CN105166915A - 一种仙人掌红豆杉酵素制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及营养保健品领域,具体而言,涉及一种仙人掌红豆杉酵素制备方法,包括以下步骤:1)、将米邦塔仙人掌切碎或切片后与紫杉醇粗提液、菌种混合,得到发酵原料;2)、按照一层发酵原料一层食用糖的形式将二者分多层装入发酵容器,且最上面一层为食用糖,再于食用糖表面均匀喷洒一层食用白醋,进行一次发酵,得到发酵原液;3)、将所述发酵原液进行粗滤,得到粗滤原液,并对其进行二次发酵;4)、对二次发酵产物进行精滤,得到的滤液即为酵素成品。该方法采用二次发酵工艺,使得米邦塔仙人掌和紫杉醇粗提液中的有效成分得到充分释放,发酵条件可控性强,所生产的酵素产品具有多种营养成分,还可预防肿瘤疾病。
Description
技术领域
本发明涉及营养保健品领域,具体而言,涉及一种仙人掌红豆杉酵素制备方法。
背景技术
红豆杉(Taxuschinensis(Pilger)Rehd)又名紫杉,是一种红豆杉属的植物,是世界上公认濒临灭绝的天然珍稀抗癌植物。红豆杉中的药用有效成分为紫杉醇。紫杉醇具有显著的免疫调节功能,可抑制维管的解聚,其药用价值早已得到了广泛的认可并作为抗肿瘤药物应用于临床。目前,市场上的红豆杉主要用于制作红豆杉饮品,即采用水或者有机溶剂浸提的方法提取红豆杉有效成分,与其他原料(果汁类饮品等)按不同比例混合,灌装灭菌后制备成相关饮品。但此方法对其有效成分紫杉醇的提取效率较低。
墨西哥米邦塔食用仙人掌(OpuntiaMilpaAlta)是目前常见的食用仙人掌,这种仙人掌叶片肥厚,刺小,入口有些微酸。米邦塔含有丰富的维生素B1、维生素B2和胡萝卜素、铁、锌等微量元素及多种氨基酸、矿物质、蛋白质、纤维素、钙等,特殊是具有高质量的抗氧化剂。有行气活血、清热解毒、消肿止痛、健脾安神的作用,可以内外服用,能治疗多种疾病。
酵素(FermentNutrition)是指植物进行深层发酵,提取的一种含生物活性物质的低盐液体。上述生物活性成分至少包括酶、发酵参与菌。酵素中含有的生物活性成分,可影响服用者体内的活性酶,从细胞层面调节机体的生命活动。厌氧制作的益生酵素中,主要是益生菌及食材,两者的副作用都几乎为零。因此,益生酵素是具有生命活力的安全保健品。
目前市面上的仙人掌酵素产品多采用自然发酵,存在菌群不明、容易发酵终止、发酵不彻底、易产生杂醇,容易产生高挥发酸等缺点,即发酵条件可控性太差。此外,仙人掌酵素产品还存在功能单一的缺点。
有鉴于此,特提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种仙人掌红豆杉酵素制备方法,所述的酵素制备方法以墨西哥米邦塔食用仙人掌及紫杉醇为原料进行二次发酵,解决了现有技术发酵条件可控性差、仙人掌酵素产品功能单一、紫杉醇的提取不够充分的缺点。
为了实现本发明的上述目的,特采用以下技术方案:
一种仙人掌红豆杉酵素制备方法,包括以下步骤:
1)、将米邦塔仙人掌切碎或切片后与紫杉醇粗提液、菌种混合,得到发酵原料;
2)、按照一层发酵原料一层食用糖的形式将二者分多层装入发酵容器,且最上面一层为食用糖,再于食用糖表面均匀喷洒一层食用白醋,进行一次发酵,得到发酵原液;
3)、对所述发酵原液进行粗滤,得到粗滤原液,并对其进行二次发酵;
4)、对二次发酵产物进行精滤,得到的滤液即为酵素成品。
米邦塔仙人掌除了含有丰富的维生素B1、B2等微量元素及多种氨基酸、矿物质、蛋白质、纤维素等外,最重要的是还含有丰富的SOD酶,具有优良的抗氧化性;
传统的仙人掌发酵工艺多采用自然发酵,所用菌群不明,发酵风险大,发酵启动困难,容易发酵中止、发酵不彻底、产生杂醇,条件若控制不当还容易产生有毒物质。本申请采用的是人工二次发酵方法,各发酵条件可控性强,发酵风险低;由于对粗滤原液再次发酵,使得发酵更为彻底,节约了原料,并使得有效成分的释放更为充分。
具体的,紫杉醇粗提液是由红豆杉枝叶切碎后粗提而来;将发酵原料与食用糖以分成多层叠放的形式放进发酵容器,可使得发酵原料与食用糖接触更为充分,利于发酵;最上面一层为食用糖,可以隔绝外部微生物,防止发酵过程中的污染;在食用糖表面均匀喷洒一层食用白醋也可以隔绝外部微生物污染,抑制杂菌生长;在进行一次发酵时会产生大量的二氧化碳,产生压力逐渐增大,最后能把密封顶开,更甚者能把容器压碎,因而发酵过程中注意消泡排气,防止喷灌现象发生;同时排气前后也要注意密封,防止杂菌污染。
紫杉醇是红豆杉属植物中的一种复杂的次生代谢产物,紫杉醇主要是通过作用于微管系统而抑制细胞分裂,是目前所了解的唯一一种可以促进微管聚合和稳定已聚合微管的药物。紫杉醇具有广泛的抗肿瘤作用,如卵巢癌、乳腺癌、黑毒素、肺癌等。不同分化程度胃腺癌细胞对紫杉醇敏感度不同,肿瘤细胞分化程度越低,对同种化疗药物的敏感度越低。
紫杉醇最主要是用于卵巢癌和乳腺癌的治疗,其作用机制包括:1.作用于细胞微管/微管蛋白,抑制微管解聚,从而导致微管束的排列异常,使纺锤体失去正常功能,使细胞死亡;2.在缺少鸟甘三磷酸(GTP)与微管相关蛋白(MAP)的条件下诱导形成无功能的微管。有研究表面,紫杉醇口服制剂也具有一定的抗癌保健作用,但其稳定性和水溶性较差,提取效率一直不高。
本申请将以上两种有效成分混合,丰富了产品的营养成分。经过二次发酵制得酵素,使得米邦塔仙人掌的有效成分得到充分释放,在此过程中,紫杉醇粗提液中的有效成分紫杉醇的释放也更为充分。同时,发酵过程中SOD酶与紫杉醇会进行螯合,增加紫杉醇的溶解度,提高其稳定性,增加其提取效率。
优选的,如上所述的仙人掌红豆杉酵素制备方法,在步骤1)中,所述米邦塔仙人掌与紫杉醇提取液的添加比例为每100kg添加紫杉醇粗提液1~3mL。
由于紫杉醇提取液是由红豆杉枝叶经过粗提一次得到,含量已经相对较高,所以添加量不宜过多,否则可能会产生比较强的副作用。
优选的,如上所述的仙人掌红豆杉酵素制备方法,在步骤1)中,所述菌种包括酵母菌群、醋酸菌群、乳酸菌群、麴菌群中的一种或多种。
菌种的添加一方面是发酵的必要条件,另一方面也可以为本申请添加多种益生菌和益生元,增加本申请的营养成分。
酵母菌是一些单细胞真菌,酵母营专性或兼性好氧生活,是人类直接食用量最大的一种微生物。形态通常有球形、卵圆形、腊肠形、椭圆形、柠檬形或藕节形等。有细胞壁、细胞膜、细胞核、细胞质结构。酵母菌主要生长在偏酸性的潮湿的含糖环境中,已知有1000多种酵母,根据酵母菌产生孢子的能力,可将酵母分成三类:形成孢子的株系属于子囊菌和担子菌。酵母菌体含有丰富的蛋白质、脂肪、糖分和B族维生素等,以及酶、辅酶、核糖核酸、甾醇和一些新陈代谢的中间产物,能提高发酵食品的营养价值。酵母菌的发酵能力主要是在有氧气的环境中,将葡萄糖转化为水和二氧化碳;在无氧的条件下,将葡萄糖分解为二氧化碳和酒精。
醋酸菌(Acetobacter),即醋酸杆菌,属于醋酸单胞菌属,细胞从椭圆到杆状,单生、成对或成链。在老培养物中易呈多种畸形,如球形、丝状、棒状、弯曲等。属于好氧微生物。醋酸菌如果在糖源充足的情况下,可以直接将葡萄糖变成醋酸,代谢产物还含有纤维素,也能将酒精氧化成醋酸,它产生的醋酸可清理肠胃,帮助消化。醋酸菌与酵母菌共生在一起培养有促进生长的作用。
乳酸菌(Lactobacillus)是发酵糖类且主要产物为乳酸的一类无芽孢、革兰氏染色阳性细菌的总称。凡是能从葡萄糖或乳糖的发酵过程中产生乳酸的细菌统称为乳酸菌。是一种存在于人类体内的益生菌。乳酸菌被认为是最安全的菌种。人体肠道内拥有的数量随年龄增长逐渐减少。乳酸菌能够调节机体胃肠道正常菌群、保持微生态平衡,提高食物消化率和生物价。乳酸菌能促进蛋白质、单糖及钙、镁等营养物质的吸收,产生维生素B族等大量有益物质;使肠道菌群的构成发生有益变化,改善人体胃肠道功能,恢复人体肠道内菌群平衡,形成抗菌生物屏障,维护人体健康;抑制腐败菌的繁殖,消解腐败菌产生的毒素,清除肠道垃圾;抑制胆固醇吸收,降血脂、降血压作用;免疫调节作用,增强人体免疫力和抵抗力;提高SOD酶活力,消除人体自由基,具抗衰老、延年益寿作用;控制人体内毒素水平,保护肝脏并增强肝脏的解毒、排毒功能等等。
麴菌(Aspergillusoryzae)又名米曲霉菌、米曲霉或曲霉菌,属半知菌亚门,丝孢纲,丝孢目,从梗孢科。米曲霉是一类产复合酶的菌株,除产蛋白酶外,还可产淀粉酶、糖化酶、纤维素酶、植酸酶等。在淀粉酶的作用下,将原料中的直链、支链淀粉降解为糊精及各种低分子糖类,如麦芽糖、葡萄糖等;在蛋白酶的作用下,将不易消化的大分子蛋白质降解为蛋白胨、多肽及各种氨基酸,而且可以使辅料中粗纤维、植酸等难吸收的物质降解,提高营养价值、保健功效和消化率,广泛应用于食品、饲料、生产曲酸、酿酒等发酵工业,并已被安全地应用了1000多年。在中国与日本料理中经常被用来发酵大豆来制作酱油、味增与甜面酱。
优选的,如上所述的仙人掌红豆杉酵素制备方法,在步骤1)中,所述菌种的添加量占所述发酵原料体积的2~4%。
菌种的添加量是与很多因素相关的,本申请的菌种添加量是根据菌种种类、发酵原料的用量、糖的添加量、产品效果等综合确定的。
优选的,如上所述的仙人掌红豆杉酵素制备方法,在步骤2)中,按重量百分数计,所述食用糖的添加量占发酵原料的50~80%。
食用糖的添加量与菌种的选择有关。
优选的,如上所述的仙人掌红豆杉酵素制备方法,在步骤2)中,将所述发酵原料和食用糖装入所述发酵容器时,填充系数为1/3~3/4。
发酵时,料液体积占罐总体积的比例称为填充系数,也成装料系数。
发酵时考虑到传质溶氧的效果、发酵时泡沫所占的空间,发酵罐不能装满。本申请中优选的菌种很多是需氧菌,因此优选填充系数为1/3~3/4。
优选的,如上所述的仙人掌红豆杉酵素制备方法,在步骤2)中,所述一次发酵的发酵温度为36~38℃,湿度为40~50%,发酵时间为20~30天。
优选的,如上所述的仙人掌红豆杉酵素制备方法,在步骤3)中,所述粗滤的过滤孔径为40~80目。
粗滤的目的主要是过滤掉无法发酵利用的杂物,不宜使用太小的孔径。本申请粗滤采用自然抽取,即在筛网上靠发酵液自重过滤,不经过外部增压,保证产品的纯自然品质。
优选的,如上所述的仙人掌红豆杉酵素制备方法,在步骤3)中,所述二次发酵的发酵温度为36~38℃,发酵时间为170~190天。
二次发酵时不需要额外添加菌种、糖或者白醋,应注意发酵过程中保持密封。为保证发酵充分,优选发酵时间为170~190天。
优选的,如上所述的仙人掌红豆杉酵素制备方法,在步骤4)中,所述精滤的过滤孔径为100~140目。
二次发酵后,有效成分基本都已发酵完全,因而使用较小的过滤孔径去除微小沉淀物。提取得到酵素产品原液,经过包装后得到酵素成品。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
1)、本申请采用二次发酵工艺,使得米邦塔仙人掌和紫杉醇粗提液中的有效成分得到充分释放,发酵更为彻底,节约了原料;发酵过程中,米邦塔仙人掌所释放的SOD酶会与紫杉醇粗提液释放的紫杉醇进行螯合,增加紫杉醇的溶解度,提高其稳定性,增加其提取效率;
2)、发酵条件可控性强,得到的产品更安全可靠;
3)、产品具有以下功效:仙人掌中含有大量的抗氧化成分,可排毒养颜、延缓衰老;产品富含益生菌与益生元,改善肠道菌群,促进肠道消化、吸收;富含多种微量元素及应用物质,促进人体新陈代谢,提高机体免疫力;紫杉醇可提高人体循环和代谢功能和细胞活力,预防肿瘤疾病。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述,但是本领域技术人员将会理解,下列实施例仅用于说明本发明,而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者,按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1
一种仙人掌红豆杉酵素制备方法,包括以下步骤:
S11、将米邦塔仙人掌切碎或切片后与紫杉醇粗提液、菌种混合,得到发酵原料;
S12、按照一层发酵原料一层食用糖的形式将二者分多层装入发酵容器,且最上面一层为食用糖,再于食用糖表面均匀喷洒一层食用白醋,进行一次发酵,得到发酵原液;
S13、对所述发酵原液进行粗滤,得到粗滤原液;以粗滤原液为发酵原料进行二次发酵;
S14二次发酵完全后,对二次发酵产物进行精滤,得到的滤液即为酵素成品。
实施例2
一种仙人掌红豆杉酵素制备方法,包括以下步骤:
S21、将500kg的米邦塔仙人掌切碎或切片后与5mL紫杉醇粗提液、10mL酵母菌菌种混合,得到发酵原料;
S22、按照一层发酵原料一层食用糖的形式将二者分多层装入发酵容器,至占发酵容器体积的1/3,且最上面一层为食用糖,添加糖的量一共是400kg。再于食用糖表面均匀喷洒一层食用白醋;进行一次发酵,发酵温度为36℃,湿度为50%,发酵时间为30天,得到发酵原液;
S23、对所述发酵原液进行粗滤,过滤孔径为40目,得到粗滤原液;以粗滤原液为发酵原料进行二次发酵,二次发酵的发酵温度为36℃,发酵时间为190天;
S24、二次发酵完全后,对二次发酵产物进行精滤,过滤孔径为100目,得到的滤液即为酵素成品。
实施例3
一种仙人掌红豆杉酵素制备方法,包括以下步骤:
S31、将500kg的米邦塔仙人掌切碎或切片后与15mL紫杉醇提取液、10mL酵母菌菌种、10mL麴菌菌种混合,得到发酵原料;
S32、按照一层发酵原料一层食用糖的形式将二者分多层装入发酵容器,至占发酵容器体积的3/4,且最上面一层为食用糖,添加糖的量一共是250kg。再于食用糖表面均匀喷洒一层食用白醋;进行一次发酵,发酵温度为38℃,湿度为40%,发酵时间为20天,得到发酵原液;
S33、对发酵原液进行粗滤,过滤孔径为80目,得到粗滤原液;以粗滤原液为发酵原料进行二次发酵,二次发酵的发酵温度为38℃,发酵时间为170天;
S34、二次发酵完全后,对二次发酵产物进行精滤,过滤孔径为140目,得到的滤液即为酵素成品。
实施例4
一种仙人掌红豆杉酵素制备方法,包括以下步骤:
S41、选取米邦塔仙人掌,清洗后将其切碎或切片,得到发酵材料A;选取南方红豆杉枝叶,清洗后将其切碎或切片,经过提取其中的紫杉醇,得到发酵材料B;将500kg的发酵材料A与10mL的发酵材料B、5mL酵母菌菌种、5mL乳酸菌菌种、5mL麴菌菌种、5mL醋酸菌菌种混合,得到发酵原料;
S42、按照一层发酵原料一层食用糖的形式将二者分多层装入发酵容器,至占发酵容器体积的3/4,且最上面一层为食用糖,添加糖的量一共是320kg。再于食用糖表面均匀喷洒一层食用白醋;进行一次发酵,发酵温度为37℃,湿度为45%,发酵时间为25天;发酵过程中注意消泡排气,防止喷灌现象发生;
S43、一次发酵完成后在无菌环境下对发酵原液进行粗滤,粗滤工艺为自然抽取,即在筛网上靠发酵液自重过滤;过滤孔径为60目,得到粗滤原液;以粗滤原液为发酵原料进行二次发酵,二次发酵的发酵温度为37℃,发酵时间为180天;
S44、二次发酵完全后,对二次发酵产物进行精滤,过滤孔径为120目,去除微小沉淀物后进行提取得到酵素产品原液,经过包装后得到酵素成品。
实验例1
取实施例1~4制备的酵素为实验组。对照组分别为:
自然发酵组:取与实施例1~4平均值同样多的发酵原料、菌种及使用糖,但采用自然发酵工艺,即将已装料的发酵桶封闭后,在常温下自然发酵45天以上,直至发酵桶内再无新气泡产生,发酵即告完成。
紫杉醇单独发酵组:与实施例1~4平均值的不同之处在于不添加仙人掌,紫杉醇粗提液单独采用二步发酵。
紫杉醇粗提液组:将实施例1~4中的紫杉醇粗提液保留一部分作为对照组3。
检测有效物质的含量,结果如表1所示:
表1各发酵方法比较
从上表可知:
实施例1~4平均值与自然发酵组相比,SOD酶含量有显著提升,说明本申请所采用的二步发酵法比自然发酵具有明显的优势,发酵更为充分;
实施例1~4平均值与紫杉醇单独发酵组相比,紫杉醇含量显著提高,说明本申请中仙人掌酵素可促进紫杉醇的提取;
紫杉醇单独发酵组与紫杉醇粗提液组相比,紫杉醇含量多了很多,说明二步发酵法可提高紫杉醇的提取效率;
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明,然而应意识到,在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此,这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。
Claims (10)
1.一种仙人掌红豆杉酵素制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)、将米邦塔仙人掌切碎或切片后与紫杉醇粗提液、菌种混合,得到发酵原料;
2)、按照一层发酵原料一层食用糖的形式将二者分多层装入发酵容器,且最上面一层为食用糖,再于食用糖表面均匀喷洒一层食用白醋,进行一次发酵,得到发酵原液;
3)、对所述发酵原液进行粗滤,得到粗滤原液,并对其进行二次发酵;
4)、对二次发酵产物进行精滤,得到的滤液即为酵素成品。
2.如权利要求1所述的仙人掌红豆杉酵素制备方法,其特征在于,在步骤1)中,所述米邦塔仙人掌与紫杉醇提取液的添加比例为每100kg添加紫杉醇粗提液1~3mL。
3.如权利要求1所述的仙人掌红豆杉酵素制备方法,其特征在于,在步骤1)中,所述菌种包括酵母菌群、醋酸菌群、乳酸菌群、麴菌群中的一种或多种。
4.如权利要求3所述的仙人掌红豆杉酵素制备方法,其特征在于,在步骤1)中,所述菌种的添加量占所述发酵原料体积的2~4%。
5.如权利要求4所述的仙人掌红豆杉酵素制备方法,其特征在于,在步骤2)中,按重量百分数计,所述食用糖的添加量占发酵原料的50~80%。
6.如权利要求1所述的仙人掌红豆杉酵素制备方法,其特征在于,在步骤2)中,将所述发酵原料和食用糖装入所述发酵容器时,填充系数为1/3~3/4。
7.如权利要求1所述的仙人掌红豆杉酵素制备方法,其特征在于,在步骤2)中,所述一次发酵的发酵温度为36~38℃,湿度为40~50%,发酵时间为20~30天。
8.如权利要求1所述的仙人掌红豆杉酵素制备方法,其特征在于,在步骤3)中,所述粗滤的过滤孔径为40~80目。
9.如权利要求1所述的仙人掌红豆杉酵素制备方法,其特征在于,在步骤3)中,所述二次发酵的发酵温度为36~38℃,发酵时间为170~190天。
10.如权利要求1所述的仙人掌红豆杉酵素制备方法,其特征在于,在步骤4)中,所述精滤的过滤孔径为100~140目。
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