技术领域
本发明属于食品领域，具体涉及一种可食用固定化酵母载体及其制备方法和应用。
背景技术
固定化酵母技术在酿酒产业中有很多游离酵母所不能及的优点，这种技术是利用物理、 化学等因素将细胞约束或限制在一定空间界限内，但细胞仍保留其催化活性，并具有能反复 或连续使用的活力。和游离细胞相比，固定化细胞提供了很多优势：高细胞密度或高细胞负 载量，缩短了反应时间，提高了单位体积的产量从而降低了成本费用，固定化细胞可以稳定 再生从而能够长时间的重复利用，形成连续过程后可提高洗脱率从而降低损失，提高底物利 用率，降低污染微生物的几率，简化过程设计，获得均一的产品以及提高细胞对最终产物的 忍耐力和保护细胞免受外界不受环境的影响。
一般天然固定化载体会选用自然界中大量存在，低成本且食品级的载体更加安全，这种 固定化方式比起一些利用化学物质制成的固定化载体是消费者能易于接受的也是更受欢迎 的。现在用于酵母固定化的可食用载体主要有一些以水果本身为材料的如无花果、红枣干、 葡萄果皮、水葫芦茎和甘蔗渣作为载体，以这些天然材料为载体固定酵母表现出很高的操作 稳定性，发酵速度明显高于游离细胞或其他商业化过程，为此开发出新材料的、酵母固定化 性能更优良的，安全性更高的，并且价格更低的食用级别的固定化载体是酿酒企业所希望看 到的。
发明内容
本发明提供了一种以面筋蛋白为原料的可食用固定化酵母载体及其制备方法。
本发明公开了面筋球作为酵母的固定化载体的应用，作为固定化载体的面筋球经烘烤、 灭菌处理。具体地，是用水和谷朊粉调和成面筋团，经发酵之后制成直径为1～2cm的面筋球， 放置烘箱烘烤之后置于干燥环境中灭菌。
本发明还公开了以面筋球为载体的固定化酵母，是以经烘烤、灭菌的面筋球为固定化载 体，将固定化载体浸泡于酿酒酵母菌种扩大培养而成的酵母悬浮液中，培养16～24h得到面 筋球固定化酵母。
进一步地，固定化载体通过下述方法制成：向温度为25～40℃的水中添加安琪活性干酵 母，安琪活性干酵母的添加量为谷朊粉质量的0.25％～0.35％，然后注入谷朊粉并调和成面 筋团，将面筋团于35～40℃发酵1～2h，发酵好的面筋团制成直径1.5～2cm的面筋球，放置 于104～108℃的烘箱中4～6小时后，置于干燥环境中灭菌备用。
本发明还公开了一种以面筋蛋白为原料固定化酵母发酵生产酒精的方法，包括如下步骤：
(1)制备酿酒酵母种子液，酵母菌种经扩大培养成酵母悬浮液；
(2)固定化载体的制备及预处理：向一定量温度为25～40℃的自来水中按添加安琪活 性干酵母，安琪活性干酵母的添加量为谷朊粉比例的0.25％～0.35％，然后注入谷朊粉并调 和成面筋团，将面筋团容器封盖置于温暖湿润的地方发酵1～2h，发酵好的面筋团从外表可以 看到有很多气孔。然后将面筋制成直径1.5～2cm的小球，放置105℃的烘箱中4～5小时后， 置于干燥环境中灭菌备用。
(3)固定化酵母的制备：将得到的灭菌后的面筋小球按重量比1:5～7的比例浸泡于酵 母浸出粉胨葡萄糖液体培养基，按比例接种酿酒酵母种子液后于28～30℃180rpm培养 16～20h得到酵母小球的固定化酵母，可用于制备果酒。
本发明与现有技术相比，以面筋蛋白为原料通过发酵和烘烤的过程制作出的可食用的固 定化酵母载体，对酵母有着良好的吸附性、相比于传统的游离酵母发酵过程具有发酵速度快、 发酵效率高的特点，同时在反复发酵过程中表现出具有一定的机械强度和操作稳定性，可以 在反复发酵中得以应用，制作这种载体的原材料来源广泛，并且食品级的载体更加安全。
附图说明
图1是游离酵母组与面筋球固定化酵母组在发酵过程中还原糖的含量的变化
具体实施方式
以下结合实施例，对本发明进一步说明：
实施例1、一种以面筋蛋白为原料的可食用载体固定化酵母生产山楂果酒的方法，包括 如下步骤：
(1)酿酒酵母种子液的制备：将酿酒酵母依次按照斜面、100ml摇瓶，200ml摇瓶进 行扩大培养制备酿酒酵母种子液。
(2)面筋小球的制备：将50mL35℃的温自来水中放入0.7g安琪活性干酵母，慢慢注 入200g谷朊粉并调和成面筋团，将面筋团容器封盖置于25℃温暖湿润的地方发酵1.5h，发 酵好的面筋团从外表可以看到有很多气孔。然后将面筋团制成直径为1.5cm的小球，放置 106℃的烘箱中5小时后，置于干燥无菌环境中备用。
(3)固定化酿酒酵母与游离酵母的制备：在无菌操作台将20g的面筋球置于一号瓶 250ml酵母浸出粉胨葡萄糖液体培养基中，同时准备二号瓶空白组即酵母浸出粉胨葡萄糖液 体培养基250ml和三号瓶20g面筋球置于250ml无菌水，向一号和二号瓶分别注入2μL酿 酒酵母种子液，三组瓶子28℃180rpm培养16h之后，分别将三组的液体培养基和无菌水 6000g、15min离心，称量酵母菌湿重和冲离下来面筋渣的湿重，固定在载体上的酵母重量 ＝-二号瓶离心后湿重-(一号瓶离心后湿重-三号瓶离心湿重)。
(4)山楂汁的制备：挑选新鲜无病虫害的山楂洗净，去籽，与水于80～85℃条件下进 行预煮浸泡10min,冷却打浆之后用果胶酶酶解，之后离心取上清液，进行成分调整，果料与 水重量比为1:2.5，添加白砂糖使糖度调整为30g/L。
(5)接种主发酵：将20g的固定化酵母接种到装有400g澄清山楂汁的广口烧瓶中，另 一游离酵母对照组添加与固定在载体上酵母菌同样湿重的游离酵母，在28℃下主发酵10天， 每两天测定发酵液中残留还原糖的含量，发酵结束后测定面筋球组酒精含量为11.5％(v/v)、 发酵液中还原糖的含量为17.83g/L，游离酵母组酒精含量为7.5％(v/v)、发酵液中还原糖 的含量为72.26g/L，发酵过程中发酵液还原糖含量变化如图1，可以看出面筋球固定化酵母 组的发酵速率快于游离酵母组，发酵效率较高。
实施案例2、一种以面筋蛋白为原料的可食用载体固定化酵母重复发酵山楂果酒的方法， 包括如下步骤：
(1)酿酒酵母种子液的制备：将酿酒酵母依次按照斜面、100ml摇瓶，200ml摇瓶进 行扩大培养制备酿酒酵母种子液。
(2)面筋小球的制备：将50mL30℃的温自来水中放入0.6g安琪活性干酵母，慢慢注 入200g谷朊粉并调和成面筋团，将面筋团容器封盖置于30℃温暖湿润的地方发酵1.2h，发 酵好的面筋团从外表可以看到有很多气孔。然后将面筋团捏成直径为1.7cm的小球，放置 107℃的烘箱中4.5小时后，置于干燥无菌环境中备用。
(3)楂汁的制备：挑选新鲜无病虫害的山楂洗净，去籽，与水于80～85℃条件下进行 预煮浸泡10min,打浆之后用果胶酶酶解，之后离心取上清液，进行成分调整，果料与水重量 比为1:2.5，添加白砂糖使糖度调整为30g/L。
(4)固定化酿酒酵母的制备：在无菌操作台20g的无菌面筋球置于250ml酵母浸出粉 胨葡萄糖液体培养基中于28℃180rpm培养16h。
(5)重复发酵：将20g的固定化酵母接种到装有400g澄清山楂汁的广口烧瓶中发酵， 第一批发酵结束之后立即将载体取出，再接入下一批发酵的果汁之中发酵，每批结束后测定 残留还原糖的含量与酒精含量，结果从表2可以看出，发酵面筋球作为固定化载体对酵母有 着良好的吸附性、同时具有一定的机械强度可以用作反复发酵。
表2使用发酵面筋球固定化酵母反复分批发酵的情况
实施案例3、一种以面筋蛋白为原料的可食用载体固定化酵母重复发酵山楂果酒的方法， 包括如下步骤：
(1)酿酒酵母种子液的制备：将酿酒酵母依次按照斜面、100ml摇瓶，200ml摇瓶进 行扩大培养制备酿酒酵母种子液。
(2)面筋小球的制备：将50mL27℃的温自来水中放入0.5g安琪活性干酵母，慢慢注 入200g谷朊粉并调和成面筋团，将面筋团容器封盖置于37℃温暖湿润的地方发酵1h，发 酵好的面筋团从外表可以看到有很多气孔。然后将面筋团捏成直径为2cm的小球，放置 105℃的烘箱中4.7小时后，置于干燥无菌环境中备用。
(3)楂汁的制备：挑选新鲜无病虫害的山楂洗净，去籽，与水于80～85℃条件下进行 预煮浸泡10min,打浆之后用果胶酶酶解，之后离心取上清液，进行成分调整，果料与水重量 比为1:2.5，添加白砂糖使糖度调整为30g/L。
(4)固定化酿酒酵母的制备：在无菌操作台20g的无菌面筋球置于250ml酵母浸出粉 胨葡萄糖液体培养基中于28℃180rpm培养16h。
(5)重复发酵：将20g的固定化酵母接种到装有400g澄清山楂汁的广口烧瓶中发酵， 第一批发酵8天结束酒精含量为10.5％(v/v)、发酵液中还原糖的含量为25.17g/L，经过4 批反复发酵之后，第38天第4批发酵结束酒精含量为7.5％(v/v)、发酵液中还原糖的含量 为115.24g/L
通过此固定化酵母载体不仅限于制备山楂低醇果酒，也可用于其他果酒的制备。
研究表明，发酵烘烤之后的面筋小球内部具有很大的内表面积，且其中含有一些淀粉经 简单处理后是一种可作为酒精酵母的繁殖提供碳源，有利于其生长繁殖，同时通过高温烘烤 面筋中含有的植物蛋白变性之后有着良好的机械性能，耐浸泡。故利用发酵烘烤面筋小球制 备固定化酵母，兼有包埋法和吸附法的特点。
本发明，通过对以面筋蛋白为原料的可食用载体制备山楂低醇果酒为应用，反映了以面 筋蛋白为固定化载体可以有效提高发酵效率、加快发酵速度，重复使用能力和一定的机械强 度，得出以面筋蛋白为原料的固定化载体用于酿酒产业的可用性。