CN103876155A - 一种含有益生菌的复合植物酵素及其应用 - Google Patents
一种含有益生菌的复合植物酵素及其应用 Download PDFInfo
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Classifications
-
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- A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
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Abstract
本发明公开了一种含有益生菌的复合植物酵素及其应用，该复合植物酵素含有淀粉酶、脂肪酶、蛋白酶、纤维素酶、β-葡聚糖酶、木聚糖酶和乳糖酶，采用多周期不连续补料发酵，选用了多种水果蔬菜、药食两用植物作为发酵底物，并以多种益生菌/酵母作为发酵接种物，经多级深层发酵制备获得。本发明的复合植物酵素同时含有7种人体内所需要的酶，使植物发酵物具有更好的促进体内代谢、分解有毒物质的协同作用；该植物发酵物含有高活性复合酶，作用条件宽泛，适应性好，有良好稳定性、耐酸碱性和耐高温性，可有效地快速提高生化反应速率，可作为一种原料应用于食品和日用化学品中。
Description
技术领域
本发明涉及生物发酵技术领域，特别涉及一种含有益生菌的复合植物酵素及其应用。
背景技术
中国酶制剂产业经过50多年的发展，已进入世界酶制剂生产的大国行列。目前已实现规模化生产的酶制剂达到30种左右，但大部分是单一酶制剂以糖化酶、淀粉酶、植酸酶、纤维素酶、蛋白酶、果胶酶等为主，其中糖化酶、淀粉酶和植酸酶产量过万吨，主要应用领域集中在淀粉糖工业、啤酒工业、乳制品工业、焙烤工业、燃料酒精业、酒与饮料工业、洗涤剂工业、造纸工业等，在食品应用方面还处于作为食品添加剂的使用阶段。其有效成分单一，功效并不明显。
酶是具有生物催化功能的生物大分子，即生物催化剂，它能够加快生化反应的速度，但是不改变反应的方向和产物。但与其他非生物催化剂不同的是，酶具有高度的专一性，只催化特定的反应或产生特定的构型。因而单一酶成分单一，只能催化某一种生物大分子，并不适用于生物界中多种多样的生物大分子底物，故人们对复合酶进行了深入的研究，对其发展越来越关注。
而现有的普通复合酶多为饲料复合酶和啤酒复合酶，其通过单一酶混合而成或经果蔬自然连续发酵提取，混合或果蔬同时混合提取后所得的复合酶活性低，且有效成分含量低，主要成分仅限于有限的几种酶，并受环境影响大、稳定性差，其主要原因在于不同菌种生长条件及发酵代谢产物差别非常大。故研发出一种含有稳定性好且有效成分多的复合酶的物质成为了必然的发展方向。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供了一种含有益生菌的复合植物酵素及其应用。
本发明涉及一种含有益生菌的复合植物酵素(也即含有复合酵素的植物发酵物)，该植物酵素含有淀粉酶、脂肪酶、蛋白酶、纤维素酶、β-葡聚糖酶、木聚糖酶和乳糖酶，并通过下述方法制备获得：
(1)原料选用：选用水果、蔬菜、谷物、豆类、药食两用植物和可用菌类和作为发酵底物；选用德克酵母、毕式酵母、嗜热链球菌、解淀粉芽孢杆菌作为发酵接种物；
(2)发酵接种物的处理：在适当的条件下，将各菌种进行多级发酵、扩大培养，待达到对数生长期时停止发酵，得到各菌种发酵液，分别作为处理好的发酵接种物；
(3)一级发酵：任选一种步骤(2)所得的各菌种发酵液作为发酵接种物，将选择的菌种发酵液接种至所选的一种或多种混合的发酵底物上，进行一次固体发酵，获得一级发酵物；
(4)多级发酵：重复步骤(3)，进行n次固体发酵，直至获得所需的含有益生菌的复合植物酵素；其中，将之前发酵中未使用过的步骤(1)中所述的发酵底物与上一级发酵所获得的发酵物混合作为每级所用的发酵底物，将之前发酵中未使用的菌种发酵液作为每级所用的接种物，n为1，2，3，4；
其中，步骤(2)、(3)、(4)中，固体发酵体系中，发酵的接种量、混合发酵底物的配比以及发酵时间和温度根据实验确定。
进一步，所述淀粉酶活性为0～290U/g(淀粉酶活性不为0)，所述脂肪酶活性≥30U/g，所述蛋白酶活性≥5U/g，所述纤维素酶活性≥5U/g、所述β-葡聚糖酶活性≥5U/g、所述木聚糖酶活性≥5U/g和所述乳糖酶活性≥5U/g。
进一步，所述步骤(3)中，接种量为3％～10％(质量百分比)，发酵温度为15℃～45℃，发酵时间为10～60天，获得一级发酵物。
进一步，所述步骤(4)中，接种量为3％～10％(质量百分比)，发酵温度为15℃～45℃，发酵时间为1～20天。
进一步，所述步骤(4)中当n为3时，所述制备方法共进行四级发酵，各级发酵选用的所述植物顺序依次为谷物和豆类、蔬菜和可用菌类、药食两用植物、水果，各级发酵选用的所述菌种发酵液顺序依次为德克酵母、毕式酵母、嗜热链球菌、解淀粉芽孢杆菌。
进一步，所述步骤(1)中，所述水果为苹果、梨、桔子、山楂、葡萄、红枣、草莓、桑葚、甜橙、樱桃、柠檬、香蕉、木瓜、芒果、猕猴桃、甘蔗、杨桃、柿子或番石榴。
进一步，所述步骤(1)中，所述蔬菜为菠菜、豆芽、青椒、芹菜、卷心菜、南瓜、葫芦瓜、洋葱、西兰花、莲藕、白菜、白萝卜、番茄或胡萝卜。
进一步，所述步骤(1)中，所述谷物为糙米、玉米、小米、黑米、荞麦、燕麦、薏仁米或高粱米。
进一步，所述步骤(1)中，所述豆类为大豆、蚕豆、豌豆、绿豆、黄豆、红豆、赤豆、黑豆、白饭豆、乌豆、白云豆、菜豆、蚕豆、豇豆或相思豆。
进一步，所述步骤(1)中，所述药食两用植物为甘草、桂皮、西洋参、枸杞、菊花、金银花、萱草花、葛花、桑叶、桂花、芦荟或玫瑰。
进一步，所述步骤(1)中，所述可用菌类为金针菇、猴头菇、香菇、平菇、杏鲍菇、木耳或银耳。
上述所述的一种含有益生菌的复合植物酵素在食品或日用化学品中的应用，也在本发明的保护范围内。
本发明的一种含有益生菌的复合植物酵素同时含有7种人体内所需要的酶，使植物发酵物具有更好的促进体内代谢、分解有毒物质的协同作用；该植物发酵物含有高活性复合酶，作用条件宽泛，适应性好，有良好稳定性、耐酸碱性和耐高温性，可有效地快速提高生化反应速率，可作为一种原料应用于食品和日用化学品中。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步阐述，但本发明并不限于以下实施例。所述方法如无特别说明均为常规方法，所使用的原材料及检测所用试剂如无特别说明均能从公开商业途径而得。
其中，制得的产物中各类酶的活性通过下述方法进行测定：
蛋白酶：QB/T1803-1993
淀粉酶活性：GB8275-2009
纤维素酶：QB2583-2003
脂肪酶：QB/T23535-2009
β-葡聚糖酶：NY/T911-2004
木聚糖酶：GB/T23874-2009
乳糖酶：美国食品化学法典第五版(FCC V)
德克酵母、毕式酵母、嗜热链球菌和解淀粉芽孢杆菌4种菌种可通过现有技术进行扩大培养，得到所需的德克酵母、毕式酵母、嗜热链球菌和解淀粉芽孢杆菌发酵液作为发酵接种物使用。
实施例1
步骤1：一级发酵：取黑米、大米、小米、绿豆和黑豆5等份(质量)作为一级发酵的发酵底物，进行臭氧消毒处理后，在洁净条件下混合均匀，按接种量5wt％的比例加入德克酵母发酵液作为发酵接种物，发酵20-40天，发酵温度控制在40℃-45℃，进行一级发酵得到一级发酵物。
步骤2：二级发酵：取木耳、银耳、洋葱、西兰花和芹菜5等份(质量)臭氧消毒后混合均匀，作为二级发酵的蔬菜和可用菌类发酵底物，与步骤1中一级发酵后得到的一级发酵物按照1∶1的质量比进行混合作为二级发酵底物，按接种量5wt％的比例加入毕式酵母发酵液作为发酵接种物，发酵5-10天，发酵温度控制在32℃-37℃，进行二级发酵得到二级发酵物。
步骤3：三级发酵：取枸杞、金银花、葛花、桑叶和桂花5等份(质量)臭氧消毒后均匀混合，作为三级发酵的药食两用植物发酵底物，与步骤2中二级发酵后得到的二级发酵物按照1∶2的质量比进行混合作为三级发酵底物，按接种量7wt％的比例加入嗜热链球菌发酵液作为发酵接种物，发酵5-10天，发酵温度控制在32℃-37℃，进行三级发酵得到三级发酵物。
步骤4：四级发酵：取苹果、梨、山楂、柠檬和桔子5等份(质量)臭氧消毒后均匀混合，作为四级发酵的水果发酵底物，与步骤3中三级发酵后得到的三级发酵物按照1∶3的质量比进行混合作为四级发酵底物，按接种量5wt％的比例加入解淀粉芽孢杆菌发酵液作为发酵接种物，发酵5-10天，发酵温度控制在28℃，进行四级发酵得到最终的复合植物酵素。
经检测，最终得到的复合植物酵素中含有7种酶，其中淀粉酶活性为265U/g，脂肪酶活性78U/g，蛋白酶活性14U/g，纤维素酶活性22U/g、β-葡聚糖酶活性15U/g、木聚糖酶活性5U/g和乳糖酶活性8U/g。
本实施例制备的含有益生菌的复合植物酵素可迅速将有机物质的分子结构降解成更简单的结构，经微生物消化成最终的惰性物质，实现对分解各种化合物、有机物、毒素的分解，常用于解酒、护肝、美白、修复皮肤损伤等产品之中。
实施例2
步骤1：一级发酵：取黑米、大米和绿豆3等份(质量)作为一级发酵的发酵底物，进行臭氧消毒处理后，在洁净条件下混合均匀，按接种量7wt％的比例加入德克酵母发酵液作为发酵接种物，发酵20天，发酵温度控制在40℃，进行一级发酵得到一级发酵物。
步骤2：二级发酵：取木耳和银耳2等份(质量)臭氧消毒后混合均匀，作为二级发酵的可用菌类发酵底物，与步骤1中一级发酵后得到的一级发酵物按照2∶3的质量比进行混合作为二级发酵底物，按接种量5wt％的比例加入毕式酵母发酵液作为发酵接种物，发酵2天，发酵温度控制在35℃，进行二级发酵得到二级发酵物。
步骤3：三级发酵：取桂花和玫瑰2等份(质量)臭氧消毒后均匀混合，作为三级发酵的药食两用植物发酵底物，与步骤2中二级发酵后得到的二级发酵物按照2∶5的质量比进行混合作为三级发酵底物，按接种量7wt％的比例加入嗜热链球菌发酵液作为发酵接种物，发酵5天，发酵温度控制在32℃，进行三级发酵得到三级发酵物。
步骤4：四级发酵：取柠檬、草莓和甜橙3等份(质量)臭氧消毒后均匀混合，作为四级发酵的水果发酵底物，与步骤3中三级发酵后得到的三级发酵物按照3∶7的质量比进行混合作为四级发酵底物，按接种量5wt％的比例加入解淀粉芽孢杆菌发酵液作为发酵接种物，发酵2天，发酵温度控制在28℃，进行四级发酵得到最终的复合植物酵素。
经检测，最终得到的植物发酵物中含有7种酶，其中淀粉酶活性为282U/g，脂肪酶活性55U/g，蛋白酶活性8U/g，纤维素酶活性10U/g、β-葡聚糖酶活性15U/g、木聚糖酶活性5U/g和乳糖酶活性6U/g。
本实施例制备的含有益生菌的复合植物酵素可迅速将有机物质的分子结构降解成更简单的结构，经微生物消化成最终的惰性物质，实现对分解各种化合物、有机物、毒素的分解，常用于美白、修复皮肤损伤等产品之中。
应用实施例3
解酒护肝食品——清爽咀嚼片：取上述实施例1中所得到的复合植物酵素、大米蛋白粉、大豆蛋白粉、葡萄糖、食品添加剂按质量比37％∶30％∶30％∶2％∶1％进行量取混合，制成具有护肝作用的清爽咀嚼片。其中食品添加剂可根据需要选择木糖醇、安赛蜜、柠檬酸、食用香精、抗坏血酸(维生素C)、薄荷、1-赖氨酸、L-蛋氨酸和甜菜碱中的一种或多种。
食用方法：用餐前或饮酒前后，咀嚼1至2片更佳；主要作用清新口气，解酒护肝。
解酒试验：63名志愿者(42名男性，21名女性)同时饮2罐啤酒(330ml)，志愿者分成3组：第一组为空白组(14名男性，7名女性)，饮用啤酒后不服用任何解酒食品；第二组为饮用啤酒后，服用4粒L-谷胱甘肽(Wakie)胶囊的志愿者(14名男性，7名女性)；第三组为饮用啤酒后，服用二片复合酶片的志愿者(14名男性，7名女性)；然后用呼吸酒精分析仪在饮酒后10，20，30和40分钟水平测试酒精含量。
表1各组志愿者在饮酒后10、20、30和40分钟后测试的酒精含量
从表1可以看出，空白组在饮酒后40分钟时测试与在10分钟时测试，人体呼出的气体中酒精含量反而增加；而饮酒后食用L-谷胱甘肽后，在饮酒后40分钟时测试与在10分钟时测试，人体呼出的气体中酒精含量减少1.59％；在饮酒后食用本实施例的清爽咀嚼片后，在饮酒后40分钟时测试与在10分钟时测试，人体呼出的气体中酒精含量减少69.35％，解酒效果明显。
应用实施例4
日用化学品——排毒香皂：取上述实施例2中所得的复合植物酵素、果酸、维生素E、米糠提取物、洋甘菊提取物和玫瑰花精油提取物按质量比51％∶2％∶2％∶35％∶5％∶5％进行量取混合作为香皂有效添加成分，按照常规香皂制法制成排毒香皂。
该排毒香皂不含漂白剂、化学染料，不含香精，适用任何肤质；其含有高效保护脸部和身体皮肤成份，特别对去除面部、背部的油腻、痱子、皮疹以及湿疹有显著效果，并能解决皮肤痕痒的问题。此排毒香皂同样能够有效去除皮肤上的各种细菌及老化细胞，保持再生肌肤的柔嫩。生物酶香皂最显着的特性是立刻除去身体各种臭味并能防止蚊叮虫咬。
上述示例只是用于说明本发明，本发明的实施方式并不限于这些示例，本领域技术人员所做出的符合本发明思想的各种具体实施方式都在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种含有益生菌的复合植物酵素，其特征在于，所述植物酵素含有淀粉酶、脂肪酶、蛋白酶、纤维素酶、β-葡聚糖酶、木聚糖酶和乳糖酶，并通过下述方法制备获得：
（1）原料选用：选用水果、蔬菜、谷物、豆类、药食两用植物和可用菌类和作为发酵底物；选用德克酵母、毕式酵母、嗜热链球菌、解淀粉芽孢杆菌作为发酵接种物；
（2）发酵接种物的处理：在适当的条件下，将各菌种进行多级发酵、扩大培养，待达到对数生长期时停止发酵，得到各菌种发酵液，分别作为处理好的发酵接种物；
（3）一级发酵：任选一种步骤（2）所得的各菌种发酵液作为发酵接种物，将选择的菌种发酵液接种至所选的一种或多种混合的发酵底物上，进行一次固体发酵，获得一级发酵物；
（4）多级发酵：重复步骤（3），进行n次固体发酵，直至获得所需的含有益生菌的复合植物酵素；其中，将之前发酵中未使用过的步骤（1）中所述的发酵底物与上一级发酵所获得的发酵物混合作为每级所用的发酵底物，将之前发酵中未使用的菌种发酵液作为每级所用的接种物，n为1,2,3,4；
其中，步骤（2）、（3）、（4）中，固体发酵体系中，发酵的接种量、混合发酵底物的配比以及发酵时间和温度根据实验确定。
2.如权利要求1所述的植物酵素，其特征在于，所述淀粉酶活性为0~290U/g（淀粉酶活性不为0），所述脂肪酶活性≥30U/g，所述蛋白酶活性≥5U/g，所述纤维素酶活性≥5U/g、所述β-葡聚糖酶活性≥5U/g、所述木聚糖酶活性≥5U/g和所述乳糖酶活性≥5U/g。
3.如权利要求1所述的植物酵素，其特征在于，所述步骤（3）中，接种量为3%~10%（质量百分比），发酵温度为15℃~45℃，发酵时间为10~60天，获得一级发酵物。
4.如权利要求1所述的植物酵素，其特征在于，所述步骤（4）中，接种量为3%~10%（质量百分比），发酵温度为15℃~45℃，发酵时间为1~20天。
5.如权利要求1所述的植物酵素，其特征在于，所述步骤（4）中当n为3时，所述制备方法共进行四级发酵，各级发酵选用的所述植物顺序依次为谷物和豆类、蔬菜和可用菌类、药食两用植物、水果，各级发酵选用的所述菌种发酵液顺序依次为德克酵母、毕式酵母、嗜热链球菌、解淀粉芽孢杆菌。
6.如权利要求1~5任一所述的植物酵素，其特征在于，所述步骤（1）中，所述水果为苹果、梨、桔子、山楂、葡萄、红枣、草莓、桑葚、甜橙、樱桃、柠檬、香蕉、木瓜、芒果、猕猴桃、甘蔗、杨桃、柿子或番石榴。
7.如权利要求1~5任一所述的植物酵素，其特征在于，所述步骤（1）中，所述蔬菜为菠菜、豆芽、青椒、芹菜、卷心菜、南瓜、葫芦瓜、洋葱、西兰花、莲藕、白菜、白萝卜、番茄或胡萝卜；所述可用菌类为金针菇、猴头菇、香菇、平菇、杏鲍菇、木耳或银耳。
8.如权利要求1~5任一所述的植物酵素，其特征在于，所述步骤（1）中，所述谷物为糙米、玉米、小米、黑米、荞麦、燕麦、薏仁米或高粱米；所述豆类为大豆、蚕豆、豌豆、绿豆、黄豆、红豆、赤豆、黑豆、白饭豆、乌豆、白云豆、菜豆、蚕豆、豇豆或相思豆。
9.如权利要求1~5任一所述的植物酵素，其特征在于，所述步骤（1）中，所述药食两用植物为甘草、桂皮、西洋参、枸杞、菊花、金银花、萱草花、葛花、桑叶、桂花、芦荟或玫瑰。
10.权利要求1-9任一所述的含益生菌的复合植物酵素在食品或日用化学品中的应用。
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