)可?？梢愿鶕?jù)需要來選擇植物乳桿菌菌種。
權(quán)利要求
1.采用純菌組合工業(yè)化強(qiáng)制通氣快速生產(chǎn)紅茶菌的工藝方法，其特征在于包括下述工藝步驟(1)、糖茶液的配制取原料茶葉3～10g，糖30～100g，水1000mL，用沸水沖泡茶葉和糖，保持微沸1～10min，靜置使茶葉沉淀，取上清液，分裝150mL/250mL三角瓶，108℃～121℃滅菌處理10～25min，備用；(2)、分別制取釀酒酵母菌、木醋酸菌液體菌液A、釀酒酵母菌液體菌液的制取用接種環(huán)從葡萄糖酵母膏(GYC)固體培養(yǎng)基斜面菌種取一環(huán)純化的釀酒酵母菌菌苔至滅菌后冷卻的裝有葡萄糖酵母膏GYC液體培養(yǎng)基的試管中，置于25℃～35℃的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)3～7天；得釀酒酵母菌液體菌液；B、木醋酸菌液體菌液的制取用接種環(huán)從葡萄糖酵母膏(GYC)固體培養(yǎng)基斜面菌種取一環(huán)純化的木醋酸菌菌苔至滅菌后冷卻的裝有葡萄糖酵母膏GYC液體培養(yǎng)基的試管中，置于25℃～35℃的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)3～7天；得木醋酸菌液體菌液；(3)、混合液體菌種的制取用無菌移液器分別取釀酒酵母菌液體菌液、木醋酸菌液體菌液至無菌的100-200ml糖茶液中，接種比例為5％-10％，將接種后糖茶液置于振蕩培養(yǎng)器中，50-200rpm，25℃～35℃，培養(yǎng)2～5天；得混合液體菌種；(4)、強(qiáng)制通氣生產(chǎn)紅茶菌A、一級(jí)液體種子液的制備將混合液體菌種按5％的比例接進(jìn)滅菌后的糖茶液中，裝液量150～250mL/1000mL三角瓶，溫度20℃～35℃、50～200rpm振蕩培養(yǎng)1～3天，得一級(jí)液體種子液；B、二級(jí)液體種子液的制備將一級(jí)液體種子液按5％的比例接進(jìn)滅菌后的糖茶液中，裝液量1000mL/5000mL三角瓶，溫度20℃～35℃、50～200rpm振蕩培養(yǎng)2～3天，得二級(jí)液體種子液；C、50L發(fā)酵罐培養(yǎng)將二級(jí)液體種子液按5％的比例接進(jìn)滅菌后的裝有糖茶液的發(fā)酵罐中，強(qiáng)制通風(fēng)，維持溶氧60～100％，維持罐壓0.02～0.05MPa，溫度20℃～35℃、50～200rpm振蕩培養(yǎng)2～4天；當(dāng)總糖降至10～25g/L、總酸升至6～10g/L，pH2.5～3.0，結(jié)束發(fā)酵，得紅茶菌液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用純菌組合工業(yè)化強(qiáng)制通氣快速生產(chǎn)紅茶菌的工藝方法，其特征在于所述糖茶液中的茶葉為綠茶、紅茶、烏龍茶、茶末、各類茶葉提取物、幾種茶葉的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用純菌組合工業(yè)化強(qiáng)制通氣快速生產(chǎn)紅茶菌的工藝方法，其特征在于所述糖茶液配方中的糖為紅糖或白糖或冰糖或蔗糖或葡萄糖或飴糖或蜂蜜，或者任意幾種糖類的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用純菌組合工業(yè)化強(qiáng)制通氣快速生產(chǎn)紅茶菌的工藝方法，其特征在于葡萄糖酵母膏GYC液體培養(yǎng)基的配方糖50～100g，酵母膏5～10g，碳酸鈣15～30g，水1000mL。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用純菌組合工業(yè)化強(qiáng)制通氣快速生產(chǎn)紅茶菌的工藝方法，其特征在于所述強(qiáng)制通風(fēng)為通過空壓機(jī)通入無菌空氣、或通入無菌純氧氣。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用純菌組合工業(yè)化強(qiáng)制通氣快速生產(chǎn)紅茶菌的工藝方法，其特征在于所述強(qiáng)制通氣生產(chǎn)紅茶菌的C步驟中可以適當(dāng)添加消泡劑，乳化硅油0.01～0.2g/L，或適量的高碳醇脂肪酸酯復(fù)合物。
全文摘要
本發(fā)明涉及工業(yè)化生產(chǎn)紅茶菌的工藝方法。所要解決的問題是提供一種采用木醋酸菌和釀酒酵母菌純菌種進(jìn)行組合、采用強(qiáng)制通氣快速生產(chǎn)紅茶菌的工藝方法。特點(diǎn)是包括四個(gè)步驟，1.制備糖茶液，2.分別制取釀酒酵母菌、木醋酸菌液體菌液，3.制備混合液體菌種，4.通過一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)逐級(jí)擴(kuò)大培養(yǎng)，利用強(qiáng)制通氣的技術(shù)快速發(fā)酵生產(chǎn)紅茶菌，在60～80小時(shí)內(nèi)發(fā)酵結(jié)束，獲得典型的紅茶菌原液。依據(jù)該工藝生產(chǎn)的紅茶菌質(zhì)量穩(wěn)定、富含各類營養(yǎng)物質(zhì)，可以以此為基質(zhì)調(diào)配制成各類保健食品、飲料，產(chǎn)生良好的保健效果。
文檔編號(hào)C12N1/16GK1935976SQ20061004046
公開日2007年3月28日 申請(qǐng)日期2006年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月16日
發(fā)明者唐欣昀 申請(qǐng)人:安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)