CN104544083A - 一种西洋参发酵制品及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种西洋参发酵制品及其制备方法。本发明的制备方法包括如下步骤：1)将西洋参残渣破碎后，浸泡于水中，制得浸泡液；2)向所述浸泡液中加入培养基成分后，接入肠膜明串珠菌进行发酵，当发酵液的pH值降低0.5以上，并且发酵液的还原糖含量低于1.5％时结束发酵，制得发酵液；3)将所述发酵液离心后，对离心上清液进行调配和均质，经灭菌，制得西洋参发酵制品。利用本发明方法制备的发酵制品口感良好，具有良好的免疫调节和抗氧化等功能，适用人群范围广泛。
Description
技术领域
本发明涉及一种发酵制品，特别是涉及一种西洋参发酵制品及其制备方法。
背景技术
西洋参是五加科人参属多年生草本植物，别名花旗参、洋参、西洋人参等，原产于加拿大和美国，现中国多地也有种植。西洋参具有多种保健功能，其能增强中枢神经系统功能、保护心血管系统、提高免疫力、促进血液活力、治疗糖尿病、补肺降火、养胃生津等，服用方法包括煮、炖、蒸食、切片含化、研成细粉冲服等。
西洋参虽富含皂苷、多糖等多种活性成分，然而由于植物细胞的细胞壁由纤维素、半纤维素等构成，其结构致密，采用直接服用的方式不仅费时费力、服用不便，还会导致西洋参中的大多数活性成分难以为人体所吸收，生物利用度低。目前，有少量将西洋参加工制成制品等产品的相关报道。例如，公告号为CN 101810657 B的专利公开了一种含西洋参的保健制品，其是将西洋参制成乙醇提取物后，与左旋肉碱和牛磺酸复配而成，该制品具有一定的提高免疫力、缓解体力疲劳等功能。尽管该方法在一定程度上提高了活性成分的提取率，但仍然存在无法对原料进行充分利用、适口性差等缺陷。
又如，公开号为CN 104013657 A的专利公开了一种西洋参的发酵提取方法，利用米曲霉、黑曲霉、根霉、地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、啤酒酵母、产朊假丝酵母中一种或多种菌在固态发酵过程中代谢产生的纤维素酶、果胶酶等使药材的细胞壁破裂，从而释放西洋参的活性和营养成分，其提取率和口感虽相对于溶剂提取法有所提高，然而该提取物用于胶囊剂、粉剂、片剂等，不仅服用不便，并且成分单一、保健功能有限。
此外，现有技术对于西洋参类产品的开发通常以西洋参作为起始原料，然而开发后形成的西洋参残渣中仍然含有大量活性成分，如直接废弃将造成极大的资源浪费，因此如何对西洋参残渣中的活性成分进行有效利用是亟待解决的问题。
发明内容
本发明提供一种西洋参发酵制品及其制备方法，用于解决现有技术中的西洋参类产品服用不便、成分单一、适口性差、保健功能有限以及无法对西洋参残渣进行有效利用等技术缺陷。
本发明提供一种西洋参发酵制品的制备方法，包括如下步骤：
1)将西洋参残渣破碎后，浸泡于水中，制得浸泡液；
2)向所述浸泡液中加入培养基成分后，接入肠膜明串珠菌进行发酵，当发酵液的pH值降低0.5以上，并且发酵液的还原糖含量低于1.5％时结束发酵，制得发酵液；
3)将所述发酵液离心后，对离心上清液进行调配和均质，经灭菌，制得西洋参发酵制品。
在本发明的制备方法中，所述肠膜明串珠菌可以选用肠膜明串珠菌右旋葡聚糖亚种(L.mesenteroides subsp.dextranicum)或肠膜明串珠菌乳脂亚种(L.mesenteroides subsp.cremoris)，并且可以菌粉或菌液的方式进行使用。在采用菌粉时，菌粉的活菌数可以为109CFU/g左右，接种量可以为0.05～0.2％，例如0.1％。在采用菌液时，可参照上述菌粉的活菌数和接种量进行接种。菌株在使用前可依据需要按照常规方法进行活化。
本发明所述的西洋参残渣指的是对西洋参进行提取后所形成的残渣，其活性成分含量约为30～40％，含水率约为10～20％。进一步地，步骤1)中，将西洋参残渣破碎至40～80目，例如60目，并且控制破碎后的西洋参残渣与水的质量配比为1：10～20，所述浸泡的时间为20～60min。由所述西洋参残渣浸泡制得的浸泡液的pH为4.5～6。浸泡处理能够更加有效地使西洋参残渣中的活性成分释放，从而进一步提高了原料利用率。
在本发明中，所述培养基成分可以包括碳源、氮源、无机盐、微量元素等，本领域技术人员可以根据具体培养的菌株来选择适宜的培养基成分。在本发明具体方案中，所述培养基成分包括糖、肽、无机盐和表面活性剂中的一种或多种，其中所述肽中平均分子量小于1000Da的组分的总质量含量≥80％。即，本发明还提供了一种用于肠膜明串珠菌发酵的液体培养基，其包括西洋参浸泡液、糖、肽、无机盐和表面活性剂，所述西洋参浸泡液为广义概念，其既可以是新鲜或干西洋参的浸泡液，也可以是西洋参残渣的浸泡液，并且该浸泡液的浸泡溶剂可以是水；糖在所述浸泡液中的质量含量可以为5～10％，肽在所述浸泡液中的质量含量可以为0.3～0.8％，无机盐在所述浸泡液中的质量含量可以为0.1～0.3％，表面活性剂在所述浸泡液中的质量含量可以为0.01～0.1％。
进一步地，所述糖可以选自葡萄糖、蔗糖和乳糖中的一种或多种，例如蔗糖；所述无机盐可以选自钠盐、钙盐、锰盐、钾盐和镁盐中的一种或多种，例如碳酸钙；所述表面活性剂可以选自脂肪酸甘油酯、脂肪酸山梨坦和聚山梨酯中的一种或多种，例如吐温80等。特别是，对本发明中所述肽的组分无特别限定，只要其中平均分子量小于1000Da的组分的总质量含量≥80％，进一步≥90％即可，采用所述肽作为氮源能够显著促进肠膜明串珠菌的生长。
本发明具体方案中，步骤2)中，向所述浸泡液中加入糖、肽和无机盐，使所述糖在所述浸泡液中的质量含量为5～10％，所述肽在所述浸泡液中的质量含量为0.3～0.8％，所述无机盐在所述浸泡液中的质量含量为0.1～0.3％。进一步地，还可以向所述浸泡液中加入表面活性剂，使所述表面活性剂在所述浸泡液中的质量含量为0.01～0.1％。此外，可控制所述发酵的温度为22～28℃，转速为80～120r/min。在该条件下对肠膜明串珠菌进行发酵，能够显著改善发酵产品的口感并促进产品保健功能的发挥。此外，控制该发酵液的pH值降低0.5以上(例如发酵液的pH值为4.5～5)，并且发酵液的还原糖含量低于1.5％，不仅有利于避免产品酸味过重而影响适口性，并且低的还原糖含量能够使产品具有更加广泛的适用性，特别是可适宜糖尿病人饮用。
在本发明具体方案中，步骤3)中所述调配包括向离心上清液中加入糖和肽，使所述糖在离心上清液中的质量含量为8～16％，所述肽在离心上清液中的质量含量为0.5～2％。
进一步地，所述糖包括白糖和红糖，并且所述白糖与红糖在所述糖中的质量配比为1：0.5～2。并且，所述肽为胶原肽，该肽原肽中平均分子量小于1000Da的组分的总质量含量≥80％，进一步≥90％。该调配方式可以进一步改善发酵产品的口感，并提高发酵产品的保健功能。
本发明还提供一种西洋参发酵制品，按照上述任一所述的制备方法制得。
本发明方案的实施，至少具有以下优势：
1、本发明采用肠膜明串珠菌对西洋参残渣的浸泡液进行发酵，不仅更加有效释放了西洋参的活性和营养成分，提高了西洋参的利用率，增强了发酵液的保健功能，此外还改善了发酵产品的口感并提升了发酵产品的风味。
2、本发明对发酵工艺的条件进行了优化，不仅提高了发酵速度、缩短了发酵时间，此外发酵产品的口感、风味以及免疫调节和抗氧化等功能得到显著提高。
3、本发明制备的西洋参发酵制品口感好、风味独特、营养成分全面均衡、食用方便，该发酵制品不含任何添加剂，绿色健康；此外，其还具有良好的免疫调节和抗氧化等功能，适用人群范围广泛。
附图说明
图1为本发明实施例和对照例的发酵制品对ConA诱导的小鼠T淋巴细胞增殖能力的评价结果；
图2为本发明实施例和对照例的发酵制品对LPS诱导的小鼠T淋巴细胞增殖能力的评价结果；
图3为本发明实施例和对照例的发酵制品的抗氧化功能评价结果。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的附图和实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明各实施例所采用菌株及原料如下：
肠膜明串珠菌为肠膜明串珠菌乳脂亚种(CICC 22181)，其来自工业微生物菌种保藏管理中心(CICC)，活菌数约为109CFU/g；
乌鸡肽和胶原肽，购自北京中食海氏生物技术有限公司，两种肽中平均分子量小于1000Da的组分的总质量含量均≥80％；
西洋参残渣来自厦门金日制药有限公司，其活性成分含量约为30～40％，含水率为15％左右。
实施例1
将西洋参残渣破碎至60目后，按照重量配比1：15浸泡于水中(即料液比为1：15)，浸泡30min左右后，制得pH值约为5.5的浸泡液。
向上述浸泡液中加入蔗糖、乌鸡肽和碳酸钙，使蔗糖在浸泡液中的质量含量约为8％，乌鸡肽在浸泡液中的质量含量约为0.5％，碳酸钙在浸泡液中的质量含量约为0.18％，搅拌混匀后，按照0.1％左右的接种量向浸泡液中接入肠膜明串珠菌(菌粉)进行发酵，控制发酵的温度为25℃左右，搅拌转速为100r/min左右，当发酵液的pH值降低0.5以上，并且发酵液的还原糖含量低于1.5％时结束发酵，制得发酵液(pH值为4.5～5)；采用分光光度法测定发酵液的菌体浓度，结果见表1。
将上述发酵液在4000r/min下离心15min左右后，向离心上清液中加入白糖、红糖和胶原肽，使白糖和红糖在离心上清液中的质量含量均为6％左右，胶原肽在离心上清液中的质量含量为1％左右，随后进行均质、灭菌，制得西洋参发酵制品(pH值为3.8～4.2)。
使年龄阶段分布在20岁～80岁的50名受试者食用上述制备的西洋参发酵制品，并依据如下标准分别对该西洋参发酵制品进行口感和风味打分：
口感打分标准：满分10分，其中甜味及持续长度总分计3.5分，酸味及持续长度总分计3.5分，爽滑程度总分计1.5分，口中残留味道总分计1.5分；
风味打分标准：满分10分，其中原料特有香味总分计3分，发酵特有香味总分计3分，香味混合程度总分计3分，其他杂味总分计1分；
对西洋参发酵制品的平均打分结果见表1。
实施例2
将西洋参残渣破碎至40目后，按照重量配比1：10浸泡于水中，浸泡20min左右后，制得pH值约为5的浸泡液。
向上述浸泡液中加入葡萄糖、乌鸡肽和硫酸镁，使葡萄糖在浸泡液中的质量含量约为10％，乌鸡肽在浸泡液中的质量含量约为0.8％，硫酸镁在浸泡液中的质量含量约为0.3％，搅拌混匀后，按照0.15％左右的接种量向浸泡液中接入肠膜明串珠菌(菌粉)进行发酵，控制发酵的温度为28℃左右，搅拌转速为80r/min左右，当发酵液的pH值降低0.5以上，并且发酵液的还原糖含量低于1.5％时结束发酵，制得发酵液(pH值为4.2～4.5)；发酵液的菌体浓度见表1。
将上述发酵液离心后，向离心上清液中加入白糖、红糖和胶原肽，使白糖在离心上清液中的质量含量为4％左右，红糖在离心上清液中的质量含量为8％左右，胶原肽在离心上清液中的质量含量为0.5％左右，随后进行均质、灭菌，制得西洋参发酵制品(pH值为3.8～4.2)；该西洋参发酵制品的口感和风味的平均打分结果见表1。
实施例3
将西洋参残渣破碎至80目后，按照重量配比1：20浸泡于水中，浸泡60min左右后，制得pH值约为6的浸泡液。
向上述浸泡液中加入乳糖、乌鸡肽、磷酸氢二钾和吐温80，使乳糖在浸泡液中的质量含量约为5％，乌鸡肽在浸泡液中的质量含量约为0.3％，磷酸氢二钾在浸泡液中的质量含量约为0.15％，吐温80在浸泡液中的质量含量约为0.05％，搅拌混匀后，按照0.05％左右的接种量向浸泡液中接入肠膜明串珠菌(菌粉)进行发酵，控制发酵的温度为22℃左右，搅拌转速为120r/min左右，当发酵液的pH值降低0.5以上，并且发酵液的还原糖含量低于1.5％时结束发酵，制得发酵液(pH值为5～5.5)；发酵液的菌体浓度见表1。
将上述发酵液离心后，向离心上清液中加入白糖、红糖和胶原肽，使白糖在离心上清液中的质量含量为8％左右，红糖在离心上清液中的质量含量为4％左右，胶原肽在离心上清液中的质量含量为2％左右，随后进行均质、灭菌，制得西洋参发酵制品(pH值为3.8～4.2)；该西洋参发酵制品的口感和风味的平均打分结果见表1。
对照例1
除向实施例1的浸泡液中加入MRS培养基成分后接入肠膜明串珠菌进行发酵外，其余与实施例1相同，各测定结果见表1。
对照例2
除按照0.1％左右的接种量向浸泡液中接入枯草芽孢杆菌(菌粉，活菌数约为109CFU/g)进行发酵，并且在将发酵液离心后不经调配而直接进行均质、灭菌外，其余与实施例1相同，各测定结果见表1。
表1发酵过程参数测定及发酵制品的平均打分结果
备注：“-”表示未检测。
由表1结果可知：
相对于常规的MRS培养基，采用乌鸡肽作为氮源可以显著促进肠膜明串珠菌的生长；此外，相对于枯草芽孢杆菌，利用肠膜明串珠菌对西洋参残渣的浸泡液进行发酵并对发酵液进行调配后，能够明显改善发酵制品的口感和风味。
试验例1免疫调节功能评价
1、小鼠脾细胞悬液的制备
将Balb/c小鼠拉颈处死，于75％乙醇中浸泡5min进行消毒处理，无菌分离完整脾脏，用PBS冲去浮血，剥除结缔组织及脂肪成分。采用注射器吸取约5mLPBS，轻轻插入脾内吹出细胞，重复操作数次至脾外膜透明，剩余脾组织剪成大小1mm3小块，剪碎后置于小烧杯上的200目不锈钢滤网上，用注射器针芯研磨，PBS液洗涤，收集冲洗液至离心管，1200rpm离心5min，弃上清液，加入3mL红细胞裂解液，静置2min，加入10mL PBS终止反应，1200rpm离心5min，弃上清，用PBS液洗两次，1200rpm离心5min，用RPMI-1640不完全培养基洗一次，1200rpm离心5min，弃上清，加适量RPMI-1640完全培养基(含10％胎牛血清、100U/mL青霉素、100μg/mL链霉素和10mM Hepes)，调整细胞浓度至2×106个细胞/mL，台盼蓝染色检测细胞存活率大于95％。
2、各发酵制品对淋巴细胞增殖的影响
将实施例1～3、对照例1～2制备的发酵制品用纯净水分别进行梯度稀释，制得各自的梯度稀释液。
将上述脾细胞悬液按100μL/孔加入到96孔培养板中，再分别添加10μLConA(5μg/mL)或10μL LPS(5μg/mL)、以及10μL上述各发酵制品的梯度稀释液，每个梯度做6次重复，将培养板置于37℃、5％CO2的培养箱中培养72h；同时设置空白对照(即添加10μL纯净水)。
采用CCK-8试剂盒测定各发酵制品对脾淋巴细胞增殖能力的影响(用刺激指数(SI)表示)，结果如图1和图2所示。由图1和图2可知：相对于对照例1和对照例2的发酵制品，本发明各实施例制备的西洋参发酵制品均能够显著增加小鼠T淋巴细胞活性，具有更优异的免疫调节功能。
对照例2抗氧化功能评价
将实施例1～3、对照例1～2的发酵制品分别用无血清的DMEM培养基进行梯度稀释，制得梯度稀释液。
将HepG2细胞以细胞密度2×105接种至细胞培养板，每孔2ml，置于37℃、5％CO2细胞培养箱中培养24h，随后小心吸走孔中的细胞上清液，用HBSS清洗一次，分别加入上述各发酵制品的梯度稀释液2ml，于37℃、5％CO2细胞培养箱中培养3.5h，然后加入荧光染料2’,7'-二氢二氯荧光黄双乙酸钠(2’,7’-dichlorofluorescin diacetate,DCFH-DA,终浓度为10μM)，用HBSS小心清洗三次，最后加入抗氧损伤剂600μM AAPH；同时设置空白对照(即添加2ml无血清的DMEM培养基)。
采用流式细胞仪检测细胞内ROS含量(用EC50值表示)，结果如图3所示。由图3可知：相对于对照例1和对照例2的发酵制品，本发明制备的西洋参发酵制品具有更加优异的抗氧化功能。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种西洋参发酵制品的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将西洋参残渣破碎后，浸泡于水中，制得浸泡液；
2)向所述浸泡液中加入培养基成分后，接入肠膜明串珠菌进行发酵，当发酵液的pH值降低0.5以上，并且发酵液的还原糖含量低于1.5％时结束发酵，制得发酵液；
3)将所述发酵液离心后，对离心上清液进行调配和均质，经灭菌，制得西洋参发酵制品。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，将西洋参残渣破碎至40～80目，并且控制破碎后的西洋参残渣与水的质量配比为1：10～20，所述浸泡的时间为20～60min。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述培养基成分包括糖、肽、无机盐和表面活性剂中的一种或多种，并且所述肽中平均分子量小于1000Da的组分的总质量含量≥80％。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述糖选自葡萄糖、蔗糖和乳糖中的一种或多种，所述无机盐选自钠盐、钙盐、锰盐、钾盐和镁盐中的一种或多种，所述表面活性剂选自脂肪酸甘油酯、脂肪酸山梨坦和聚山梨酯中的一种或多种。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中，向所述浸泡液中加入糖、肽和无机盐，使所述糖在所述浸泡液中的质量含量为5～10％，所述肽在所述浸泡液中的质量含量为0.3～0.8％，所述无机盐在所述浸泡液中的质量含量为0.1～0.3％。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，控制所述发酵的温度为22～28℃，转速为80～120r/min。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中所述调配包括向离心上清液中加入糖和肽，使所述糖在离心上清液中的质量含量为8～16％，所述肽在离心上清液中的质量含量为0.5～2％。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述糖包括白糖和红糖，并且所述白糖与红糖在所述糖中的质量配比为1：0.5～2。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述肽为胶原肽。
10.一种西洋参发酵制品，其特征在于，按照权利要求1至9任一所述的制备方法制得。
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