CN105614857B - 一种南菊芋9号固体酵素的制作方法 - Google Patents
一种南菊芋9号固体酵素的制作方法 Download PDFInfo
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Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
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Abstract
本发明公开了一种南菊芋9号固体酵素的制作方法，该方法包括菊芋前处理、原料调配、发酵剂制备、无氧发酵、干燥制粉和调配。该方法主要是通过天然微生态菌种发酵技术和生料固体分阶段控温发酵技术实现。本发明所制固体酵素携带方便、易于保存、食用方便，无防腐剂、无高温处理、保质期长、无醇、低糖、益生菌含量高，且色、香、味、口感俱佳，是一款集营养与保健于一体的高品质固体酵素。
Description
技术领域
本发明属于食品加工领域，具体涉及一种南菊芋9号固体酵素的制作方法。
背景技术
菊芋又名洋姜、鬼子姜，是一种菊科、向日葵属多年生宿根性草本植物。菊芋营养价值丰富，既是工业和食品的重要原料，也可做动物饲草，被联合国粮农组织官员称为“21世纪人畜共用作物”。菊芋的主要成分为菊粉，鲜菊芋块茎中大约含15％-20％菊粉，约占菊芋干重的70％-80％。菊粉又名菊糖，主要由不同聚合度果聚糖组成，2009年卫生部批准菊粉为新食品资源，2012年卫生部公布增加菊芋作为新资源食品菊糖的原料。菊糖是一类天然果聚糖的混合物，是良好的益生元，也是目前发现的最易溶解的膳食纤维，具有增殖人体内益生菌、抑制腐败菌、促进肠胃功能、预防肠道肿瘤、治疗便秘、降低血脂、控制血糖、美容减肥等多种功效。
南菊芋9号菊芋是北京碧青园园林绿化工程有限公司所有的专利品种，是用从俄罗斯引进的菊芋CN52868品种在沿海滩涂采用海水胁迫栽培，经多年筛选而获得的耐盐、耐涝，适宜在沿海滩涂地种植的高产菊芋新品种。南菊芋9号菊芋不仅产量高，而且菊粉含量丰富。目前对南菊芋9号菊芋的深加工主要是生产菊粉，进而获得低聚果糖和高果糖浆。国内菊粉生产工艺还不够成熟，获得高纯度菊粉不仅成本高，且具有一定的难度，大大阻碍了我国菊芋产业的发展。因此，对菊芋进行多元化开发和利用、获得多样化产品是促进菊芋发展的重要途径。以菊芋为原料制作酵素，不仅可完全保留菊芋的营养物质和保健功能因子，同时还能产生大量的生物活性物质，是对菊芋进行高附加值加工的重要途径。关于酵素已有大量报道，且市场上也有大量产品，但目前还未有统一的生产和产品标准。目前市场上的酵素主要是液体酵素，液体酵素携带不便，保质期短，乙醇含量高，益生菌数量少，且经过高温处理营养物质和保健功能因子丧失严重。基于上述问题，本发明提出了一种南菊芋9号固体酵素的生产方法。按照此方法可在短期内获得一款具有较强保健功能的高品质菊芋固体酵素。
发明内容
针对目前菊芋的单一化加工和酵素产品存在的问题，本发明提出了一种菊芋固体酵素的制作方法。利用该方法可生产出一款低糖、无醇、口感好、风味独特、集营养与保健于一体的高品质菊芋固体酵素。
本发明的目的是通过以下方式实现的：
一种南菊芋9号固体酵素的制作方法，该方法包括以下步骤：
1)菊芋前处理：将完整菊芋清洗、切片、晾晒、破碎，颗粒大小为2mm～5mm；
2)原料调配：向步骤1)所得菊芋颗粒中加入乳糖、碳酸钙、硫酸铵、豆粕粉和米粉，搅拌混合均匀，并加入柠檬酸调节其pH为6.0～6.8得到调配的原料，所采用的菊芋为南菊芋9号；
3)发酵剂制备：向含盐3％～4％的冷开水中加入鲜菊芋片和蔬菜，在30℃～35℃条件下密闭无氧发酵3～4天，所得浑浊发酵液即为自然微生态发酵剂，所采用的菊芋为南菊芋9号；
4)发酵：将步骤3)所得自然微生态发酵剂均匀撒入步骤2)调配的原料中，搅拌均匀并装入发酵容器，在20℃～30℃条件下密封无氧发酵5～7天，然后在30℃～40℃条件下密封无氧发酵2～3天，最后在0℃～5℃条件下保存5～7天进行后熟；
5)干燥制粉：向步骤4)所得发酵物中加入益生菌冷冻保护剂，然后进行冷冻干燥，并粉碎成粉状；
6)调配：向步骤5)所得粉状酵素中添加功能性甜味剂和水果粉，以调节酵素的色、香、味和口感。
步骤1)中对菊芋片的晾晒程度为菊芋片质量减少20％～30％或其含水量降至50％～60％。
步骤1)中对菊芋片进行晾晒是为了除去一定量的水分，防止固态发酵中水分含量过多引起杂菌污染，同时也减少了冷冻干燥的时间。
步骤1)中将菊芋片粉碎成大小为2mm～5mm的颗粒是为了使发酵更完全、彻底。
步骤2)中乳糖、碳酸钙、硫酸铵、豆粕粉和米粉的添加量分别为菊芋颗粒重的1％～2％、0.5％～1％、0.2％～0.4％、10％～20％和5％～10％。
步骤2)中加入乳糖使乳酸菌在接种后大量繁殖成为优势菌群；加入米粉为乳酸菌在后期发酵中提供足够碳源；加入碳酸钙、硫酸铵和豆粕粉分别为乳酸菌提供了钙盐、无机氮和有机氮，从而促进乳酸菌的生长。
步骤3)中所述蔬菜为红萝卜、白萝卜、白菜、包菜、芹菜、豆角、青辣椒中的任2～3种，将其洗净、晾干后加入。
步骤3)中所述菊芋片和蔬菜的重量比为7:3～9:1，菊芋片和蔬菜总的添加量为盐水质量的1/3～1/2。
步骤3)中利用菊芋和蔬菜混合物通过自然发酵获得微生态发酵菌种，使所得菌种具有一定的多样性；加入大量菊芋可针对性的筛选出适合菊芋发酵的菌种。
步骤4)中发酵剂和原料混合的体积质量比为1:10～1:12(L/kg)。
步骤4)中采用无氧发酵，抑制了酵母生长避免了乙醇的产生，同时促进了乳酸菌的生长代谢；低温后熟中不同成分间发生化学变化，使最终产品口感更柔和、风味更独特。
步骤5)中所述益生菌冷冻保护剂为大豆低聚糖或低聚木糖，添加量为发酵物质量的4％～8％。
步骤5)中所加冷冻保护剂不仅可提高益生菌的存活率，同时也是良好的功能性低聚糖，可大大提高产品的保健功能。
步骤5)中冷冻干燥的方法为：先在－40℃预冻12h～18h，然后迅速放入真空冷冻干燥机中，在真空度0.085MPa～0.090MPa下，依次在－40℃～－30℃保持2～3h，－30℃～－20℃保持2～3h，－20℃～－10℃保持2～3h，－10℃～0℃保持3～5h，0℃～10℃保持3～5h，10℃～30℃保持3～5h。
步骤5)采用冷冻干燥制粉且冻前加入冷冻保护剂，大大提高了终产品中益生菌的数量和质量。
步骤6)中所述功能性甜味剂为阿拉伯糖，添加质量比为粉状酵素重量的2％～5％。
步骤6)中所述水果粉为苹果粉、蓝莓粉、草莓粉、猕猴桃粉、香蕉粉、山楂粉、菠萝粉中的一种，添加质量比为粉状酵素重量的10％～15％。
步骤6)向酵素中加入阿拉伯糖和果粉，不仅调节了其色、香、味和口感使人们更易于接受，而且大大增加了其营养和功能成分。
本发明技术的有益效果：
本发明以南菊芋9号菊芋为原料制作固体酵素，南菊芋9号菊芋产量高、益生元和可溶性膳食纤维含量丰富，具有较高的营养价值和保健功能，是制作酵素的良好原料。本发明所制固体酵素不仅完全保留了原料的营养成分，而且发酵过程中还产生了大量有益人体健康的功能活性因子，和目前市场上液体酵素相比其携带方便、易于保存、无防腐剂、无高温处理、保质期长(3～4年)、无醇、低糖(还原糖含量≤1％)且益生菌含量高(108CFU/g)。本发明主要通过天然微生态菌种发酵技术和生料固体分阶段控温发酵技术实现，天然微生态菌种发酵剂通过自然筛选过程保证了菌种的特殊性、优势性和多样性，可使发酵速度更快、最终产品风味更好且更具特色；分阶段控温发酵可促使不同阶段不同温度下不同优势菌群的生长，充分发挥了菌种的多样性和优势性，使发酵更完全、营养和口味更丰富；生料固态发酵，减少了原料营养保健成分的丧失，简化了生产工艺，节省了成本，提高了生产效率。
以下通过部分试验过程进一步说明本发明的有益效果：
试验例1不同干燥方法对益生菌存活率的影响
发明人主要对比了普通干燥、真空干燥以及冷冻干燥对最终产品中乳酸菌存活率的影响。具体方法如下：
普通干燥：将发酵的产品(按照实施例1步骤至后熟后所得发酵物)平铺于托盘中，放于40℃烘箱中，待残余水分5％～10％时终止。
真空干燥：将发酵的产品(按照实施例1步骤至后熟后所得发酵物)平铺于托盘中，在真空度0.090MPa、40℃下进行处理，待残余水分5％～10％时终止。
冷冻干燥：将发酵的产品(按照实施例1步骤至后熟后所得发酵物)平铺于托盘中(添加或不添加8％的低聚木糖)，先在－40℃预冻12h，然后放入冷冻干燥机内，真空度0.090Mpa下，在－40℃保持3h，－30℃保持3h，－20℃保持3h，－10℃保持3h，0℃保持5h，10℃保持5h。
将用不同方法烘干的产品粉碎，取1g干粉和等重于1g干粉的干燥前产品分别溶于10mL无菌水中，取100μL涂布于平板，在35℃培养3天后，进行平板计数。
试验结果如表1所示：
表1不同干燥方法对益生菌存活率的影响
由表1试验结果可得采用冷冻干燥，并且在冷冻前添加低聚木糖作为保护剂可大大提高益生菌的存活率。
试验例2不同菌种对发酵速度的影响
取四份按照发明实施例1步骤得到调配的原料，每份500g，分别添加已活化的植物乳杆菌和嗜酸乳杆菌(活化前两菌干质量比1:1)、嗜酸乳杆菌和嗜热链球菌(活化前两菌干质量比1:1)、嗜热链球菌和植物乳杆菌(活化前两菌干质量比1:1)、以及按照实施例 1步骤制备得到的自然微生态发酵剂各20mL，并各自混合均匀。然后在35℃进行密封无氧培养，当还原糖含量≤1％时表示发酵结束。
试验结果如表2所示：
表2不同菌种对发酵速度的影响
由表2试验数据可得接种自然微生态发酵剂发酵速度明显优于其它不同菌种组合的发酵速度。
具体实施方式
以下结合发明人给出的实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1：
选取完整无损的南菊芋9号菊芋10kg(江苏碧青园海洋生物科技有限公司提供)，清洗干净、切片，然后进行自然晾晒，当重量减轻至8kg时对其进行破碎，使颗粒大小小于5mm。向菊芋颗粒中加入乳糖80g、碳酸钙40g、硫酸铵16g、豆粕粉800g和米粉400g，搅拌混合均匀，并加入柠檬酸调节其pH为6.0，得调配原料9.336kg。将新鲜南菊芋9号菊芋、白萝卜和包菜洗净、晾干、切片后加入5L含盐3％的冷开水中，其中菊芋片1500g、白萝卜84g、包菜84g。然后在30℃密闭无氧发酵4天，所得浑浊发酵液即为自然微生态发酵剂。取制得的自然微生态发酵剂930mL均匀加入9.336kg调配好的原料中，搅拌均匀并装入发酵容器，在20℃密封无氧发酵7天，然后在30℃密封无氧发酵3天，最后在0℃下保存7天进行后熟。向发酵好的菊芋颗粒中加入大豆低聚糖400g并搅拌均匀，在－40℃预冻12h，然后迅速放入真空冷冻干燥机中，在真空度0.085MPa下，依次在－40℃保持2h，－30℃保持2h，－20℃保持2h，－10℃保持3h，0℃保持3h，10℃保持5h，得干燥产品2.35kg。将干燥的菊芋颗粒粉碎成粉状，然后加入阿拉伯糖70g、蓝莓粉235g，即可得色、香、味俱佳的菊芋固体酵素。
上述实施例制得固体酵素检测指标如下：
1、感官指标
外观：呈疏松、均匀一致的粉状，无杂质
色泽：色泽鲜红，均匀一致
香气：具有发酵香气和蓝莓果香
口味：酸甜适口，后味绵长
冲调性：无结块、均匀一致
2.理化指标
酒精度(20℃，V/V)：0％；亚硝酸盐：0.40mg/kg；灰分：3.50％；含水量：6.55％；
还原糖：8.62g/kg；总糖：218.56g/kg；总酸：32.81g/kg(以H2SO4计)；益生菌：
1.0×108cfu/g；铁、铜、镉、苯甲酸、山梨酸无检出
3.微生物指标
大肠菌群/(MPN/g):2
霉菌与酵母/(cfu/g)：4
肠道致病菌(沙门氏菌、志贺氏菌、金黄色葡萄球菌)无检出
实施例2：
选取完整无损的南菊芋9号菊芋20kg(江苏碧青园海洋生物科技有限公司提供)，清洗干净、切片，然后进行自然晾晒，当重量减轻至14kg时对其进行破碎，使颗粒大小小于5mm。向菊芋颗粒中加入乳糖280g、碳酸钙140g、硫酸铵56g、豆粕粉2800g和米粉1400g，搅拌混合均匀，并加入柠檬酸调节其pH为6.8,得调配原料18.676kg。将新鲜南菊芋9号菊芋、豆角、白菜和芹菜洗净、晾干、切片后加入5L含盐4％的冷开水中，其中菊芋片1750g、豆角250g、白菜250g、芹菜250g。然后在35℃密闭无氧发酵3天，所得浑浊发酵液即为自然微生态发酵剂。取制得的自然微生态发酵剂1600mL均匀加入18.676kg调配好的原料中，搅拌均匀并装入发酵容器，在30℃密封无氧发酵5天，然后在40℃密封无氧发酵2天，最后在5℃下保存5天进行后熟。向发酵好的菊芋颗粒中加入低聚木糖1600g并搅拌均匀，在－40℃预冻18h，然后迅速放入真空冷冻干燥机中，在真空度0.090MPa下，依次在－30℃保持3h，－20℃保持3h，－10℃保持3h，0℃保持5h，30℃保持3h，即得干燥产品4.56kg。将干燥的菊芋颗粒粉碎成粉状，然后加入阿拉伯糖228g、山楂粉684g，即可得色、香、味俱佳的菊芋固体酵素。
上述实施例制得固体酵素检测指标如下：
1、感官指标
外观：呈疏松、均匀一致的粉状，无杂质
色泽：色泽淡红，均匀一致
香气：具有发酵香气和山楂果香
口味：酸甜适口，后味绵长
冲调性：无结块、均匀一致
2.理化指标
酒精度(20℃，V/V)：0％；亚硝酸盐：0.35mg/kg；灰分：4.56％；含水量：5.85％；还原糖：7.87g/kg；总糖：228.46g/kg；总酸：30.58g/kg(以H2SO4计)；益生菌：1.0×108cfu/g；铁、铜、镉、苯甲酸、山梨酸无检出；
3.微生物指标
大肠菌群/(MPN/g):1
霉菌与酵母/(cfu/g)：3
肠道致病菌(沙门氏菌、志贺氏菌、金黄色葡萄球菌)无检出。
Claims (8)
1.一种南菊芋9号固体酵素的制作方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
1）菊芋前处理：将完整菊芋清洗、切片、晾晒、破碎，颗粒大小为2mm~5mm；
2）原料调配：向步骤1）所得菊芋颗粒中加入乳糖、碳酸钙、硫酸铵、豆粕粉和米粉，搅拌混合均匀，并加入柠檬酸调节其pH为6.0~6.8得到调配的原料，所采用的菊芋为南菊芋9号；其中，乳糖、碳酸钙、硫酸铵、豆粕粉和米粉的添加量分别为菊芋颗粒重的1%~2%、0.5%~1%、0.2%~0.4%、10%~20%和5%~10%；
3）发酵剂制备：向含盐3%~4%的冷开水中加入鲜菊芋片和蔬菜，在30℃~35℃条件下密闭无氧发酵3~4天，所得浑浊发酵液即为自然微生态发酵剂，所采用的菊芋为南菊芋9号；所述菊芋片和蔬菜的重量比为7:3~9:1，菊芋片和蔬菜总的添加量为盐水质量的1/3~1/2；
4）发酵：将步骤3）所得自然微生态发酵剂均匀撒入步骤2）调配的原料中，搅拌均匀并装入发酵容器，在20℃~30℃条件下密封无氧发酵5~7天，然后在30℃~40℃条件下密封无氧发酵2~3天，最后在0℃~5℃条件下保存5~7天进行后熟；
5）干燥制粉：向步骤4）所得发酵物中加入益生菌冷冻保护剂，然后进行冷冻干燥，并粉碎成粉状；
6）调配：向步骤5）所得粉状酵素中添加功能性甜味剂和水果粉。
2.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于步骤1）中晾晒程度为菊芋片质量减少20%~30%或其含水量降至50%~60%。
3.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于步骤3）中所述蔬菜为红萝卜、白萝卜、白菜、包菜、芹菜、豆角、青辣椒中的任意2~3种，洗净、晾干后加入。
4.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于步骤4）中自然微生态发酵剂和步骤2）调配的原料混合的体积质量比为1:10~1:12（L/kg）。
5.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于步骤5）中所述益生菌冷冻保护剂为大豆低聚糖或低聚木糖，添加量为发酵物质量的4%~8%。
6.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于步骤5）中冷冻干燥的方法为：先在－40℃预冻12h~18h，然后迅速放入真空冷冻干燥机中，在真空度0.085MPa~0.090MPa下，依次在－40℃~－30℃保持2~3h，－30℃~－20℃保持2~3h，－20℃~－10℃保持2~3h，－10℃~0℃保持3~5h，0℃~10℃保持3~5h，10℃~30℃保持3~5h。
7.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于步骤6）中所述功能性甜味剂为阿拉伯糖，添加质量比为粉状酵素重量的2%~5%。
8.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于步骤6）中所述水果粉为苹果粉、蓝莓粉、草莓粉、猕猴桃粉、香蕉粉、山楂粉、菠萝粉中的一种，添加质量比为粉状酵素重量的10%~15%。
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Also Published As
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