CN105166907A - 一种麦苗酵素的快速发酵制备方法 - Google Patents

Abstract

一种麦苗酵素的快速发酵制备方法，属于农产品加工领域。本发明包括将新鲜大麦苗进行预处理，即挑选去杂、洗净，然后经过匀浆、辅料调配、灭菌、接种、发酵和包装得到产品麦苗酵素。本发明制备得到的产品不仅具有饮料的饮用功能，同时含有丰富的酶、氨基酸、维生素等，其抗氧化性能较强，具有较好的保健功能；不添加防腐剂，更营养、更安全。本发明产品生产理念符合当前国际饮料的“绿色、环保、健康”的发展潮流。

Description

一种麦苗酵素的快速发酵制备方法

技术领域

本发明涉及一种麦苗酵素的快速发酵制备方法，新鲜大麦苗用酵母菌发酵生产麦苗酵素液的技术研究，属于农产品加工领域。

背景技术

大麦苗是禾本科越年生草本植物大麦的幼苗，其营养丰富，所含的维生素、矿物质及蛋白质是人类与动物的必需营养，还含有叶绿素、黄酮类物质、活性酶、维生素等生物活性物质。大麦苗有着悠久的食用药用历史，我国明代的医药学家李时珍就在《本草纲目》中写到：“麦苗，气味辛、寒、无毒。主治消酒毒、暴热，酒疽、目黄，并捣烂绞碎滤服之，又解蛊毒；煮汁滤服，除烦闷。除时疾狂热，退胸隔热，利小肠。作苗，甚益颜色”。近年来，大麦苗制作的天然保健食品以其独特的营养价值及保健作用，在日本、美国等发达国家也倍受关注。而在我国，现在大麦苗保健食品及其相关研究还不多。

酵素，在学术上是多种酶复合体系的另一种概念，它是维持所有活的动植物和微生物机体正常功能的必需物质，人体缺乏酵素易引起各种疾病的出现，因此服用补酶食品对人体是十分有益的；而作为一种保健食品，酵素指以新鲜蔬菜、水果等植物为原料，经多种益生菌发酵而产生的，含有丰富的酶、维生素、矿物质和次生代谢产物的微生物制剂。研究表明酵素食品具有消炎、抗菌、抗氧化、净化血液、促进细胞新生、增强免疫力等作用，有些还表现出了一定的抗肿瘤作用。因其较好的保健功能，酵素食品在日本以及我国台湾地区大受欢迎。尽管国内市场上也出现了一些酵素食品，但数量仍然很少，还有广阔的发展空间。

发酵作用是目前常应用在各种果蔬酵素制造上的主要工艺，它通过利用微生物生长特性的不同将底物发酵成各种有机分子或是产生不同的酵素分子，同时将各种水果本身所含的酵素成分释放出来，可以有效提高酵素的各种保健功效和附加价值。按照生产过程中是否人工接种菌种，酵素可以分为天然酵素和人工酵素两类。天然酵素生产工艺简单，但生产周期较长，且还存在着以下缺点：一是很容易造成腐败菌的滋生或是发霉，因为大多都是利用空气中所存在各种微生物所发酵而成，尽管成品是酵素却也不能完全保证无病原菌的污染，容易因为误食导致食物中毒；二是无法有效将酵素活性保留；三是无法有效控制发酵时间造成品质无法管控。人工酵素生产工艺相对复杂，但通过人工接种菌种，大幅缩短了生产周期；且生产条件可以严格控制，产品质量较稳定：是一种明显优于天然发酵的生产方式。

蒋增良、毛建卫等（2013）将蓝莓用无菌水在无菌条件下洗净并晾干，辅料红糖用紫外杀菌，蓝莓与红糖按质量比1∶1，加入到已灭菌的玻璃瓶中，封口，放在暗处，常温下发酵56d，得到天然蓝莓酵素，并研究了其在天然发酵过程中抗氧化能力的变化。结果表明，发酵过程中总酚含量从1.850mg/mL升高到了2.308mg/mL，发酵前后增加了24.7%；DPPH自由基清除能力、超氧自由基清除能力和ABTS自由基清除能力呈逐渐增加趋势，发酵前后分别提高了3.6%，5.7%和16.5%；还原力和羟基自由基清除能力呈现先增加后略微降低再增加的趋势，发酵前后分别提高了20.4%和2.4%。结论表明，蓝莓酵素在发酵过程中体现了高抗氧化性能，抗氧化性能基本呈现上升趋势。该法操作简单，所得产品具有较高的抗氧化性能。他们还采用类似的方法制备了天然葡萄酵素（2014），得到了类似的结论。郭艳萍、赵金安（2014）将已灭菌的白糖以及大麦粉末放入对应的玻璃瓶中，封口，放置于恒温培养箱中于35℃发酵49d，得到天然大麦酵素，并对其抗氧化性能进行了初步探究。结果表明，天然发酵过程制得的大麦酵素具有较强的抗氧化活性，对羟基自由基、DPPH自由基、超氧自由基和ABTS自由基具有较高的清除能力；大麦天然酵素展现了较高的抗氧化能力，其抗氧化活性的大小与酚类物质含量具有一定相关性。以上文献中采用紫外杀菌的方式，避免了原料中活性物质的损失，但其效率仍不如本方法采用的低频微波杀菌；其虽然生产方法简单，但是由于没有人工接种菌种，而是采用了天然发酵的方法，所以生产周期很长。本方法采用低频微波杀菌，在保证快速杀菌的同时，较好的保护了原料中总酚、黄酮以及各种酶的活性；并通过人工接种酵母菌，并给以其适宜的发酵条件，大大缩短了发酵时间，从而缩短了生产周期。

董洁、夏敏敏等（2013）以金丝小枣枣泥为主要原料，进行金丝小枣枣泥发酵工艺的研究。采用单因素实验法和正交设计法对酵母菌和乳酸菌的接种量、发酵培养基碳氮比、发酵温度、时间等工艺条件进行了研究。确定出最佳的工艺参数为：30℃条件下，发酵培养基中碳氮比为6∶1，接种0.1%酵母菌，保证充分溶氧，发酵12h，然后在37℃条件下，接种0.5%乳酸菌发酵剂，静置发酵28h，最后控制温度为6~8℃，静置24h，进行后酵，使发酵液产香。贾丽丽，冀利等（2014）将冬枣泥与水1∶2混匀，酶解后补充营养物质。发酵基质灭菌、冷却后，接种0.1%酵母菌，于30℃发酵12h，接种0.05%乳酸菌，37℃下发酵27h，最后于6-8℃下后酵24h，使基质产香。发酵液浓缩后经真空冷冻干燥制成冬枣酵素粉，研究其发酵过程中的生物学特性和抗氧化活性的变化。结果表明：发酵过程中还原糖含量先升高后降低，可溶性固形物含量和pH值不断下降，可滴定酸度不断上升；随着生物量的增加，还原力、羟自由基清除率和SOD酶活力均不断升高；黄酮含量发酵前后没有显著变化。以上方法通过人工接种合适的菌种发酵，大大缩短了发酵时间，但出于原料的原因，工艺相对复杂，不如本方法简单易操作。

陈伟等人公开了一种桑葚酵素饮料及其制备方法（中国专利申请号201310405540.3），以桑葚为主要原料，添加老冰糖等辅料，分层发酵90天以上，得到桑葚酵素原液，再调配以其它辅料，经膜过滤、杀菌后灌装，得到成品。刘振田等人公开了一种仙人掌酵素的制备方法（中国专利申请号201310486072.7），将切碎后的仙人掌碎片按一层仙人掌碎片一层糖分的方式分层放入发酵桶，加入无菌水后封闭发酵桶，常温下自然发酵，发酵过程中避免阳光照射，并每天缓慢搅拌一次，期间放气3-5次，自然发酵至少45天后，发酵桶内再无新气泡产生，则发酵完成。发酵液经提取、过滤、密封后计量装瓶，即为仙人掌酵素液产品。刘振田等人还公开了一种木耳酵素的制备方法（中国专利申请号201310486310.4），将干木耳泡发复水，冲洗后沥干、切碎木耳，将木耳碎片和糖分间隔分层放入发酵桶内，加入无菌水，常温下自然发酵，每天搅拌一次；期间放气3-5次，发酵45天以上即得一次发酵木耳酵素液；将发酵木耳碎片磨浆后，再加入糖分、无菌水二次自然发酵30天以上；两次发酵液合并、均质，并静置10天以上即得成品。以上专利中没有对原料进行灭菌，虽然生产方法简单，但是由于没有人工接种菌种，而是采用了天然发酵的方法，所以生产周期很长。本方法采用低频微波杀菌，在保证快速杀菌的同时，较好的保护了原料中总酚、黄酮以及各种酶的活性；并通过人工接种酵母菌，并给以其适宜的发酵条件，大大缩短了发酵时间，从而缩短了生产周期，有利于工业化批量化生产。

许安邦公开了一种发酵生产营养均衡天然水果酵素的方法（中国专利申请号201310512639.3），将原料预处理后，首先接种酿酒酵母进行前期发酵5-10天，再接种醋酸菌和乳酸菌进行中期发酵2周，再经粗过滤后进行后期发酵8-9周，再经细过滤后得到成品。朱玉珍公开了一种荔枝酵素的制备方法（中国专利申请号201410849225.4），将包有白色果皮的荔枝放入橙汁液中密封浸泡3-5h，再进行厌氧发酵，过滤，得滤液一和果渣一；滤液一浓缩至5-10g/mL，继续发酵；果渣一进行有氧发酵再过滤，得滤液二与果渣二；果渣二放入超声波容器中震荡过滤，得到滤液三，将滤液三与滤液二混合后加入浓缩后的滤液一中，加入菌种Ⅳ，继续发酵5-10天，即得到荔枝酵素。姜英亮公开了纳豆菌发酵法生产低分子樱桃酵素饮料的技术研究（中国专利申请号201310598684.5），将植物（谷物、水果或蔬菜）打浆制备发酵液，接种纳豆菌，35-42℃下发酵5-8天，再接种啤酒酵母28-35℃下进行混合发酵4-5天，将混合发酵滤液制成樱桃酵素饮料即得成品。以上发酵过程均采用了人工发酵的方法，但出于原料的原因，其工艺比较复杂，虽然缩短了发酵时间但生产周期仍相对较长；而本发明生产工艺简单，操作方便，总的生产周期与之相比仍有较大的优势。

发明内容

本发明的目的是提供一种通过人工接种酵母菌来大幅缩短发酵时间的麦苗酵素的快速发酵制备方法，以便充分利用大麦资源，丰富大麦产品种类。该法采用的工艺简单，生产周期短，所得产品口感醇正，营养丰富，且具有较强的抗氧化能力。

本发明的技术方案，一种麦苗酵素的快速发酵制备方法，包括将新鲜大麦苗进行预处理，即挑选去杂、洗净，然后经过匀浆、辅料调配、灭菌、接种、发酵和包装得到产品麦苗酵素；具体步骤如下：

（1）预处理和均浆：取新鲜大麦苗，挑选去杂后，用无菌水洗净，称取一定质量的大麦苗，每15g大麦苗加100mL无菌水，用打浆机打成匀浆；

（2）辅料调配：以步骤（1）中称取的大麦苗质量为1，按以下比例向匀浆液中添加各种辅料并混匀：酵母膏0.2%、硫酸镁0.1%、氯化锌0.1%、蔗糖0.67%，磷酸二氢钾和磷酸氢二钾各0.05%；磷酸二氢钾和磷酸氢二钾用于调节pH，使初始pH保持在6.0；

（3）灭菌：采用低频微波灭菌，微波功率510W，时间120s，灭菌后将匀浆液冷却到室温；

（4）接种：将活性干酵母用YEPD液体培养基于28℃活化后，以步骤（1）中称取的大麦苗质量为1，接种0.67%的活性干酵母于步骤（3）中冷却后的匀浆液中；

（5）发酵：于发酵罐中32℃恒温发酵12h，得到粗酵素液；

（6）包装：将粗酵素液过滤后，经巴氏杀菌，包装后即得到成品麦苗酵素。

本发明的有益效果：本发明操作简便，通过向发酵基质中添加菌种，仅12h即可获得高酶活性的酵素产品，SOD酶活性达到32.57±0.39U/g，CAT酶活性达到1.3826±0.0269U/(g·min)，POD酶活性达到7.154±0.137U/(g·min)，大幅缩短了酵素产品的发酵时间，同时较短的发酵时间保护了总酚和黄酮类物质，其含量可达137.1±1.6μg/mL和212.5±14.7μg/mL。

1、与一些需要二次三次或者更多次发酵的酵素生产方法相比，该法工艺简单，操作方便，易于实施和推广；

2、通过人工接种酵母菌，发酵时间相比天然酵素大大减少，且由于工艺简单，相比某些人工酵素其发酵时间也明显缩短，因而大幅提高了生产效率；

3、所得产品SOD、CAT等功效酶活性以及总酚等活性物质含量相比原料有了较大提升，一些抗氧化指标显示具有较强的抗氧化能力，表明其具有较好的保健功能。

具体实施方式

实施例1：一种麦苗酵素的快速发酵制备方法（小批量）

将新鲜大麦苗经挑选去杂后，用无菌水洗净，称取15g，加100mL无菌水，用打浆机打成匀浆。以上述大麦苗质量为1，按以下比例向匀浆液中添加各种辅料并混匀：酵母膏0.2%、硫酸镁0.1%、氯化锌0.1%、蔗糖0.67%，磷酸二氢钾和磷酸氢二钾各0.05%。磷酸二氢钾和磷酸氢二钾用于调节pH，使初始pH保持在6.0左右。采用低频微波灭菌，微波功率510W，时间120s，灭菌后将匀浆液冷却到室温；将活性干酵母用YEPD液体培养基于28℃活化后，以上述大麦苗质量为1，接种0.67%的活性干酵母于冷却后的大麦苗匀浆液中。将匀浆液于发酵罐中32℃恒温发酵12h，得到粗酵素液，过滤后，经巴氏杀菌后包装得到成品麦苗酵素。

测得麦苗酵素的SOD活性相对于实验所用大麦苗匀浆液提高了159.94%，CAT活性提高了98.71%，总酚含量提高了82.57%，羟基自由基清除率提高了101.95%。产品口感醇正，适宜饮用。

实施例2：一种麦苗酵素的快速发酵制备方法（中批量）

将新鲜大麦苗经挑选去杂后，用无菌水洗净，称取150g，加1000mL无菌水，用打浆机打成匀浆。以上述大麦苗质量为1，按以下比例向匀浆液中添加各种辅料并混匀：酵母膏0.2%、硫酸镁0.1%、氯化锌0.1%、蔗糖0.67%，磷酸二氢钾和磷酸氢二钾各0.05%。磷酸二氢钾和磷酸氢二钾用于调节pH，使初始pH保持在6.0左右。采用低频微波灭菌，微波功率510W，时间120s，灭菌后将匀浆液冷却到室温；将活性干酵母用YEPD液体培养基于28℃活化后，以上述大麦苗质量为1，接种0.67%的活性干酵母于冷却后的大麦苗匀浆液中。将匀浆液于发酵罐中32℃恒温发酵12h，得到粗酵素液，过滤后，经巴氏杀菌后包装即得到成品麦苗酵素。

测得麦苗酵素的SOD活性相对于实验所用大麦苗匀浆液提高了154.49%，CAT活性提高了96.27%，总酚含量提高了78.25%，羟基自由基清除率提高了99.78%。产品口感醇正，适宜饮用。

实施例3：一种麦苗酵素的快速发酵制备方法（较大批量）

将新鲜大麦苗经挑选去杂后，用无菌水洗净，称取450g，加3L无菌水，用打浆机打成匀浆。以上述大麦苗质量为1，按以下比例向匀浆液中添加各种辅料并混匀：酵母膏0.2%、硫酸镁0.1%、氯化锌0.1%、蔗糖0.67%，磷酸二氢钾和磷酸氢二钾各0.05%。磷酸二氢钾和磷酸氢二钾用于调节pH，使初始pH保持在6.0左右。采用低频微波灭菌，微波功率510W，时间120s，灭菌后将匀浆液冷却到室温；将活性干酵母用YEPD液体培养基于28℃活化后，以上述大麦苗质量为1，接种0.67%的活性干酵母于冷却后的大麦苗匀浆液中。将匀浆液于发酵罐中32℃恒温发酵12h，得到粗酵素液，过滤后，经巴氏杀菌后包装即得到成品麦苗酵素。

测得麦苗酵素的SOD活性相对于实验所用大麦苗匀浆液提高了149.75%，CAT活性提高了95.31%，总酚含量提高了77.26%，羟基自由基清除率提高了98.45%。产品口感醇正，适宜饮用。

Claims (1)

1.一种麦苗酵素的快速发酵制备方法，其特征在于：将新鲜大麦苗进行预处理，即挑选去杂、洗净，然后经过匀浆、辅料调配、灭菌、接种、发酵和包装得到产品麦苗酵素；具体步骤如下：

（1）预处理和均浆：取新鲜大麦苗，挑选去杂后，用无菌水洗净，称取一定质量的大麦苗，每15g大麦苗加100mL无菌水，用打浆机打成匀浆；

（2）辅料调配：以步骤（1）中称取的大麦苗质量为1，按以下比例向匀浆液中添加各种辅料并混匀：酵母膏0.2%、硫酸镁0.1%、氯化锌0.1%、蔗糖0.67%，磷酸二氢钾和磷酸氢二钾各0.05%；磷酸二氢钾和磷酸氢二钾用于调节pH，使初始pH保持在6.0；

（3）灭菌：采用低频微波灭菌，微波功率510W，时间120s，灭菌后将匀浆液冷却到室温；

（4）接种：将活性干酵母用YEPD液体培养基于28℃活化后，以步骤（1）中称取的大麦苗质量为1，接种0.67%的活性干酵母于步骤（3）中冷却后的匀浆液中；

（5）发酵：于发酵罐中32℃恒温发酵12h，得到粗酵素液；

（6）包装：将粗酵素液过滤后，经巴氏杀菌，包装后即得到成品麦苗酵素。