一种纳豆发酵装置及发酵方法 |
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申请号 | CN201710892046.2 | 申请日 | 2017-09-27 | 公开(公告)号 | CN107509963A | 公开(公告)日 | 2017-12-26 |
申请人 | 济南盘龙医药科技有限公司; | 发明人 | 黄俊; 王鈺鑫; 张龙; 杨晓燕; 叶伟伟; | ||||
摘要 | 本 发明 公开了一种纳豆 发酵 装置,包括罐体、搅拌装置和用于放置罐体的 支架 ,罐体顶部设有进料口,底部设有出料口;所述罐体的形状为瓮形,即由两个圆台拼接而成的形状,上圆台的下底面的直径:上圆台的上底面的直径:上圆台的高:下圆台下底面的直径:下圆台的高=(12~15):(4~6):(8~10):(1.5~2.5):(3~4);搅拌装置由 电机 、搅拌轴和设置在搅拌轴上的桨叶组成,桨叶的叶面倾斜,为螺杆式桨叶。还公开了利用该发酵装置制备纳豆的发酵方法。本发明的发酵装置, 发酵罐 外形为瓮形,两端窄中部宽,具有特殊的尺寸比例,空间利用率高,物料体积与空气体积可达最佳比例,发酵过程中可以使湿度达到最佳,保证成品的品质;出料更方便。 | ||||||
权利要求 | 1.一种纳豆发酵装置,包括罐体、搅拌装置和用于放置罐体的支架,罐体顶部设有进料口,底部设有出料口,进料口、出料口处均设有盖或/和阀门;其特征在于:所述罐体的形状为瓮形,即由两个圆台拼接而成的形状,连接处为流线型设计,其中,位于上部的圆台称为上圆台,位于下部的圆台称为下圆台,上圆台的下底面与下圆台的上底面的直径相同,上圆台的下底面的直径:上圆台的上底面的直径:上圆台的高:下圆台下底面的直径:下圆台的高=(12~15):(4~6):(8~10):(1.5~2.5):(3~4); |
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说明书全文 | 一种纳豆发酵装置及发酵方法技术领域背景技术[0002] 纳豆是大豆经纳豆菌或枯草芽孢杆菌发酵后得到的富含纳豆激酶、纳豆异黄酮、皂青素、维生素K2等功能因子的保健食品。纳豆作为一种具有两千年历史的传统食品,除了具有风味独特的口感、较低卡路里、较高的蛋白质含量外,还具有多种保健功能:具有降低胆固醇、防治骨质疏松和促凝血、抗致病菌、延缓衰老、防癌抗癌、调整肠功能等多种医疗保健功效。 [0003] 纳豆中含能强烈溶解血栓的溶解酶素——纳豆激酶,据日本宫崎医科大学须见教授研究发现,纳豆激酶(Natto kinase)由275个氨基酸残基组成,分子量在27000左右,无毒、无副作用,是一种丝氨酸蛋白酶。随后,须见教授又将纳豆激酶用于狗的血栓模型试验及健康人群体内研究,证明它除具有显著溶栓作用外,还具有促进静脉内皮细胞产生纤维蛋白溶酶原激活剂能力,从而间接表现其溶栓活性。纳豆激酶来源于食品,无毒副作用,分子量小,易被人体消化吸收,作为一种微生物代谢产物有实现大规模生产的可能性,具有广阔的开发应用前景。 [0004] 然而,目前市场上所销售的成品纳豆口感较为苦涩,有氨味,粘滞性差,菌丝不丰富,纳豆激酶活性低,进而影响了纳豆的商业化。 发明内容[0005] 针对上述现有技术,本发明提供了一种纳豆发酵装置及发酵方法,具有发酵效率高、产量高,生产效率高等优点。 [0006] 本发明是通过以下技术方案实现的: [0007] 一种纳豆发酵装置,包括罐体、搅拌装置和用于放置罐体的支架,其中,所述罐体顶部设有进料口,底部设有出料口,进料口、出料口处均设有盖或/和阀门;所述罐体的形状为瓮形(也可以理解为两端截头的梭形),即由两个圆台拼接而成的形状(连接处为流线型设计),其中,位于上部的圆台称为上圆台,位于下部的圆台称为下圆台,上圆台的下底面与下圆台的上底面的直径相同,上圆台的下底面的直径:上圆台的上底面的直径:上圆台的高:下圆台下底面的直径:下圆台的高=(12~15):(4~6):(8~10):(1.5~2.5):(3~4); [0009] 优选的,所述桨叶为螺杆式桨叶(为螺旋上升的形式),上圆台的下底面的直径:桨叶直径=(12~15):6;桨叶的最上端至最底端的距离为桨叶的高度,桨叶最上端距罐体顶部的距离:桨叶高度:桨叶直径=(4.5~5.5):(4.5~5.5):6,优选5:5:6。 [0010] 优选的,所述上圆台的下底面的直径:上圆台的上底面的直径:上圆台的高:下圆台下底面的直径:下圆台的高:桨叶直径:进料口直径:出料口直径=13.5:5:9.1:2:3.4:3:2:2。 [0011] 本发明的纳豆发酵装置,其发酵罐的形状为瓮形,其尺寸比例、桨叶的尺寸比例有着特殊的设计,如此设计的目的是:可以使纳豆发酵的效果最佳,保证发酵过程中水分不过快流失。理由是:以常规的柱状(圆筒状)发酵罐为对比,在相同装料系数(比例)的情况下,柱状发酵罐因其罐体瘦长,物料高度较高,致使物料与空气接触的表面积较小,发酵时不能保证物料的均一发酵(物料上层与空气接触,物料中层、下层与空气距离较远,湿度、通气量、温度等发酵条件无法达到一致,导致菌体生长进度不一);而瓮形发酵罐中的物料厚度更适中,物料与空气接触的表面积更大,发酵时基本能保证物料的均一发酵(物料上层与空气接触的表面积大,物料下层与空气距离较近,在搅拌情况下完全可以保证所有物料的湿度、通气量、温度等发酵条件基本一致,保证菌体生长进度基本相同);因此,相较于常规的柱状(圆筒状)发酵罐,瓮形发酵罐可提供最佳的物料厚度,物料与空气接触的表面积最大,湿度与通气量可达最佳效果。 [0012] 一种利用上述发酵装置制备纳豆的发酵方法,包括以下步骤: [0013] (1)选材:挑选非转基因、颗粒饱满、无虫咬无霉烂的小粒黄豆,清水冲洗至无杂物; [0014] (2)灭菌:将上述挑选的黄豆加入水中,豆水比1:3(质量比),浸泡12~17h后,沥水,掺入2%蔗糖和2%的NaCl(作为纳豆菌的促生长因子),拌匀后,置于罐体中,装料系数0.6~0.65,121℃、25min,冷却至60℃,备用; [0016] 所述纳豆菌种子液,可通过常规方法制备得到,比如:将活化后的菌种接种于液体培养基(培养基组成为:胰蛋白胨10g/L,酵母粉5g/L,NaCl 10g/L,葡萄糖2g/L)中,37℃、200rpm/min、培养15h~17h; [0017] 本发明所用的菌株为从市售纳豆中筛选出的优质菌株,其繁殖速度快,发酵周期短,发酵产物质量高; [0018] (4)发酵:上述接种后,驱动搅拌轴以50rpm/min的转速低速搅拌,使黄豆与纳豆菌种子液充分混合;2min后停止搅拌,37℃发酵11~12h,然后再次以50rpm/min的转速低速搅拌2min(即共进行两次搅拌,发酵前一次,发酵中期一次),然后再在37℃下发酵12~13h;发酵过程中湿度可自然保持在85%~90%(为发酵所需的最佳湿度); [0019] (5)后熟:上述发酵后,将纳豆置于4℃中保存24h后熟,后熟后呈现纳豆特有的粘滞感、拉丝性、香气和口味。 [0020] 本发明采用自主开发的发酵装置进行发酵,发酵罐外形为瓮形,两端窄中部宽,具有特殊的尺寸比例,空间利用率高;发酵罐上部逐渐变窄的收口设计,使得物料体积与空气体积的比例达到最佳(装料系数0.6~0.65),发酵过程中可以使湿度达到最佳,保证成品的品质;下端逐渐变窄的出口设计,便于纳豆这种黏性产物的出料。黄豆中添加有蔗糖和NaCl,能够明显提升纳豆口感及其营养价值,使纳豆菌丝的韧性和粘滞性达到最佳。利用本发明的装置和方法得到的纳豆,品质高,相比现有技术,在色泽、口感、菌丝量、粘滞性、纳豆激酶的活性上都有极大地改善。附图说明 [0021] 图1:本发明的发酵装置的结构示意简图。 [0022] 其中,1、罐体;2、支架;3、进料口;4、出料口;5、电机;6、搅拌轴;7、桨叶。 具体实施方式[0023] 下面结合实施例对本发明作进一步的说明。 [0024] 下述实施例中所涉及的仪器、试剂、材料等,若无特别说明,均为现有技术中已有的常规仪器、试剂、材料等,可通过正规商业途径获得。下述实施例中所涉及的实验方法,检测方法等,若无特别说明,均为现有技术中已有的常规实验方法,检测方法等。 [0025] 一种纳豆发酵装置,包括罐体1、搅拌装置和用于放置罐体1的支架2(支架2固定在地面上),如图1所示,其中,所述罐体1顶部设有进料口3,底部设有出料口4,进料口3、出料口4处均设有盖和阀门;所述罐体1的形状为瓮形(也可以理解为两端截头的梭形),即由两个圆台拼接而成的形状(连接处为流线型设计),其中,位于上部的圆台称为上圆台,位于下部的圆台称为下圆台,上圆台的下底面与下圆台的上底面的直径相同,上圆台的下底面的直径:上圆台的上底面的直径:上圆台的高:下圆台下底面的直径:下圆台的高:桨叶直径:进料口直径:出料口直径=13.5:5:9.1:2:3.4:3:2:2。 [0026] 所述搅拌装置由电机5、受电机5驱动的搅拌轴6和设置在搅拌轴6上的桨叶7组成,电机5设置在罐体1上部,搅拌轴6与电机5连接,搅拌轴6竖直位于罐体1内,桨叶7的叶面倾斜,与水平方向的夹角为20°。 [0027] 所述桨叶7为螺杆式桨叶(为螺旋上升的形式,为现有技术中已有的技术),上圆台的下底面的直径:桨叶直径=13.5:6;桨叶的最上端至最底端的距离为桨叶的高度,桨叶最上端距罐体顶部的距离:桨叶高度:桨叶直径=5:5:6。 [0028] 本发明的纳豆发酵装置,其发酵罐的形状为瓮形,其尺寸比例、桨叶的尺寸比例有着特殊的设计,如此设计的目的是:可以使纳豆发酵的效果最佳,保证发酵过程中水分不过快流失。以200L柱状发酵罐和200L瓮形发酵罐为例,挑选完整小粒黄豆各65kg,分别置于三倍体积水中浸泡17h后,沥水,各得到湿豆约130kg,同时掺入2%的NaCl和2%蔗糖,拌匀后,分别置于200L柱状发酵罐和200L瓮形发酵罐中,121℃、25min灭菌,待冷却至60℃,按2%接种菌液,充分混合搅拌(驱动搅拌轴以50rpm/min的转速低速搅拌,2min后停止搅拌),37℃发酵12h后,搅拌一次(以50rpm/min的转速低速搅拌2min),再发酵12h后发酵结束。对比结果如表1所示。 [0029] 表1 两种发酵装置发酵情况对比表 [0030] [0031] 实施例1利用上述发酵装置制备纳豆 [0032] (1)选材:选市售非转基因、颗粒饱满、无虫咬无霉烂的小粒黄豆60Kg,清水冲洗,直至无杂物。 [0033] (2)灭菌:60kg小粒黄豆与180L水,即豆水比例1:3,浸泡17h后,沥水,称得湿豆重为120.13kg;掺入2.4kg蔗糖和2.4kg的NaCl,置于发酵罐中,装料系数0.6,121℃、25min,冷却。 [0034] (3)纳豆菌种子液制备:将活化后的菌种接种于12个1000mL三角瓶中,每瓶装液量为200mL,37℃、200rpm/min、培养15h。 [0035] (4)接种:待煮好的小粒黄豆冷却至60℃时,将总计2.4L的种子液接入豆中。 [0036] (5)发酵:50rpm/min低速搅拌,使豆粒与种子液充分混合;2min后停止搅拌,37℃发酵12h,然后再次以50rpm/min的转速低速搅拌2min,然后再在37℃下发酵12h;发酵过程中湿度在85%~90%。 [0037] (6)后熟:发酵好的纳豆置于4℃中保存24h后熟。得到纳豆122.17kg,纳豆菌丝丰富,菌丝长度约为75mm,韧性较好不易断,纳豆口感润滑酥软,纳豆香浓重,无氨味苦味,纳豆激酶含量测得为17.51×102IU/g。 [0038] 上述制备的纳豆,对其进行感官评测(感官结果测定表如表2所示),结果:本发明所得到的纳豆在感官、拉丝、色泽、氨味、口感四项鉴定标准可达到10分标准,菌丝丰富,粘滞性好,其中拉丝长度可达50mm~80mm,且韧性好不易断,无任何氨味及苦涩味。原材料采用小粒黄豆来取代普通大豆,小粒黄豆营养丰富,蛋白质含量可达44.35%,更利于纳豆黏性物质的产生。 [0039] 表2 纳豆感官结果测定表 [0040] [0041] 实施例2利用上述发酵装置制备纳豆 [0042] (1)选材:挑选市售非转基因、颗粒饱满、无虫咬无霉烂的小粒黄豆65kg,清水冲洗,直至无杂物。 [0043] (2)灭菌:65kg小粒黄豆与195L水,即豆水比例1:3,浸泡17h后,沥水,称得湿豆重为130.45kg;掺入2.6kg蔗糖和2.6kg的NaCl,置于发酵罐中,装料系数0.65,121℃、25min、冷却。 [0044] (3)纳豆菌种子液制备:将活化后的菌种接种于13个1000mL三角瓶中,每瓶装液量为200mL,37℃、200rpm/min、培养17h。 [0045] (4)接种:待煮好的小粒黄豆冷却至60℃时,将总计2.6L的种子液接入豆中。 [0046] (5)发酵:50rpm/min低速搅拌,使豆粒与种子液充分混合;2min后停止搅拌,37℃发酵12h,然后再次以50rpm/min的转速低速搅拌2min,然后再在37℃下发酵12h;发酵过程中湿度在85%~90%。 [0047] (6)后熟:发酵好的纳豆置于4℃中保存24h后熟。得到纳豆132.54kg,纳豆菌丝丰富,菌丝长度约为80mm,韧性较好不易断,纳豆口感润滑酥软,纳豆香浓重,无氨味苦味,纳豆激酶含量测得为17.68×102IU/g。 |