[发明专利]一种纳豆发酵装置及发酵方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纳豆发酵装置及发酵方法，属于微生物发酵工程技术领域。

背景技术

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。

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。

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

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。

本发明是通过以下技术方案实现的：

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)；

所述搅拌装置由电机、受电机驱动的搅拌轴和设置在搅拌轴上的桨叶组成，电机设置在罐体上部，搅拌轴与电机连接，搅拌轴竖直位于罐体内，桨叶的叶面倾斜，与水平方向的夹角为20°±5°。

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。

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。

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。

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：

(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；

(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；

(3)接种：将纳豆菌种子液接种到上述灭菌的黄豆中，接种量2％；