申请日2015.07.29
公开(公告)日2015.10.21
IPC分类号C12N1/20; C12R1/25; C12P21/00
摘要
本发明公开了一种利用盐渍蔬菜废水生产乳酸菌剂和细菌素的方法，包括预处理、离心分离、调配发酵、制备乳酸菌剂及回收细菌素等生产步骤。本发明操作简单、生产成本低、生态环保、能耗低及附加值高，具有重要的经济价值及环保价值。本发明的有益效果是：乳酸菌细胞得率较高，得到的乳酸菌细菌素对大肠埃希氏菌、肠沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、单增李斯特氏菌具有显著的抑制作用，在酸性环境下其抑菌效果更加显著。
权利要求书
1.一种利用盐渍蔬菜废水生产乳酸菌剂和细菌素的方法，其特征在于，它包括以下步骤：
S1. 将发酵成熟的盐渍蔬菜废水收集于调节沉淀池中，沉淀24～48 h，然后经所述调节沉淀池底的过滤网进行粗过滤，经活性炭除臭后得到盐渍发酵细胞悬浮液;
S2. 将所述发酵细胞悬浮液置于离心机中离心1～5 min，其转速为4000～8000 rpm，得到澄清液;
S3. 将葡萄糖、酵母抽提物和碳酸钙加入到步骤S2得到的澄清液中进行调配，所得调配液于100～150℃下杀菌10～30 min;
S4. 将步骤S3杀菌后的调配液按照1～5%的接种量接种植物乳杆菌进行发酵，发酵过程中采用碳酸钙或熟石灰调节发酵液pH至5.0～7.0，控制温度为25～35℃，当发酵液中乳酸菌细胞浓度OD600值达到1.0～2.0时保持平衡2～4 d;
S5. 将步骤S4平衡后的发酵液置于离心机中离心1～5 min，其转速为20000～40000 rpm，收集沉淀得到乳酸菌细胞，分离的上清液备用;
S6. 向所述乳酸菌细胞中添加5～10%的海藻糖，混合均匀后冻干，得到乳酸菌剂;
S7. 将步骤S5分离得到的上清液采用质量浓度为40～60%的饱和硫酸铵溶液进行沉淀，将沉淀物经超滤膜过滤，收集滤液并进行冷冻干燥得到乳酸菌细菌素。
2.根据权利要求1所述的利用盐渍蔬菜废水生产乳酸菌剂和细菌素方法，其特征在于：所述盐渍蔬菜废水的盐度为1～9%，以葡萄糖计的还原糖为0.01～10%，4000 rpm离心9～11min后水溶液中以蛋白质计的总氮含量为0.01～10%，非盐可溶性固形物含量为0.01～10%，感官要求无腐臭、无异味、无黑变、和无霉花浮膜。
3.根据权利要求1所述的利用盐渍蔬菜废水生产乳酸菌剂和细菌素方法，其特征在于：所述过滤网的网孔为20～40目。
4.根据权利要求1所述的利用盐渍蔬菜废水生产乳酸菌剂和细菌素方法，其特征在于：步骤S3所述调配液以葡萄糖计的还原糖质量分数为1.0～3.0%，以蛋白质计的总氮含量为0.5～3.0%。
5.根据权利要求1所述的利用盐渍蔬菜废水生产乳酸菌剂和细菌素方法，其特征在于：所述酵母抽提物包括酵母粉和酵母膏。
说明书
一种利用盐渍蔬菜废水生产乳酸菌剂和细菌素的方法
技术领域
本发明涉及乳酸菌剂和细菌素的制备方法，特别是涉及一种利用盐渍蔬菜废水生产乳酸 菌剂和细菌素的方法。
背景技术
泡菜古称葅，是指为了长时间存放而经过发酵的蔬菜。一般来说，只要是纤维丰富的蔬 菜或水果，都可以制成泡菜，比如卷心菜、大白菜、红萝卜、白萝卜、大蒜、青葱、小黄瓜、 洋葱、高丽菜等。蔬菜在经过腌渍及调味之后，有种特殊的风味，很多人会将其当作一种常 见的配菜食用。泡菜的主要生产过程如下：将收取的新鲜蔬菜(萝卜、酱腌菜、莴笋等)首 先进行清洗(会产生部分废水)，清洗干净后送入盐渍池浸渍(会产生部分废水，即盐渍水)， 大约浸渍10～20h后送入切菜机，根据不同的要求将蔬菜切成块状或丝状，然后送入脱水车 间脱水(会产生部分废水，即脱盐水)，脱水后的各种蔬菜搅拌并加入各种调料，分装入袋， 然后抽真空封口，清洗外包装(会产生部分含盐废水)，即可装箱入库。
使用低浓度的盐水，或用少量食盐来腌渍各种鲜嫩的蔬菜，再经乳酸菌发酵，制成一种 带酸味的腌制品即泡菜，只要乳酸含量达到一定的浓度，并使产品隔绝空气，就可以达到久 贮的目的。每加工1吨酱腌菜产品可产生1.5～2吨盐渍蔬菜废水，按照我国酱腌菜500万吨 /年计算，我国盐渍蔬菜废水排放量达到1000万吨/年。盐渍蔬菜废水中含有大量的食盐、有 机酸、糖类、蛋白质、氨基酸、果胶、细菌素等成分。由于泡菜废水的高污染(COD、BOD、 SS)和高含盐量，在处理工艺上是不能采用生物降解，也不能采用絮凝沉淀等一般的物化处 理工艺。目前大部分情况下企业直接将盐渍蔬菜废水先加水稀释，再经过污水处理系统处理 后排放。这种处理方法不仅造成了资源的浪费，而且稀释处理法也大大加大了企业污水处理 的成本。更重要的是，我国环保法相关条款明确禁止稀释排放等可能干扰检测数据的做法。 因此，实现盐渍蔬菜废水的回收利用迫在眉睫。
申请号为CN200810046482.9的中国专利申请公开了一种盐渍泡菜盐水回收技术，该技术 将盐水浓缩后结晶，回收食盐和植物氨基酸。但是该方法存在能耗较高、产品附加值不高的 问题。此外，腌渍水中许多其他类成分如糖类、蛋白质、果胶、细菌素等功能成分并未得到 充分利用，而这类成分的排放进入污水处理系统，加大了废水处理难度，同时也是高附加值 资源的浪费。
申请号为CN201010279240.1的中国专利申请公开了一种盐渍蔬菜浓缩液的制备方法，将 盐渍蔬菜废水经过浓缩后制备出浓缩液，再将浓缩液用于发酵制品中，有效利用了盐渍蔬菜 废水中的营养成分。但是该方法仍存在产品附加值不高的缺陷，且重复利用的盐渍蔬菜浓缩 液物质成分复杂，质量不稳定，其后续应用有很大的局限。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种利用盐渍蔬菜废水生产乳酸菌剂和细 菌素的方法，该方法可实现蔬菜盐渍发酵废水的综合利用，可生产出高附加值的细菌素、乳 酸菌剂产品。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种利用盐渍蔬菜废水生产乳酸菌剂和细菌素 的方法，它包括以下步骤：
S1.将发酵成熟的盐渍蔬菜废水收集于调节沉淀池中，沉淀24～48h，然后经所述调节沉淀 池底的过滤网进行粗过滤，所述滤网网孔为20～40目，经活性炭除臭后得到盐渍发酵细胞悬 浮液，所述盐渍蔬菜废水的盐度为1～9%，以葡萄糖计的还原糖为0.01～10%，4000rpm离 心9～11min后水溶液中以蛋白质计的总氮含量为0.01～10%，非盐可溶性固形物含量为 0.01～10%，感官要求无腐臭、无异味、无黑变、和无霉花浮膜;
S2.将所述发酵细胞悬浮液置于离心机中离心1～5min，其转速为4000～8000rpm，得 到澄清液;
S3.将葡萄糖、酵母抽提物和碳酸钙加入到步骤S2得到的澄清液中进行调配，所得调配 液于100～150℃下杀菌10～30min，所述酵母抽提物包括酵母粉和酵母膏，所述调配液以葡 萄糖计的还原糖质量分数为1.0～3.0%，以蛋白质计的总氮含量为0.5～3.0%;
S4.将步骤S3杀菌后的调配液按照1～5%的接种量接种植物乳杆菌进行发酵，发酵过程 中采用碳酸钙或熟石灰调节发酵液pH至5.0～7.0，控制温度为25～35℃，当发酵液中乳酸 菌细胞浓度OD600值达到1.0～2.0时保持平衡2～4d;
S5.将步骤S4平衡后的发酵液置于离心机中离心1～5min，其转速为20000～40000rpm， 收集沉淀得到乳酸菌细胞，分离的上清液备用;
S6.向所述乳酸菌细胞中添加5～10%的海藻糖，混合均匀后冻干，得到乳酸菌剂;
S7.将步骤S5分离得到的上清液采用质量浓度为40～60%的饱和硫酸铵溶液进行沉淀， 将沉淀物经超滤膜过滤，收集滤液并进行冷冻干燥得到乳酸菌细菌素。
本发明具有以下有益效果：
(1)本发明针对盐渍蔬菜废水中的不同成分生产乳酸菌剂和细菌素，采用微生物技术进 行转化并实现回收利用，减少了盐渍蔬菜废水的排放量及处理难度，在环境保护方面具有重 要价值;
(2)本发明实现了蔬菜盐渍发酵废水的综合利用，生产出高附加值的细菌素、乳酸菌剂 产品，实现了低能耗和高附加值，具有重要的经济价值;
(3)本发明得到的乳酸菌细菌素对大肠埃希氏菌、肠沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、单增 李斯特氏菌具有显著的抑制作用，应用前景广阔;
(4)酸性环境下，本发明细菌素抑菌效果能得到进一步加强;
(5)本发明操作简单、方便，成本低，适用于工业化大规模生产。