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“白色金矿”美味又安全

www.jyb.cn 2016年12月12日   来源:中国教育报

“白色金矿”美味又安全

——江南大学完成“椰浆发酵椰果工业化生产关键技术”项目

江南大学研究组培养基自动化配制系统 张青 供图

“摆在我们面前的问题很棘手,但不得不想办法去攻克。”江南大学副研究员,喜多多集团·江南大学国家工程实验室椰果技术研究中心成员,“椰浆发酵椰果工业化生产关键技术”项目主要负责人于秋生一心扑在椰浆发酵椰果工业化生产技术集成创新上。

椰果以其爽滑、脆嫩、细腻而有弹性的独特口感和高纯度纳米纤维的天然组成,被认为是目前发现的最好的膳食纤维之一,素有“白色金矿”美誉,是饮料、乳制品、罐头、甜品等食品中重要的辅料,而且随着人们健康食品意识提高,其越来越受人们欢迎。

我国虽拥有众多椰果厂家,但因传统生产工艺所限,椰果产业生产能力远达不到市场需求。泉州喜多多集团是椰果果粒饮料开创者,也是国内椰果最大的使用单位,而江南大学发酵领域技术研究在国内处于领先地位,于是,江南大学便与福建省泉州喜多多集团联合创办国内首个专门研究椰果产品的研究中心——喜多多集团·江南大学国家工程实验室椰果技术研究中心,以椰浆发酵椰果工业化生产的关键瓶颈技术为基础进行梳理,从菌种选育、发酵过程控制、发酵条件优化及关键装备开发、质量标准建设四方面展开研究,着力构建椰浆发酵椰果现代化工业生产技术。

椰果产业惨遇技术困境

椰果又称高纤椰果、纳塔等,原色通常为白色或乳白色,是以椰浆或椰子水为原料经发酵制成的细菌纤维素凝胶产品。

以往经验式和作坊式生产模式使得椰果发酵菌种活性不易控制,且无明确原料标准,也无明确指标表征椰果发酵过程,这就造成椰果发酵条件受气候影响严重,易受杂菌污染,时常发生倒料现象,造成了巨大经济损失。除此之外,目前市售椰果多采用椰子水作为主要发酵原料,生产出来的椰果颜色发黄,而且这种椰果质地较软,缺乏弹性和嚼劲,口感差。

椰浆,作为椰果发酵的主要原料,营养丰富,虽能为椰果发酵提供丰富的碳源、氮源及生长因子,但椰浆制备和储存过程易染菌,若对椰浆进行热力杀菌,椰浆中蛋白质将迅速絮凝,不易分散到培养基中,会大幅降低微生物利用效率。

落后的生产方式已严重影响椰果产业健康发展。“高品质椰浆椰果工业化生产已成为椰果行业亟待解决的问题。”于秋生深深地忧虑。

工艺创新+质量标准双疗效

“传统椰果生产工艺中,必须采用前一天采摘的新鲜椰子,当日榨汁使用,这就限制了工业化生产。”于秋生介绍,并且传统椰果发酵主要还是靠人工观察菌膜是否光滑,来判断菌种的生长是否满足发酵的要求,这对工人的经验要求很高,并只能单级扩培,需要大量的原始菌种储备,且容易出现人工判断失误导致原料大量浪费。

“因此,我们团队针对椰浆培养基热力灭菌影响椰果产量的问题,系统研究了醋酸在椰果发酵过程中的抑菌效果,并驯化选育出耐醋酸的高产木葡糖醋酸杆菌,椰果产率提高近20%,实现了利用纯菌种发酵、醋酸抑菌的椰果创新生产工艺。”

该项目团队依据菌种特性及产物性质,探索酸度法和血球计数法结合测定有效菌浓度方法。最终以此方法对扩培和发酵过程进行检测与控制,实现了生产过程可控。并以此方法最终优化确定出五级逐级菌种扩培工艺,使原始菌种保存量降低为传统工艺的1/10,单级扩培时间缩短1/3。

依据发酵工程放大原理的专用装备开发,是椰果工业化生产关键。传统椰浆发酵椰果的环境为自然环境,工厂设施简陋,通风、温度和湿度无法控制,采用经验操作对多种菌种复合发酵,给工艺控制增加了很大困难,也导致产品品质不稳定。“接种量、径高比、发酵温度及发酵时间都会对椰果得率产生影响。我们通过逐级放大,进行小试和中试,失败了就再来。如此反复,最终确定最佳发酵条件。”于秋生继而又说,“借鉴发酵过程工程放大原理,又开发了椰浆发酵椰果专用菌种扩培罐、椰果发酵车、椰果发酵隧道及果膜清洗设备,并建立空气净化系统、纯水系统和培养基灭菌系统,使发酵条件实现可控。”

椰果生产模式的转变实现了椰果发酵工艺、工程一体化,保证了产品质量的可靠与稳定,同时人均产出也提高了10倍。

要对椰果产品质量实现控制,就必须建立严格质量标准体系。现行椰果标准中对椰果的感官、理化指标和微生物指标有基本规定,但都只是依靠感官进行判断,无量化指标;对于椰果品质等级没有规定;对椰果异物无要求,这些都导致了椰果质量差异较大等一系列问题。

“椰果质量等级标准建立有助于推动椰果行业规范。”针对这一现状,团队在农业部《椰纤果》标准的基础上,创新地引入分光光度法测椰果透明度、质构分析法测椰果硬度和弹性以及离心法测椰果持水力,首次建立了科学客观的椰果质量评价体系,并在此基础上制定了椰浆椰果企业标准;另外,从蛋白、脂肪及微生物等指标建立了发酵用椰浆原料标准。

椰果生产自动化还靠再科研

这种创新型生产方式,不仅保证了椰果的品质与口感,更加促进了椰果由传统作坊式生产模式向工业化生产的彻底转变,实现了高品质椰果生产的常年化和国产化,填补了我国椰浆发酵椰果现代化工业生产领域的空白,为椰果食品产业发展提供了可靠优质的原料保障。

自喜多多集团应用该项目成果以来,已生产4.2万吨椰果原料,并使生产工艺稳定、易于控制,产品质量也有大幅提升,在其他食品公司应用,产品质量亦深受信赖。

“目前,虽然改善了椰果发酵原料处理、菌种扩培以及发酵控制等问题,生产出的椰果外观和口感优良,但对自动化及规模化工业生产椰果还需系统研究。”于秋生介绍,如果椰果发酵原料仅实现抑菌功能,就还远不能满足发酵工程需要达到的无菌要求、菌种扩培时间与椰果生长周期优化及椰果生产线自动化设备设计与试制等目标。(通讯员 张青)



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{编辑:彭诗韵}

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