生物纤维素凝胶培养基及用其制备的生物纤维素凝胶产品

摘要

本发明涉及一种生物纤维素凝胶培养基，其中包含了螺旋藻培养液。该螺旋藻培养液是通过用粘度提高的液体培养基，在光照充足、温度为20-35℃的条件下培养螺旋藻3-10天制备的。本发明通过螺旋藻的光合作用，提高了生物纤维素凝胶培养基中的溶氧量，静态培养时，能够延迟生物纤维素产生菌缺氧的时刻，提高生物纤维素凝胶的产量和品质。用生物纤维素凝胶包裹螺旋藻，还可以有效避免螺旋藻的氧化，避免营养成分的损失和变色，并利用螺旋藻的多种保健功效进一步提升产品商业价值，并获得良好的绿色外观。

说明书

技术领域

本发明涉及生物纤维素产品的制备，特别涉及一种生物纤维素凝胶培养基、用该培养基制备的生物纤维素凝胶产品，以及该产品在食品领域中的应用。

背景技术

生物纤维素（Biocellulose），又被称为细菌纤维素，其是由醋酸菌属的微生物，如木醋杆菌等发酵制成的纤维素产品。目前多以废弃物，如椰子水、菠萝皮汁等作为原料，因此其成本低廉。得到的产品中含有高达95%以上的水分，因此又被称为生物纤维素水凝胶。目前国内的细菌纤维素产品主要作为膳食纤维添加于食品中，向人体提供保健功能。目前，生物纤维素凝胶产品的制备方法主要包括静态培养法和动态培养法。静态培养法由于随着生物纤维素凝胶在液体培养基表面的生成，其隔绝了空气，导致好氧的生物纤维素产生菌在缺氧的环境下无法继续生长繁殖，导致单次生产的产量有限，生产效率也相对较低；动态培养法是通过机械搅拌或震荡来提高液体培养基中的溶氧量，但是由于液体培养基在不断搅动，导致生成的生物纤维素凝胶产品中的网状空间结构相对松散，这大大影响了生物纤维素凝胶产品的机械性能、口感、持水能力等，因此在实际生产中并不常用。目前常用的生物纤维素凝胶培养基主要分为以下几类，一是天然产物直接作为培养基，例如椰子水、废糖蜜、啤酒糟等农业废弃物；二是人工配置培养基，其使用常规的碳源（如葡萄糖、蔗糖等）、氮源（蛋白胨、酵母提取物、牛肉膏等）和无机盐（如镁、钙等）配制而成；三是以天然产物为主要成分，额外加入一些营养成分配制而成的。但是现在的这三类培养基都仅仅考虑的是其为生物纤维素凝胶产生菌提供营养的作用，并不能解决生物纤维素凝胶培养到一定阶段就会由于缺氧而无法生长并降低生物纤维素凝胶产生质量，从而降低口感品质的问题。

螺旋藻是一类低等生物，由单细胞或多细胞组成的丝状体，是一种可生长于淡水和海水中的古老光合自养型微藻，其能够通过光合作用产生氧气。且螺旋藻还具有降低胆固醇、调节血糖、增强免疫力、保护肠胃、补铁、抗辐射等多种保健用途，是一种能直接供人们食用的良好保健食品原料。

发明内容

针对上述问题，本发明首先提供了一种生物纤维素凝胶培养基，其中包含了螺旋藻培养液。

本发明中的生物纤维素凝胶培养基，其中还包含了碳源、氮源和无机盐。

本发明中的生物纤维素凝胶培养基，其是液态培养基。

本发明中的生物纤维素凝胶培养基，其pH值在5.5-7.5的范围，优选6.0-6.5。

本发明中的生物纤维素凝胶培养基，其中的螺旋藻培养液是通过用粘度提高的液体培养基培养螺旋藻制备的。所述粘度提高的液体培养基是通过向螺旋藻培养基中加入增稠剂获得的，所述增稠剂没有特别限制，常用的各种食品胶，如卡拉胶、果胶、黄原胶、瓜尔胶、刺槐豆胶、阿拉伯胶、明胶都可以使用，其用量为螺旋藻培养基重量的0.05-0.1wt%。所述粘度提高的液体培养基的pH值为8.5-10。

本发明中的生物纤维素凝胶培养基，其中的螺旋藻培养液是通过用粘度提高的液体培养基，在光照充足、温度为20-35℃的条件下培养螺旋藻3-10天制备的，优选在培养过程中，隔天用碳酸氢钠保持pH8-10，并补充尿素，尿素的补充量为培养基重量的0.001-0.01wt%。

本发明提供的生物纤维素凝胶培养基，其由下述方法制备：

1）制备粘度提高的螺旋藻培养基：向普通螺旋藻培养基中加入增稠剂，加入量为螺旋藻培养基重量的0.05-0.1wt%；

2）培养螺旋藻：向上述粘度提高的螺旋藻培养基中接种螺旋藻种子，在光照充足、温度为20-35℃的条件下培养螺旋藻3-10天，在培养过程中，隔天碳酸氢钠保持pH8-10，并补充尿素，尿素的补充量为培养基重量的0.001-0.01wt%，获得螺旋藻培养液；

3）生物纤维素凝胶培养基的制备：向上述螺旋藻培养液中加入碳源、氮源和无机盐，并调pH值至5.5-7.5，制得生物纤维素凝胶培养基。

上述向螺旋藻培养液中加入碳源、氮源和无机盐的量并没有严格的要求，螺旋藻培养液与碳源、氮源和无机盐的重量比可以为：1000：（25-40）：（10-20）：（5-10）。

本发明还提供一种用上述的生物纤维素凝胶培养基制备的、其中包裹有螺旋藻的生物纤维素凝胶产品，其是通过向上述的生物纤维素凝胶培养基中接种生物纤维素产生菌，在28-32℃下静态培养3-12天制备的。

上述的生物纤维素产生菌是木葡糖酸醋杆菌或木醋杆菌。

上述培养结束后，固液分离出生物纤维素凝胶产品后用稀碱液和去离子水反复洗涤生物纤维素凝胶产品。

本发明还提供了上述的生物纤维素凝胶产品在制备食品中的用途。上述的食品是饮料、乳制品、果冻产品、焙烤食品或肉制品。

本发明提供的生物纤维素凝胶培养基，其中包含了螺旋藻培养液，由于螺旋藻在生长时能够通过自身的光合作用释放氧气，因此能够使该螺旋藻培养液中的溶氧量大大提高，则包含螺旋藻培养液的生物纤维素凝胶培养基中的溶氧量也大大提高，用其静态制备生物纤维素凝胶产品时，能够延迟生物纤维素产生菌缺氧的时刻，从而提高生物纤维素凝胶的产量和品质。此外，制备的生物纤维素凝胶产品中包裹有具有多种保健效果的螺旋藻，进一步提升了产品价值，同时由于生物纤维素凝胶对螺旋藻的包裹，还可以有效避免螺旋藻的氧化，避免营养成分的损失和变色。螺旋藻还使生物纤维素凝胶产品具有清新的绿色，具有良好的外观品质。

具体实施方式

下面结合具体实施方式和对比实验来对本发明作进一步的说明，但是下文中的具体实施方法不应当被理解为对本发明的限制。本领域普通技术人员能够在本发明基础上显而易见地作出的各种改变和变化，应该均在本发明的范围之内。

实施例1：螺旋藻培养液的制备

向商购的液体螺旋藻培养基中加入0.07wt%的黄原胶，搅拌均匀后高温瞬时灭菌，冷却后调pH值至9，然后接入螺旋藻种子，采用透明培养容器，在光照充足、温度为20-35℃的条件下培养螺旋藻5天，制得螺旋藻培养液。

实施例2：生物纤维素凝胶培养基的制备

取实施例1中制备的螺旋藻培养液1L，加入葡萄糖30g、酵母提取物15g，硫酸镁3g、磷酸氢二钠3g，搅拌均匀后，用柠檬酸调pH值至6.0，制得生物纤维素凝胶培养基。

实施例3：生物纤维素凝胶的制备

取实施例2中制备的生物纤维素凝胶培养基，按8wt%的接种量接种木葡糖酸醋杆菌，在28-32℃下静态培养3-7天后，固液分离出生物纤维素凝胶产品后，再用稀碱液和去离子水反复洗涤得到包含螺旋藻的生物纤维素凝胶产品。

实施例4：包含螺旋藻的生物纤维素凝胶产品的应用

以实施例3中制备的包含螺旋藻的生物纤维素凝胶产品代替普通的生物纤维素凝胶产品，采用本领域的常规方法，制备包含生物纤维素凝胶产品的果汁饮料产品、果冻产品、酸奶产品、焙烤食品和肉制品。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。