基本信息
- 项目名称：
- 混合菌发酵菊芋汁生产高纤功能性饮料
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 本研究项目以菊糖含量丰富的菊芋为原料利用木醋杆菌和酵母菌混合发酵的方式生产出细菌纤维素，最后将发酵液与处理过的细菌纤维素一起调配成风味可口的“功能性”饮品。试验将着重研究木醋杆菌和酵母菌发酵菊芋汁的工艺参数，如：接种量、pH值、发酵温度和发酵时间对细菌纤维素产率的影响，确定出发酵生产时的最佳工艺参数。
- 详细介绍：
- 菊芋（Helianthus tuberosus），是一种菊科向日葵属宿根性草本植物，其地下块茎富含菊糖等果糖多聚物，含量占干物质的80%。菊芋的块茎或茎叶入药具有利水除湿、降低血糖值、增强肠胃功能、增强新陈代谢、美容护肤、清热凉血等功效。 同时，菊芋繁殖速度快，根系特别发达，是很好的防沙治沙植物。阜新市为改善环境，已经开始大量种植菊芋，07年阜蒙县就有上千亩的菊芋田，但菊芋仅仅用来制作咸菜，探索菊芋的深层加工方法，对于加快阜新的经济转型有着十分积极的作用。 细菌纤维素（Bacterial cellulose，BC）是指由醋酸菌属（Acetobacter）、土壤杆菌属（Agrobacterium）等中的某些种在一定条件下合成的纤维素的统称。由于细菌纤维素有促进肠道蠕动，降低食物滞留在肠道的时间，减少肠道对有毒、 致癌物质的吸收，从而可预防便秘和结肠癌等保健功效，现已成为一种新型重要的食品基料和膳食纤维，是良好的减肥食品原料。在东南亚和日本等地，人们习惯食用椰子水发酵生产的细菌纤维素。但是长期以来， 由于细菌纤维素产量低而成本高， 限制了它的广泛应用。 利用木醋杆菌和酵母混合发酵菊芋汁制成功能性饮料不但具有低聚果糖等、菊糖“双歧因子”和细菌纤维素的保健功效，而且含有丰富的维生素、矿物质元素等多种营养成分，同时具有常规饮料的风味的特点，符合大众口味需求。而且，加工菊芋汁功能饮料能够大大提高菊芋的附加值，为菊芋产品深加工提供一条新的途径，适合国家“十一五”规划产业政策，产品前景非常广阔。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 本研究项目以菊糖含量丰富的菊芋为原料利用木醋杆菌和酵母菌混合发酵的方式生产出细菌纤维素，最后将发酵液与处理过的细菌纤维素一起调配成风味可口的“功能性”饮品。试验着重研究木醋杆菌和酵母菌混合发酵的工艺参数。如：不同的种龄、两种菌种接种时间、接种量、发酵培养基液面积/液体积、pH值。创新点：1、首次利用菊芋发酵生产细菌纤维素功能性饮料；2、首次对木醋杆菌和酵母菌之间的生长关系进行研究。
科学性、先进性
- 细菌纤维素有促进肠道蠕动，降低食物滞留在肠道的时间，预防便秘和结肠癌等保健功效，现已成为一种新型重要的食品基料和膳食纤维，是良好的减肥食品原料。但是长期以来， 由于细菌纤维素产量低而成本高， 限制了它的广泛应用。 参考文献：[1] 秦微微，迟玉杰. 木醋杆菌发酵培养基优化及发酵方式的探讨.东北农业大学食品学院，黑龙江哈尔滨15003 [2] 马霞、王瑞明、关凤梅等．发酵生产细菌纤维素的研究进展f J ].中国酿造，2002，6 ：5 ~ 6 [3] 李静. 细菌纤维素的制备及结构与性能研究.青岛大学硕士学位论文.2008
获奖情况及鉴定结果
- 2010年12月1日获国家级大学生创新实验计划项目
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 专利
作品可展示的形式
- 样品
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 该技术操作简便，流程详细，技术含量高，成本低。菊芋繁殖速度快，根系特别发达，是很好的防沙治沙植物。加工菊芋汁功能饮料能够大大提高菊芋的附加值，为菊芋产品深加工提供一条新的途径，适合国家“十一五”规划产业政策，产品前景非常广阔。
同类课题研究水平概述
- 传统发酵工艺中，由醋酸菌纯种培养或醋酸菌和其它微生物混合培养，可产生含有丰富纤维素的发酵食品。如纳塔(nata)和红茶菌(black fungus)等,在中国、日本、菲律宾和印度尼西亚等许多东亚、东南亚国家深受欢迎。 具体研究内容如下： 一、原料营养成分的测定：根据原料营养成分的缺陷，添加其他物质配置培养基。 二、对发酵工艺条件对细菌纤维素产量和产品质量的影响的研究： 菊芋→预处理→菊芋汁→添加营养因子→加缓冲液→调整pH 值→灭菌→接种→培养→滤出物（即为生产出的细菌纤维素）。 三、饮料配方研究：：细菌纤维素→清洗→切块→发酵液→灭菌→调配→灌装→灭菌→成品。 利用木醋杆菌和酵母混合发酵菊芋汁制成髙纤功能性饮料不但具有低聚果糖等、菊糖“双歧因子”和细菌纤维素的保健功效，而且含有丰富的维生素、矿物质元素等多种营养成分，同时具有常规饮料的风味的特点，符合大众口味需求。而且，加工菊芋汁髙纤功能性饮料能够大大提高菊芋的附加价值，为菊芋产品深加工提供一条新的途径。
