CN100459885C

CN100459885C - 南瓜单细胞汁的制备方法及其产品

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Publication number: CN100459885C
Application number: CNB2005101228321A
Authority: CN
Inventors: 陆兆新; 吕凤霞; 张一青; 别小妹; 杨胜远; 邹晓葵
Original assignee: Nanjing Agricultural University
Current assignee: Nanjing Agricultural University
Priority date: 2005-12-06
Filing date: 2005-12-06
Publication date: 2009-02-11
Anticipated expiration: 2025-12-06
Also published as: CN1803029A

Abstract

本发明涉及南瓜单细胞汁的制备方法及其产品，属于一种采用酶技术制备蔬菜汁及其复合饮料的方法。它是利用Aspergillus sp.Z-25为菌株发酵生产原果胶酶，以此原果胶酶通过酶技术处理南瓜，制备南瓜单细胞汁，经过调配，制作成集营养和保健为一体的新型南瓜单细胞饮料或复合饮料。能有效保持南瓜的营养成分、风味和色泽，单细胞表面和内部的张力较小，易与牛奶、酸奶、冰淇淋、汤等混合，适宜用作老人、婴儿以及病人的食品。酶的活力高、来源充足，成本相对较低，无论是提高食品的营养价值，增进保健功效，增强人类的健康素质，还是提高农产品的附加值，市场竞争力强，前景广阔。

Description

南瓜单细胞汁的制备方法及其产品

一、技术领域

本发明涉及南瓜单细胞汁的制备方法及其产品，属于一种采用酶技术制备蔬菜汁及其复合饮料的方法，包括利用Aspergillus sp.Z-25原果胶酶处理南瓜，研制开发了新型南瓜单细胞饮料及其复合型饮料。

二、技术背景

随着人们对健康和时尚的追求，作为天然饮品的果蔬饮料无疑成为消费者的首选，中国果蔬饮料市场潜力巨大。据统计，2003年世界果蔬饮料产量已经达到了1200万吨，比2002年的850万吨增长了350万吨，增长率为41.2％。2003年我国果蔬饮料产业实现产量300多万吨，产值达152.5亿元，比2002年的214万吨和123.5亿元分别增长了50％和23.5％。因此，果蔬饮料行业逐步成为一个朝气蓬勃、发展迅猛的产业。目前市场上果蔬饮料主要可以分为两类：果蔬汁型饮料和果肉型饮料。上述两类果蔬饮料在加工过程中，由于受到加热和匀浆等物理和机械作用的影响，果蔬的大量维生素及其他的热敏性物质遭到破坏，造成其营养价值和风味大幅度下降。由于单细胞饮料的果蔬细胞完整，细胞内物质与外界环境仍处于隔绝状态，能保持植物细胞中的营养物质和风味物质。因此果蔬单细胞饮料将成为新型天然果蔬饮品。

在果蔬中，果胶物质(Pectic substances)是植物细胞壁成分之一，存在于相邻细胞壁间的中胶层(Middle lamella)中，起着将细胞粘着在一起的作用。

根据果蔬成熟过程，果胶物质一般有三种形态：

1.原果胶(protopectin)是未成熟的果蔬组织中的水溶性的果胶物质的母体，原果胶含有酯键、内酯键、共价键、离子键，与纤维素、半纤维素粘结在一起形成较牢固的细胞壁，它由甲酯化的聚半乳糖醛酸苷链组成，是唯一不溶于水的果胶物质，使得整个组织具有坚硬的质地，通过有限水解后可生成果胶或果胶酸。

2.果胶(pectin，pectinate)是羧基不同程度甲酯化和中和的聚半乳糖醛酸苷链，存在于植物细胞汁液中。在成熟果蔬的细胞液内含量较多。

3.果胶酸(Pectic acid)是羰基完全游离的聚半乳糖醛酸苷链，稍溶于水，遇钙生成不溶性沉淀。

原果胶是植物体内水溶性果胶物质的前体。果胶是一种杂多糖类高分子化合物，由D-半乳糖醛酸或是部分甲酯化的D-半乳糖醛酸通过以α-1，4糖苷键连成主链，在主链中常间或插入一些α-L-吡喃鼠李糖残基、阿拉伯聚糖、半乳聚糖、阿拉伯半乳聚糖等形成侧链，将果胶分子与蛋白质、半纤维素以及纤维素连在一起，形成不溶性的原果胶。

原果胶酶(Pectinesterase)可以将原果胶有限水解释放出可溶性果胶的一类酶。以前，原果胶酶的研究一直是在植物上进行的，它是催化植物组织的细胞分离，使植物组织软化的酶，实际上它是通过原果胶酶使原果胶成为可溶性果胶使植物组织软化。若从植物组织中提取分离原果胶酶，由于数量少，难于大量应用。日本学者Sakai等在1978年首次在酵母中发现了原果胶酶。陆兆新等也于2003年首次对Aspergillus niger原果胶酶进行了报道。目前已从细菌、酵母、霉菌中筛选到产原果胶酶的菌株，同时各种微生物来源的原果胶酶的酶学性质及作用机理也获得了研究。在原果胶酶的应用方面，已经有利用原果胶酶高度的专一性从果蔬废弃物中分离高质量果胶，棉织品的生化精炼等的研究报道。但目前尚未见有利用微生物原果胶酶生产果蔬单细胞饮料的报道。

南瓜是葫芦科南瓜属的一年生蔓性草本植物，具有多种营养价值和药用价值，除了富含果胶、戊聚糖、甘露醇、多种氨基酸(瓜氨酸、天门冬氨酸等)、维生素(V_C、V_E、V_B等)、矿物质外，还含有生物碱、南瓜子碱、葫芦巴碱、可溶性纤维、类胡萝卜素等多种生理活性物质和营养成分。现代医学研究证明：南瓜是控制和辅助治疗糖尿病及由糖尿病引起的肾病、肝病、高血压等疾病的食疗佳品。南瓜保健食品对治疗糖尿病有明显的效果。目前，采用酶法液化技术制取南瓜汁已有报道，但尚未见有利用原果胶酶制备南瓜单细胞汁及其复合型饮料的报道。

三、发明内容

技术问题本发明的目的在于提供南瓜单细胞汁的制备方法及其产品，提供利用Aspergillus sp.Z-25原果胶酶制备南瓜单细胞饮料及其复合型饮料的生产工艺。

技术方案本发明是这样实现的：曲霉属(Aspergillus sp.)Z-25菌株发酵生产原果胶酶，然后利用该原果胶酶通过酶技术使细胞壁降解，细胞分离，制备南瓜单细胞汁，通过调配制成南瓜单细胞饮料及其复合型饮料。

将Aspergillus sp.Z-25菌株活化后，按种子罐培养液体积的1-10％的比例接入种子罐，25-32℃，培养24-48小时，然后再按种子液体积3％-10％的比例接种到发酵罐中，25-32℃，发酵48-84小时，将发酵液离心或过滤去除菌体，将上清液用40-80％饱和度硫酸铵沉淀，加入适量柠檬酸缓冲液溶解沉淀，用活性碳脱色脱味，用微孔滤膜过滤，4℃保存备用。

选择成熟度较高、新鲜优质南瓜为原料，用水冲洗，去除南瓜表面的污物，然后再进行去皮、去瓤，将南瓜切成大小5-15cm³的颗粒状。然后将南瓜颗粒浸在适量pH5.0的柠檬酸缓冲液中，加入原果胶酶，在30～37℃条件下反应7-14小时，处理过程中不能剧烈搅拌。采用过滤，滤掉不溶物质，即可得到南瓜单细胞汁。

将南瓜单细胞汁与蔗糖和柠檬酸或牛奶等原辅料进行调配，制备出含南瓜单细胞的饮料、乳饮料和冰淇淋等多种复合型饮料。

有益效果

本发明首次利用Aspergillus sp.Z-25原果胶酶制备南瓜单细胞饮料及其复合型饮料。本发明包括利用Aspergillus sp.Z-25发酵生产原果胶酶，通过酶技术使细胞壁降解，细胞分离，开发新型南瓜单细胞饮料及其复合型饮料。采用酶技术开发高营养和具有保健功能的新型南瓜单细胞饮料，不仅能有效保持南瓜的营养成分、风味和色泽，而且由于采用酶法制取单细胞，减少传统的压榨工序，使生产加工工艺变得简易，可以大大降低生产成本。

通过利用Aspergillus sp.Z-25生产原果胶酶，并利用原果胶酶水解南瓜中的原果胶，使细胞彼此分离，产生松散的单细胞，细胞完整，各种营养成分和风味成分保存完好，保持了南瓜的营养价值和保健功效，以此生产南瓜单细胞饮料。由于果蔬单细胞的表面和内部的张力较小，易与牛奶、酸奶、冰淇淋、汤等混合，也可开发集天然、营养、保健一体的单细胞奶饮料和功能型单细胞饮料，适宜用作老人、婴儿以及病人的食品。

本发明通过Aspergillus sp.Z-25发酵生产原果胶酶，成本相对较低，因此市场竞争力强，前景广阔。另外，通过利用原果胶酶对细胞壁进行水解，分离出仅具有细胞膜包围的南瓜细胞，使之保持好的营养和风味。产品无论是提高食品的营养价值，增进保健功效，增强人类的健康素质，还是提高农产品的附加值，都具有极其重要的现实和深远的意义。本发明利用微生物原果胶酶制作单细胞饮料及其复合型饮料，可以应用于食品行业。

四、附图说明

图1南瓜单细胞汁的制备方法及其产品简要工艺流程图

图2南瓜单细胞光学显微镜照片

五、具体实施方式

实施例1

将Aspergillus sp.Z-25菌株(辐射研究与辐射工艺学报，2005，23(3)：140-144)活化后，按种子罐培养液体积的1-10％的比例接入种子罐，25-32℃，培养24-48小时，然后再按种子液体积3％-15％的比例接种到发酵罐中，25-32℃，发酵48-84小时，将发酵液离心或过滤去除菌体，将上清液用40-80％饱和度硫酸铵沉淀，加入适量柠檬酸冲液溶解沉淀，用活性碳脱色脱味，用微孔滤膜过滤，获得原果胶酶，4℃保存备用。

选择成熟度较高、新鲜度好、无霉烂变质的优质南瓜为原料，用水冲洗，去除南瓜表面的污物，然后再进行去皮、去瓤，将南瓜切成大小5-15cm³的颗粒状。然后将南瓜颗粒浸在适量pH5.0的柠檬酸缓冲液中，加入原果胶酶，在30～37℃条件下反应7-14小时，处理过程中不能剧烈搅拌。采用过滤，滤掉不溶物质，即可得到南瓜单细胞汁。

实施例2

按实施例1方法制备南瓜单细胞汁。将南瓜单细胞汁与蔗糖和柠檬酸等辅料进行调配，糖度为10-12％(m/V)，黄原胶为0.10-0.2％(m/V)、瓜尔豆胶为0.30-0.4％(m/V)、β-环糊精为0.4-0.6％(m/V)，南瓜单细胞汁20～30％(V/V)，酸度(以柠檬酸计)为0.22％(m/V)。经调配后的浆料在真空度≥0.05Mpa条件下进行脱气处理，除去原浆汁中氧气，然后于60-80℃进行巴氏杀菌，再进行热灌装、封口，快速冷却即可制成含南瓜单细胞饮料。经过检验即可包装入库。

实施例3：

按实施例1方法制备南瓜单细胞汁。将南瓜单细胞汁与牛奶和蔗糖等原辅料进行调配，配方为：南瓜单细胞汁10～20(V/V)，牛乳30～40％(V/V)，糖度6-8％(m/V)，羧甲基纤维素钠(CMC)0.2～0.25％(m/V)，藻酸丙二醇酯(PGA)0.1～0.15％(m/V)，瓜尔豆胶0.03-0.07％(m/V)，柠檬酸0.2～0.25％(m/V)。经调配后的浆料在20Mpa条件下进行均质处理，然后于60-90℃进行巴氏杀菌，再进行热灌装、冷却、封口即可制成含南瓜单细胞的复合乳饮料。经过检验即可包装入库。

实施例4：

按实施例1方法制备南瓜单细胞汁。在冰淇淋配方中加入10-20％(V/V)的南瓜单细胞汁，按冰淇淋加工制作工艺进行制作，即可得到南瓜单细胞冰淇淋。

南瓜单细胞汁质量要求

1.感官指标

色泽：具有新鲜南瓜的橙黄色

滋味和气味：具有南瓜特有香味，无异味

组织状态：汁液均匀一致，允许有少量沉淀

杂质：无肉眼可见外来杂质

2.理化指标

可溶性固形物含量(20℃折射仪法)，％≥5

总氨基酸，g/L≥40

抗坏血酸，mg/kg≥100

β—胡萝卜素，mg/kg≥100

3.卫生指标

大肠菌群，cfu/100ml≤30

致病菌不得检出

Claims

1.一种南瓜单细胞汁的制备方法，其特征在于：

1)将Aspergillus sp.Z-25菌株活化后，按种子罐培养液体积的1-10％的比例接入种子罐，25-32℃，培养24-48小时，然后再按种子液体积3％-10％的比例接种到发酵罐中，25-32℃，发酵48-84小时，将发酵液离心或过滤去除菌体，将上清液用40-80％饱和度硫酸铵沉淀，加入适量柠檬酸缓冲液溶解沉淀，用活性碳脱色脱味，用微孔滤膜过滤，获得Aspergillus sp.Z-25原果胶酶，4℃保存备用；

2)选择成熟度较高、新鲜优质南瓜为原料，用水冲洗，去除南瓜表面的污物，然后再进行去皮、去瓤，将南瓜切成大小5-15cm³的颗粒状；然后将南瓜颗粒浸在适量pH5.0的柠檬酸缓冲液中，加入步骤1)所获得的Aspergillus sp.Z-25原果胶酶，在30-37℃条件下反应7-14小时，采用过滤，滤掉不溶物质，即可得到南瓜单细胞汁。

2.用权利要求1所述方法所获得的南瓜单细胞汁。

3.权利要求2所述南瓜单细胞汁用于生产南瓜单细胞产品的方法，其特征为：以权利要求2所述南瓜单细胞汁为原料与辅料复配，生产南瓜单细胞饮料；或以权利要求2所述南瓜单细胞汁和牛奶为原料与辅料进行复配，生产南瓜单细胞乳饮料；或以权利要求2所述南瓜单细胞汁作为原料，按照冰淇淋制作工艺生产南瓜单细胞冰淇淋。

4.用权利要求3所述方法所获得的南瓜单细胞产品。