CN104839638A - 果蔬与微生物固态发酵混合酵素的生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了果蔬与微生物固态发酵混合酵素的生产工艺，其包括：步骤一，将新鲜果蔬清洗干净；步骤二，利用榨汁机将果蔬榨汁，得到果蔬汁和果蔬渣；步骤三，将获得的果蔬渣按其含水量不同加入含水量调节原料，调节果蔬渣的含水量，并混合均匀而得到基料；步骤四，将步骤三的基料装入发酵瓶灭菌；步骤五，将灭菌好的果蔬基料降至室温，接种入微生物液态菌种进行固态发酵；步骤六，固态发酵结束后，将步骤一的果蔬汁拌入其中，进行低温干燥，即可获得既含有果蔬酵素、又含有微生物类酵素的果蔬与菌类混合酵素。本发明不但可以充分保留果蔬中酶的活性，又可以获得微生物的酶类成分，此外本发明还可以实现整个果蔬的全部利用，不产生任何废渣，生态环保。

Description

果蔬与微生物固态发酵混合酵素的生产工艺

技术领域

本发明涉及发酵工程领域，尤其是涉及一种果蔬与微生物固态发酵混合酵素的生产工艺。

背景技术

酵素，一种具有催化活性的蛋白质，其实质是酶，它是生物体一切生化反应的催化剂，人体也不例外。按照酵素来源不同通常将来源于植物的酵素称之为植物酵素，如来源于木瓜的木瓜蛋白酶，菠萝的菠萝蛋白酶等均属于植物酵素；来源于动物的称之为动物酵素，如来源的动物胰腺的胰蛋白酶、胃液中提取的胃蛋白酶等；来源于微生物的称之为微生物酵素，如来源于黑曲霉菌的淀粉酶、果胶酶等。

作为一种具有催化活性的蛋白质，酵素有着以下特性：

(1)绝大多数酵素，对热敏感，在高温的条件，极易变性，失去活性；

(2)因为酵素本身是蛋白质，因此，这一特性使其容易成为其他微生物的“食物”，被其他的微生物降解；

(3)一般情况而言，固态的酶较液态更为稳定，因为在液态条件下，如pH,金属离子的浓度都是影响其活性的因素。

对于微生物来源的酵素，因其发酵状态、条件的不同，其酵素的种类、含量、稳定性均有所不同。如Acuna.Arguelles ME等对深层发酵和固态发酵产生的三种胞外果胶酶的物理化学和动力学特性进行了比较研究，发现固态发酵得到的酶在极端的批pH和温度下较液态发酵得到的酶的稳定性要好且没有底物抑制现象,而液态发酵得到的酶却存在底物抑制现象[Acuna-Arguelles ME,Gutierrez-Rojas M,Viniegra-Gonzalez G,Favela-Torres E.Production andproperties of three pectinolytic activities produced by Aspergillusniger in submerged and solid-state fermentation Appl MicrobiolBiotechnol.1995 Oct；43(5):808-14]。J.C.Mateos Diaza对固态与液态发酵获得的脂肪酶进行了研究，发现两种方法产生的酶均是单体且具有相同的分子量，但是他们的酶活、对热稳定性等方面却存在明显差异，固态发酵获得的酶活和稳定性明显高于液态发酵获得的酶活[J.C.Mateos Diaza,J.A.Rodríguezb,S.Roussos,J.Cordovac,A.Abousalhamd,F.Carriered andJ.Baratti Lipase from the thermotolerant fungus Rhizopus homothallicusis more thermostable when produced using solid state fermentation thanliquid fermentation procedures Enzyme and Microbial Technology Articlein Press,Corrected Proof-Note to users].Chandran Sandhy等发现固态发酵所产生的中性蛋白酶是液态发酵产量的3.5倍[Chandran Sandhy et alComparative evaluation of neutral protease production by Aspergillusoryzae in submerged and solid-state fermentation Process Biochemistry40(2005)2689–2694]。从目前研究来看，利用固态发酵来获得果蔬酵素报道很少。

现代研究表明，酵素具有多种生理活性，如来源于菠萝的菠萝蛋白酶具有抗炎的效果，来源于木瓜的木瓜蛋白酶具有美白等效果，来源于枯草芽孢杆菌的纳豆激酶就具有溶解血栓的活性，对心脑血管病具有良好的治疗和预防效果。来源于微生物的SOD(超氧化物歧化酶)具有抗氧化、美白等效果。不少的研究表明生吃蔬菜对人体健康十分有益，其原理也是基于生蔬菜相比较炒熟的蔬菜其酵素活性更强，含量更高的缘由。

基于酵素的多种生理活性，目前市场关于酵素的产品层出不穷，各种酵素的开发专利众多。从公开的专利来看，其酵素的获得方式有(1)：液态自然发酵方式，即将蔬菜水果切成小块，加入蜂蜜、水等辅料，然后进行自然发酵，发酵结束后，再过滤获得液态酵素。这种方式获得的酵素存在以下四方面的问题，第一，果蔬中的酵素，难以进入到最终的产品中，溶解的多少，处决于果蔬块的大小。第二、果蔬中的酵素很容易成为发酵微生物“食物”，从而导致果蔬酵素的损失。第三、自然的发酵方式，难以控制有害微生物的生长。最终产品带来安全隐患。第四、发酵后果蔬渣势必会对环境带来一定影响。为了避免上述问题，一些公开的专利进行了技术改进，如通过在其中通过往发酵液中通臭氧，对原料进行杀菌，然后人为的接种入有益微生物进行发酵。如中国专利CN201210116257.4，这种方式可以在一定程度上控制有害微生物的生长，但由于臭氧的强氧化性，可以使其中的一些酵素失活，除此之外，一些其他的活性物质也极有可能被其氧化，从而失去生物活性。还有一些专利，采用高温的方式来灭菌，如CN201010546286.5，CN201410256250.1。这种方式，虽然能完全控制有害微生物的生长，但是却是以完全牺牲原料中酵素为代价的。

跟液态发酵相比，固态发酵因传热、溶氧、水活度等均不一样，其产生酵素种类、量以及酵素的性质均存在一定的差异。但目前采用固态发酵获得酵素的报道还很少。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种果蔬与微生物固态发酵混合酵素的生产工艺，其可以最大限度的保留果蔬中的酵素活性，同时也能保留果蔬中的其他非酵素类活性成分。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

果蔬与微生物固态发酵混合酵素的生产工艺，该生产工艺包括如下步骤：

步骤一，将新鲜果蔬清洗干净，备用；

步骤二，利用榨汁机将果蔬榨汁，得到果蔬汁和果蔬渣；

步骤三，将获得的果蔬渣按其含水量不同加入含水量调节原料，调节果蔬渣的含水量，并混合均匀而得到基料；

步骤四，将步骤三的基料装入发酵瓶灭菌；

步骤五，将灭菌好的果蔬基料降至室温，接种入微生物液态菌种进行固态发酵；

步骤六，固态发酵结束后，将步骤一的果蔬汁拌入其中，进行低温干燥，即可获得既含有果蔬酵素、又含有微生物类酵素的果蔬与菌类混合酵素。

作为本发明的果蔬与微生物固态发酵混合酵素的生产工艺，步骤一的果蔬原料包括苹果、猕猴桃、橘子、菠萝、青梅、桑葚、覆盆子、胡萝卜、苦瓜、葡萄、蓝莓、菠菜，大麦苗、梨、西兰花、黄瓜、木瓜、哈密瓜、甜瓜、樱桃、枇杷中的一种或者多种的组合。

作为本发明的果蔬与微生物固态发酵混合酵素的生产工艺，步骤二的榨汁过程中以添加水进行榨汁作业或者以不添加水的方式进行榨汁作业。

作为本发明的果蔬与微生物固态发酵混合酵素的生产工艺，其特征在于，步骤三中，果蔬渣的含水量调节至30％-60％(质量百分比)，优选含水量为40％-45％。

作为本发明的果蔬与微生物固态发酵混合酵素的生产工艺，步骤三中，果蔬渣的含水量调节至40％-45％。

作为本发明的果蔬与微生物固态发酵混合酵素的生产工艺，所述含水量调节原料为糙米、燕麦粉、麸皮、大豆、百合、玉竹、黄精的中的一种或者多种的组合。

作为本发明的果蔬与微生物固态发酵混合酵素的生产工艺，步骤四中，灭菌条件为121℃，持续30-50min，优选40-45min。

作为本发明的果蔬与微生物固态发酵混合酵素的生产工艺，步骤四中，步骤五中，微生物菌种包括蛹虫草菌、乳杆菌、酵母菌、黑曲霉菌、米曲霉菌、红曲霉菌、香菇菌、灰树花菌、毛霉、根霉、灵芝菌、枯草芽孢杆菌、猴头菌、姬松茸菌，牛樟芝，液态微生物菌种的接种量为7-20％(体积百分比)，优选接种量为10％-15％(体积百分比)。

作为本发明的果蔬与微生物固态发酵混合酵素的生产工艺，步骤六中，在进行低温干燥之前，先将果蔬汁拌入固态发酵好的基料中，这样有利于提高比表面积，缩短干燥时间，节省能耗。

作为本发明的果蔬与微生物固态发酵混合酵素的生产工艺，步骤六中，低温干燥的温度不高于60℃，优选干燥温度为不高于40℃。

本发明具有如下有益效果：

本发明提供一种同时获得果蔬和微生物固态发酵酵素的混合酵素生产工艺，通过该工艺，可以大限度的保留果蔬中的酵素活性，同时也能保留果蔬中的其他非酵素类活性成分。本发明具有以下优点：

(1)在充分保留果蔬中原有的酵素的同时，充分保留果蔬中的其他活性成分。

(2)完全控制有害微生物的生长，实现有益目标微生物的生长。

(3)采用固态发酵方式，实现整个生产过程无废渣、废水产生，生态环保。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。

实施例1

选取无腐烂的苹果、橘子各500克，苹果清洗干净，橘子剥皮。置于榨汁机中榨汁，获得水果原汁789克。以及橘子和苹果渣202克，在橘子和苹果渣中，加入麸皮50克，糙米粉100克，大豆粉50克，混合均匀后，分装入3个发酵瓶中，在121℃下，灭菌30min。待温度降到室温后，各接种红曲液态种15ml，在32℃发酵3天，然后转入24℃发酵20天后，倒出发酵物料，拌入苹果和橘子原汁，再真空冷冻干燥，获得果蔬和红曲固态发酵混合酵素。

实施例2

选取无腐烂的红萝卜、苦瓜、橘子、菠萝、樱桃各200克，苦瓜，樱桃清洗干净、去核，橘子、菠萝剥皮。置于榨汁机中榨汁，获得水果原汁719克。果蔬渣252克，加入麸皮50克，糙米粉30克，百合粉30克，大豆粉30克，混合均匀后，分装入3个发酵瓶中，在121℃下，灭菌30min。待温度降到室温后，接种毛霉菌液态种17ml，在35℃发酵10天，倒出发酵物料，拌入苹果和橘子原汁。再真空冷冻干燥，获得果蔬和毛霉固态发酵混合酵素。

实施例3

选取无腐烂的苹果、红萝卜、苦瓜、柠檬、木瓜、西兰花各200克，苹果清洗干净，橘子剥皮。置于榨汁机中榨汁，获得果蔬汁846克和果蔬渣339克。在果渣中，加入麸皮50克，糙米粉30克，燕麦粉50克，混合均匀后，分装入4个发酵瓶中，在121℃下，灭菌40min。待温度降到室温后，接种米曲霉液态种12ml，在37℃发酵15天，倒出发酵物料，拌入果蔬原汁。再真空冷冻干燥，获得果蔬和米曲霉固态发酵混合酵素。

实施例4

选取无腐烂的苹果、橘子各500克，苹果清洗干净，橘子剥皮。置于榨汁机中榨汁，获得水果原汁768克，以及果渣228克，在果渣中，加入麸皮30克，加入大豆粉120克，混合均匀后，分装入3个发酵瓶中，在121℃下，灭菌30min。待温度降到室温后，接种枯草芽孢杆菌液态种15ml，在37℃发酵3天，倒出发酵物料，拌入果汁。再真空冷冻干燥，获得果蔬和枯草芽孢杆菌固态发酵混合酵素。

实施例5

选取无腐烂的苹果、橘子、西兰花各300克，苹果清洗干净，橘子剥皮。置于榨汁机中榨汁，获得果蔬原汁629克，以及果蔬渣263克，在果蔬渣中，加入麸皮50克，糙米粉100克，黄豆粉30克，混合均匀后，装入4个发酵瓶中，在121℃下，灭菌35min。待温度降到室温后，接种灰树花菌液态种20ml，在25℃发酵30天后，倒出发酵物料，拌入水果原汁。再真空冷冻干燥，获得果蔬和灰树花菌固态发酵混合酵素。

实施例6

选取无腐烂的苹果、橘子各500克，苹果清洗干净，橘子剥皮。置于榨汁机中榨汁，获得水果原汁749克。果渣241克，在果渣中，加入麸皮50克，糙米粉30克，混合均匀后，装入发酵瓶中，在121℃下，灭菌灭菌50min。待温度降到室温后，接种乳酸菌液态种，在32℃发酵10天，倒出发酵物料，拌入果蔬原汁。再真空冷冻干燥，获得苹果橘子乳酸菌固态发酵混合酵素。

实施例7

选取无腐烂的苹果、橘子，覆盆子、蓝莓各200克，清洗干净，橘子剥皮。置于榨汁机中榨汁，获得水果原汁589克。果渣195克，在果渣中，加入麸皮50克，糙米粉30克，莲子粉20克，百合粉50克，混合均匀后，装入3发酵瓶中，在121℃下，灭菌40min。待温度降到室温后，每接种猴头菌液态种20ml，在26℃发酵30天，倒出发酵物料，拌入水果原汁。再真空冷冻干燥，获得果蔬和猴头菌固态发酵混合酵素。

实施例8

选取无腐烂的苹果、菠萝、木瓜、葡萄、李子、桃子、芒果、青梅、哈密瓜、奇异果、桑葚、黄瓜、梨子、西兰花、橘子各200克，清洗干净，橘子剥皮。置于榨汁机中榨汁，获得果蔬汁2250克，以及果蔬渣722克，在橘子和苹果渣中，加入麸皮100克，糙米粉200克，黄精粉200克，玉竹粉200克混合均匀后，分装入14个发酵瓶中，在121℃下，灭菌45min。待温度降到室温后，每瓶接种灵芝液态种15ml，在26℃发酵30天后，倒出发酵物料，拌入果蔬原汁。再真空冷冻干燥，获得果蔬和灵芝固态发酵混合酵素。

以上所述仅为本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅限于上述实施方式，凡是属于本发明原理的技术方案均属于本发明的保护范围。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明的原理的前提下进行的若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.果蔬与微生物固态发酵混合酵素的生产工艺，其特征在于，该生产工艺包括如下步骤：

步骤一，将新鲜果蔬清洗干净，备用；

步骤二，利用榨汁机将果蔬榨汁，得到果蔬汁和果蔬渣；

步骤三，将获得的果蔬渣按其含水量不同加入含水量调节原料，调节果蔬渣的含水量，并混合均匀而得到基料；

步骤四，将步骤三的基料装入发酵瓶灭菌；

步骤五，将灭菌好的果蔬基料降至室温，接种入微生物液态菌种进行固态发酵；

步骤六，固态发酵结束后，将步骤一的果蔬汁拌入其中，进行低温干燥，即可获得既含有果蔬酵素、又含有微生物类酵素的果蔬与菌类混合酵素。

2.根据权利要求1所述的果蔬与微生物固态发酵混合酵素的生产工艺，其特征在于，步骤一的果蔬原料包括苹果、猕猴桃、橘子、菠萝、青梅、桑葚、覆盆子、胡萝卜、苦瓜、葡萄、蓝莓、菠菜，大麦苗、梨、西兰花、黄瓜、木瓜、哈密瓜、甜瓜、樱桃、枇杷中的一种或者多种的组合。

3.根据权利要求1所述的果蔬与微生物固态发酵混合酵素的生产工艺，其特征在于，步骤二的榨汁过程中以添加水进行榨汁作业或者以不添加水的方式进行榨汁作业。

4.根据权利要求1所述的果蔬与微生物固态发酵混合酵素的生产工艺，其特征在于，步骤三中，果蔬渣的含水量调节至30％-60％。

5.根据权利要求4所述的果蔬与微生物固态发酵混合酵素的生产工艺，其特征在于，步骤三中，果蔬渣的含水量调节至40％-45％。

6.根据权利要求1或4或5所述的果蔬与微生物固态发酵混合酵素的生产工艺，其特征在于，所述含水量调节原料为糙米、燕麦粉、麸皮、大豆、百合、玉竹、黄精的中的一种或者多种的组合。

7.根据权利要求1所述的果蔬与微生物固态发酵混合酵素的生产工艺，其特征在于，步骤四中，灭菌条件为121℃，持续30-50min。

8.根据权利要求1所述的果蔬与微生物固态发酵混合酵素的生产工艺，其特征在于，步骤四中，步骤五中，微生物菌种包括蛹虫草菌、乳杆菌、酵母菌、黑曲霉菌、米曲霉菌、红曲霉菌、香菇菌、灰树花菌、毛霉、根霉、灵芝菌、枯草芽孢杆菌、猴头菌、姬松茸菌，牛樟芝。

9.根据权利要求1所述的果蔬与微生物固态发酵混合酵素的生产工艺，其特征在于，步骤六中，在进行低温干燥之前，先将果蔬汁拌入固态发酵好的基料中。

10.根据权利要求1或9所述的果蔬与微生物固态发酵混合酵素的生产工艺，其特征在于，步骤六中，低温干燥的温度不高于60℃。