一种燕麦发酵提取物制备过程的监测方法技术

本申请提供了一种燕麦发酵提取物制备过程的监测方法，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；其中，采用电子鼻对好氧发酵过程中发酵罐的尾气中的氧消耗速率、溶氧浓度和乙醇浓度进行监测和调控，以控制发酵液中乙醇生成浓度不高于310ppm。本申请通过实时反馈控制补糖速率来控制乙醇积累的方法，实现了燕麦双菌发酵过程中补糖速率与乙醇含量的在线精确控制，当控制乙醇在特定含量范围下，能够显著促进燕麦发酵提取物中氨基酸、谷胱甘肽、总酚、皂苷及黄酮等组分的含量。皂苷及黄酮等组分的含量。皂苷及黄酮等组分的含量。

【技术实现步骤摘要】
一种燕麦发酵提取物制备过程的监测方法


[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监测方法，以及利用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]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。为了促进燕麦提取物中功效成分的合成，将燕麦进行益生菌发酵制备燕麦发酵提取物，这样不仅可以提升燕麦中的功效成分的溶出度，还可得到益生菌分泌或胞内合成的功效代谢物。
[0004]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，然而在该方法中，由于供氧水平、补糖速率、菌体呼吸代谢、溶氧浓度的变化都会引起乙醇浓度的生成和积累，乙醇浓度的合成及积累进而反馈抑制了酿酒酵母胞内氨基酸和谷胱甘肽含量的积累，因此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

[0005]为了解决上述问题，本申请旨在建立燕麦发酵过程中乙醇含量实时动态检测，以及与补糖速率、溶氧浓度、设备搅拌转速等之间的反馈控制模型，用于燕麦发酵提取物的制备过程乙醇含量的精确控制，提升燕麦发酵提取物中组分的含量。一种气体传感器在线检测并反馈补糖速率的燕麦发酵提取物制备方法。
[0006]一方面，本申请提供了一种燕麦发酵提取物制备过程的监测方法，所述方法包括：
[0007]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；
[0008]其中，对好氧发酵过程中发酵罐的尾气中的氧消耗速率、溶氧浓度和乙醇浓度进行监测和调控，以控制发酵液中乙醇生成浓度不高于310ppm。
[0009]进一步地，进行监测和调控的方法包括：
[0010]当监测到乙醇浓度＞310ppm时，如果溶氧浓度＜40％且氧消耗速率＜60mmol/L/h，则增加转速，否则暂停补糖；
[0011]当监测到乙醇浓度＜310ppm时，
[0012]如果溶氧浓度＜40％且氧消耗速率＞60mmol/L/h，则降低补糖，
[0013]如果溶氧浓度＞50％且氧消耗速率＞60mmol/L/h，则降低转速，
[0014]如果溶氧浓度＜40％且氧消耗速率＜60mmol/L/h，则增加转速，
[0015]否则增加补糖。
[0016]进一步地，采用电子鼻对经过除水处理后的发酵罐尾气进行检测。
[0017]进一步地，所述好氧发酵过程中，控制发酵液的溶氧浓度不低于45％，残糖不高于0.5g/L，氧消耗速率在60
±
4.5mmol/L/h。
[0018]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，
[0019]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，
[0020]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％。
[0021]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。
[0022]进一步地，所述双歧杆菌菌液和/或所述酵母菌菌液采用二级种子培养获得。
[0023]进一步地，所述燕麦发酵培养液的制备方法包括：
[0024]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；
[0025]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％。
[0026]进一步地，所述步骤一中厌氧发酵的步骤包括：
[0027]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。
[0028]进一步地，所述步骤二中好氧发酵的步骤包括：
[0029]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。
[0030]另一方面，本申请还提供了上述方法制备获得的燕麦发酵提取物，所述燕麦发酵提取物中，氨基酸含量不低于2000mg/L，谷胱甘肽含量不低于1500mg/L，黄酮含量不低于150mg/L。
[0031]可以理解的是，本申请所述“电子鼻”又称为气味扫描仪，采用的是现有技术中提供的电子鼻检测设备及系统。该设备为多通道检测装置，可同时对多台发酵罐进行在线检测，监测得到的信号转换成电压数值信号后，进入数据采集和分析系统。其工作原理为：电子鼻含有16个气敏传感器，这些传感器的敏感膜材料是半导体氧化物SnO2，当待测气体与陶瓷膜接触时，涂在陶瓷膜表面的SnO2敏感膜的电阻随着待测气体的种类和浓度的不同而变化。当空气掠过敏感膜表面时，空气中的氧气与敏感膜中游离的负电子通过电子亲和力结合，形成一个势垒，这个势垒会导致气敏传感器的电阻变大，一般会达到几万到几十万欧姆。当待测气体经过敏感膜表面时，还原性气体的自由电子与O2结合，使势垒减小，导致气敏传感器的电阻变小。根据欧姆定律，在电压保持不变的情况下，与传感器串联的电阻两端的电压会随电阻变化而发生改变。
[0032]通过本申请能够带来如下有益效果：
[0033]1、本申请提供的燕麦发酵提取物制备过程的监测方法，采用向燕麦底物中先接种双歧杆菌进行厌氧发酵，再以完成厌氧发酵的发酵液作为新的底物接种酵母菌进行好氧发酵的方式处理燕麦，并在利用酵母菌进行好氧发酵的过程中，利用电子鼻对尾气中的乙醇浓度进行在线检测，实时反馈乙醇浓度，并通过数据采集和分析系统对乙醇浓度进行多种方式的调控，实验表明，电子鼻在线测定的乙醇含量与离线气相测定的结果有很好的相关性，电子鼻可用于燕麦发酵过程培养液中乙醇含量的在线检测；
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【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监测方法，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；其中，对好氧发酵过程中发酵罐的尾气中的氧消耗速率、溶氧浓度和乙醇浓度进行监测和调控，以控制发酵液中乙醇生成浓度不高于310ppm。2.根据权利要求1所述的燕麦发酵提取物制备过程的监测方法，其特征在于，进行监测和调控的方法包括：当监测到乙醇浓度＞310ppm时，如果溶氧浓度＜40％且氧消耗速率＜60mmol/L/h，则增加转速，否则暂停补糖；当监测到乙醇浓度＜310ppm时，如果溶氧浓度＜40％且氧消耗速率＞60mmol/L/h，则降低补糖，如果溶氧浓度＞50％且氧消耗速率＞60mmol/L/h，则降低转速，如果溶氧浓度＜40％且氧消耗速率＜60mmol/L/h，则增加转速，否则增加补糖。3.根据权利要求1所述的燕麦发酵提取物制备过程的监测方法，其特征在于，采用电子鼻对经过除水处理后的发酵罐尾气进行检测。4.根据权利要求1所述的燕麦发酵提取物制备过程的监测方法，其特征在于，所述好氧发酵过程中，控制发酵液的溶氧浓度不低于45％，残糖不高于0.5g/L，氧消耗速率在60
±
4.5mmol/L/h。5.根据权利要求1所述的燕麦发酵提取物制备过程的监测方法，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％
‑
16％。6.根据权利要求5所述的燕麦发酵提取物制备过程的监测方法，其特征在于，所述双歧杆菌采用金...

【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：