一种燕麦发酵提取物制备过程的精确控制方法技术

本申请提供了一种燕麦发酵提取物制备过程工艺的精确控制方法，包括：将燕麦依次进行厌氧发酵和好氧发酵，控制好氧发酵过程中溶氧不低于45％，并通过控制氧消耗速率控制所述好氧发酵的过程，具体包括：在好氧发酵的第一阶段控制氧消耗速率为30

【技术实现步骤摘要】
一种燕麦发酵提取物制备过程的精确控制方法


[0001]本申请涉及生物发酵
，具体涉及一种燕麦发酵提取物制备过程的精确控制方法，以及该方法制备获得的燕麦发酵提取物。

技术介绍

[0002]燕麦是禾本科草本植物，是我国重要的农作物之一。研究表明，燕麦具有良好的生物活性和药用价值，可用于食品、饲料、医药、化妆品和工业原料等方面。
[0003]作为一种功能性配料，燕麦中具有多种功能成分，例如蛋白质、不饱和脂类、维生素、多酚、生物碱、皂苷类等，还含有大量的抗氧化物，主要有谷胱甘肽、多酚类物质、植酸甾醇和维生素等。此外，燕麦中还含有大量的β
‑
葡聚糖，β
‑
葡聚糖具有抗老祛皱、促进角质层再生、伤口愈合、疤痕淡化、抗敏消炎等作用，目前是化妆品中常用的保湿成分之一。
[0004]然而，燕麦中所含有的上述活性物质广泛存在于种子颗粒中，并与淀粉和大分子蛋白等融合在一起，单纯的水提取效果非常差，尤其是其中的大分子淀粉和蛋白质的存在，降低了燕麦提取物作为化妆品原料的稳定性，并具有潜在的致敏性。
[0005]现有技术中为了更好的提取燕麦中的活性物质，通常采用酶解处理的方法，例如加入淀粉酶、蛋白酶等，但酶解后得到的提取物中分解得到的糊精和淀粉糖类物质难于分离出来，影响应用性能。申请人的在先申请提供了一种通过用菌发酵的方式提取燕麦提取物的方法，但通过该方法获得的燕麦提取物中各种活性成分的含量仍有待提高。

技术实现思路

[0006]为了解决上述问题，本申请旨在提供一种燕麦发酵提取物制备过程的精确控制方法，以在好氧发酵过程中进行精确的阶段性氧消耗速率水平优化。
[0007]一方面，本申请提供了一种燕麦发酵提取物制备过程的精确控制方法，所述方法包括：
[0008]以燕麦为发酵底物，先接种厌氧菌进行厌氧发酵，获得发酵液，再向所述发酵液中接种好氧菌进行好氧发酵，获得所述燕麦发酵提取物；
[0009]控制好氧发酵过程中溶氧不低于45％，并通过控制氧消耗速率控制所述好氧发酵的过程，具体包括：
[0010]在好氧发酵的第一阶段控制氧消耗速率为30
±
2.1mmol/L/h，
[0011]在好氧发酵的第二阶段控制氧消耗速率为45
±
2.2mmol/L/h，
[0012]在好氧发酵的第三阶段控制氧消耗速率为55
±
2.5mmol/L/h。
[0013]进一步地，所述第一阶段为好氧发酵开始后的第0
‑
16h，
[0014]所述第二阶段为好氧发酵开始后的第17
‑
32h，
[0015]所述第三阶段为好氧发酵开始后的第33
‑
48h。
[0016]进一步地，通过调整转速和补糖过程以控制氧消耗速率，具体包括：
[0017]在第一阶段控制转速为250
‑
300rpm，补糖流加速率为1
‑
2g/L/h；
[0018]在第二阶段控制转速为300
‑
360rpm，补糖流加速率为1
‑
3g/L/h；
[0019]在第三阶段控制转速为360
‑
400rpm，补糖流加速率为2.5
‑
3g/L/h。
[0020]进一步地，所述氧消耗速率利用尾气分析系统和数据采集分析系统获得；和/或，
[0021]所述有氧发酵培养至发酵液的OD600值不低于140。
[0022]进一步地，所述发酵底物采用含有质量浓度3％～5％燕麦的燕麦发酵培养液；和/或，
[0023]所述厌氧菌包括双歧杆菌，并采用OD600值大于8的双歧杆菌菌液，接种量8％
‑
11％；和/或，
[0024]所述好氧菌包括酵母菌，并采用OD600值大于100的酵母菌菌液，接种量14％
‑
16％。
[0025]进一步地，所述双歧杆菌采用金双歧杆菌Bifidobacterium HLXZ006，所述酵母菌采用酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae HLGJ4809。
[0026]进一步地，所述燕麦发酵培养液的制备方法包括：
[0027]将燕麦粉用纯化水分散后加热到100℃
‑
105℃糊化后，于82℃
‑
90℃下用液化酶200
‑
400U/L液化并添加辅料配制发酵培养基，120℃
‑
130℃下灭菌处理30分钟；
[0028]优选的，所述辅料含量包括：酵母浸粉0.4％
‑
0.6％，蛋白胨0.3％
‑
0.6％，磷酸氢二铵0.4％
‑
0.6％，消泡剂0.01％
‑
0.03％。
[0029]进一步地，所述步骤一中厌氧发酵的步骤包括：
[0030]向燕麦发酵培养液中通入无菌氮气并使溶氧浓度降到0.6％以下，将双歧杆菌接种到所述发酵培养基中，控制发酵温度37.5℃～38.5℃，pH 5.0～5.6，并通过补糖控制乳酸含量在不高于8g/L，发酵时长45～50小时；和/或，
[0031]所述步骤二中好氧发酵的步骤包括：
[0032]以已完成厌氧发酵的发酵液为底物，切换通入无菌空气并将溶氧达到饱和，接种酵母菌，控制发酵温度27℃～29℃，pH 5.8～6.0。
[0033]进一步地，所述方法还包括以下步骤：对完成好氧发酵的发酵液进行破壁匀浆处理，并用膜过滤；
[0034]优选的，所述破壁匀浆处理中控制温度不高于30℃，匀浆压力1400
‑
1500MPa，匀浆液浓缩至原体积的20％～25％，采用50～100纳米的膜进行过滤，得到所述燕麦发酵提取物。
[0035]另一方面，本申请还提供了采用上述方法获得的燕麦发酵提取物，所述燕麦发酵提取物中的氨基酸不低于3000mg/L，谷胱甘肽不低于1000mg/L，黄酮不低于70mg/L。
[0036]本申请提供的燕麦发酵提取物制备过程好氧阶段的供氧水平的精确控制方法，采用向燕麦经双歧杆菌厌氧发酵液中接种酵母菌进行的有氧发酵过程氧消耗速率水平的精准调控方法，获得的燕麦发酵提取物β
‑
葡聚糖、谷胱甘肽、氨基酸、总酚、皂苷和黄酮等含量显著提升。
[0037]其中，燕麦培养基厌氧发酵阶段选用益生菌双歧杆菌(Bifidobacterium)进行对增殖培养，形成有机酸类和氨基酸类代谢物，同时还能够分泌蛋白酶水解燕麦中的大分子蛋白成为寡肽。接下来通过酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae HLGJ4809)好氧发酵进一步提升燕麦发酵提取物中活性组分含量，制备高质量的燕麦发酵提取物。
[0038]在酵母好氧培养阶段，供氧水平的控制，严重影响着培养过程中酵母菌的生长速率、底物的消耗速率本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燕麦发酵提取物制备过程的精确控制方法，其特征在于，所述方法包括：以燕麦为发酵底物，先接种厌氧菌进行厌氧发酵，获得发酵液，再向所述发酵液中接种好氧菌进行好氧发酵，获得所述燕麦发酵提取物；控制好氧发酵过程中溶氧不低于45％，并通过控制氧消耗速率控制所述好氧发酵的过程，具体包括：在好氧发酵的第一阶段控制氧消耗速率为30
±
2.1mmol/L/h，在好氧发酵的第二阶段控制氧消耗速率为45
±
2.2mmol/L/h，在好氧发酵的第三阶段控制氧消耗速率为55
±
2.5mmol/L/h。2.根据权利要求1所述的燕麦发酵提取物制备过程的精确控制方法，其特征在于，所述第一阶段为好氧发酵开始后的第0
‑
16h，所述第二阶段为好氧发酵开始后的第17
‑
32h，所述第三阶段为好氧发酵开始后的第33
‑
48h。3.根据权利要求1所述的燕麦提取物制备过程的精确控制方法，其特征在于，通过调整转速和补糖过程以控制氧消耗速率，具体包括：在第一阶段控制转速为250
‑
300rpm，补糖流加速率为1
‑
2g/L/h；在第二阶段控制转速为300
‑
360rpm，补糖流加速率为1
‑
3g/L/h；在第三阶段控制转速为360
‑
400rpm，补糖流加速率为2.5
‑
3g/L/h。4.根据权利要求1所述的燕麦提取物制备过程的精确控制方法，其特征在于，所述氧消耗速率利用尾气分析系统和数据采集分析系统获得；和/或，所述有氧发酵培养至发酵液的OD
600
值不低于140。5.根据权利要求1所述的燕麦提取物制备过程的精确控制方法，其特征在于，所述发酵底物采用含有质量浓度3％～5％燕麦的燕麦发酵培养液；和/或，所述厌氧菌包括双歧杆菌，并采用OD
600
值大于8的双歧杆菌菌液，接种量8％
‑
11％；和/或，所述好氧菌包括酵母菌，并采用OD
600
值大于100的酵母菌菌液，接种量14％<...

【专利技术属性】
技术研发人员：亓云吉，
申请(专利权)人：山东花物堂生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：