CN106562295A - 利用真空减压发酵系统制备益生菌果干及固体益生菌饮料的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于生物发酵领域，具体地说，涉及一种利用真空减压发酵系统制备益生菌果干及固体益生菌饮料的方法，主要利用高浓度益生菌结合营养液，将去皮的新鲜水果浸渍于上述菌液中进行常温真空减压发酵，使益生菌高速生长，当益生菌达到所需浓度后，进行渐进式干燥浓缩，形成酵素果干或磨粉后制成固体酵素饮料。采用此方法制备的益生菌果干及益生菌饮料具有活性成分、酵素浓度及益生菌数均相对提高，外观色泽较好的优点。
Description
技术领域
本发明属于生物发酵领域，具体地说，涉及一种利用真空减压发酵系统制备益生菌果干及固体益生菌饮料的方法。
背景技术
以水果为基础制备益生菌产品具有很大的潜力，因为水果本身具有大量的糖类、矿物质、氨基酸等营养成分，大部分成熟的水果含酸量适中，适合于益生菌生长。很多水果还含有多酚、胡萝卜素等植物化学物，对人体有益。水果普遍含有多糖和寡聚糖，它们是公认的益生素，对于益生菌的生长、繁殖具有明显的好处。因此，如果将益生菌与水果结合，既可以生产出有益健康的产品，更可利用水果中的益生素，延长益生菌的寿命。还可以在肠道内利用水果本身的益生素，有利于益生菌在肠道中的定植、繁殖和生长。
发酵作用(fermentation)是目前常应用在天然水果酵素制造上的工艺，主要是利用微生物它们生长特性的不同将受质发酵成各种有机分子或是产生不同的酵素分子，并同时可以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。最常见发酵作用就是常应用在传统日常生活中的自制手工酿造酵素或是醋，其一缺点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，其二无法有效将酵素活性保留，其三无法有效控制发酵时间造成质量无法管控。
益生菌(乳酸菌、酵母菌、醋酸菌)应用水果汁液发酵，为了能够维持新鲜水果的天然酵素及机能性成分，无法采取高温灭菌，因此在生产过程中易受到杂菌的污染，影响产品的质量并造成安全隐患。所以为了改善传统发酵的缺点，因此建立一个完整的酿造酵素发酵系统是必须的。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明提出了一种利用真空减压发酵系统制备益生菌果干及益生菌饮料的方法，采用此方法制备的益生菌果干及益生菌饮料具有活性成分、酵素浓度及益生菌数均相对提高，外观色泽较好的优点。
本发明所述的利用真空减压发酵系统制备益生菌果干及固体益生菌饮料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)、将活化后的益生菌在培养基上进行培养；
2)、将洗净、70％酒精浸泡消毒后的水果切割，得水果切块；
3)、发酵：将步骤2)所得水果切块放入步骤1)所得益生菌营养液中真空减压环境下发酵；
4)、干燥：发酵后所得的物料真空环境下进行干燥。
作为本发明的利用真空减压发酵系统制备益生菌果干及固体益生菌饮料的方法的改进：
所述步骤1)中，所述培养基为水果原液，调节pH至6.0，于37℃、黑暗条件下进行无氧培养16-24小时，直至所得的益生菌培养液中的活菌数≥106CFU/g；
初始发酵乳酸菌接种浓度为4.3×104，酵母菌接种浓度为1.2×104，醋酸菌接种浓度为1.2×103。
优选地，所述水果切块与益生菌营养液的重量比为1∶1；
优选地，所述发酵过程分为二个阶段：第一阶段：温度30±2℃、湿度70％RH、气压0.5-0.2pa条件下，发酵5天；第二阶段：保持气压不变，温度30±2℃、湿度50％RH条件下，发酵3天。该方法将培养完成的益生菌通过真空处理的办法渗透到果实的内部，当渗透完成后，果肉内部的厌氧条件又有利于益生菌的生产，提高了产品的质量和生产的效率。
优选地，所述干燥条件为：气压0.2-0.1pa，温度35±2℃，湿度10％RH，干燥2天。此阶段将发酵所产生的酒精去除外，其他机能性成分、酵素浓度及益生菌数均相对提高，且在厌氧环境下逐渐脱水干燥并同时发酵，能将产品外观色泽维持在最佳状态。
优选地，所述水果为苹果、梨、桃、杏、猕猴桃、橘子、香蕉、葡萄中的一种或几种的混合。
优选地，所述水果按重量计，由苹果35％、梨35％、香蕉15％、猕猴桃15％组成。
优选地，所述益生菌为德氏乳杆菌保加利亚亚种(Lactobacillus delbrueckiisubsp.bulgaricus(BCRC14010))、嗜酸乳杆菌(Lactobacillus acidophilus(BCRC14079))、长双歧杆菌(Bifidobacterium longum (BCRC14634))、约氏乳酸杆菌(Lactobacillus johnsonii(BCRC17010))、耐氧性双歧杆菌(Bifidobacterium animalissubsp.Lactis(BCRC17394))、发酵乳杆菌(Lactobacillus fermentum LF01)、罗伊氏乳杆菌(Lactobacillus reuteri(BCRC14625)LRE01)、嗜热链球菌(Streptococcusthermophiles)中的一种或多种。
优选地，所述益生菌营养液由嗜酸乳杆菌50％、长双歧杆菌30％和约氏乳酸杆菌20％组成。
优选地，所述益生菌营养液由嗜酸乳杆菌50％和长双歧杆菌50％组成。
取出通过上述方法制备的酵素果干或将其磨粉后制成固体酵素饮料。
本发明的有益效果在于：
1、采用真空减压发酵的方法不易造成杂菌污染，提高产品的质量，维持新鲜水果的天然酵素及机能性成分。
2、真空减压发酵产物与一般液态发酵产物相比，活性成分、酵素浓度及益生菌数均相对提高，且在厌氧环境下逐渐脱水干燥，对产品质量(外观色泽)维持最佳状态。
3、本发明的方法处理简单，投入少，有利于增加功能食品的种类，丰富果蔬制品市场，改进生活水平。
附图说明
图1是实施例5不同发酵时间下真空减压发酵与一般液态发酵产物的PH值对比图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。除非另外说明，否则所有的百分数、比率、比例或份数按重量计。
实施例1
一种利用真空减压发酵系统制备益生菌果干及固体益生菌饮料的方法，包括以下步骤：
1)、将德氏乳杆菌保加利亚亚种接种于10mL苹果汁原液中，苹果汁原液的pH预先用碳酸氢钠调节至6.0，于37℃厌氧暗培养48h，从而实现德氏乳杆菌保加利亚亚种的活化。将所得的培养液加入到同样的苹果汁原液中，于37℃厌氧暗培养约36h，直至所得的益生菌培养液中的活菌数≥106CFU/g。
2)、将完整苹果洗净、70％酒精浸泡5min消毒后，进行切割得到苹果切块，例如苹果薄片，厚度5mm。
3)、发酵：将步骤2)所得苹果切块放入步骤1)所得益生菌营养液中真空度0.5-0.2pa环境下发酵；于温度30±2℃，70％RH的真空减压环境下发酵5天后，再以相对湿度50％RH，温度30±2℃下发酵3天。
4)、干燥：发酵后所得的物料提高真空度至0.2-0.1pa，在温度35±2℃，湿度10％RH条件下干燥2天后得到酵素果干。
上述酵素果干可进一步磨粉后得到固体酵素饮料。
实施例2
一种利用真空减压发酵系统制备益生菌果干及固体益生菌饮料的方法，包括以下步骤：
1)、将德氏乳杆菌保加利亚亚种接种于10mL梨汁原液中，梨汁的pH预先用碳酸氢钠调节至6.0，于37℃厌氧暗培养48h，从而实现德氏乳杆菌保加利亚亚种的活化。将所得的培养液加入到同样的梨汁原液中，于37℃厌氧暗培养约36h，直至所得的益生菌培养液中的活菌数≥106CFU/g。
2)、将完整梨洗净、70％酒精浸泡5min消毒后，进行切割得到梨切块，例如梨薄片，厚度5mm。
3)、发酵：将步骤2)所得梨切块放入步骤1)所得益生菌营养液中真空度0.5-0.2pa环境下发酵；于温度30±2℃，70％RH的真空减压环境下发酵5天后，再以相对湿度50％RH，温度30±2℃下发酵3天。
4)、干燥：发酵后所得的物料提高真空度至0.2-0.1pa，在温度35±2℃，湿度10％RH条件下干燥2天后得到酵素果干。
上述酵素果干进一步磨粉后得到固体酵素饮料。
实施例3
水果为苹果；菌株为德氏乳杆菌保加利亚亚种、嗜酸乳杆菌、长双歧杆菌、酵母菌、醋酸菌各占20％。制备步骤为：
1)、分别将菌株为德氏乳杆菌保加利亚亚种、嗜酸乳杆菌、长双歧杆菌、酵母菌、醋酸菌接种于10mL苹果汁原液中，苹果汁原液的pH预先用碳酸氢钠调节至6.0，于37℃厌氧暗培养48h，从而实现菌株的活化。将所得的培养液加入到同样的苹果汁原液中，于37℃厌氧暗培养约36h，直至所得的益生菌培养液中的活菌数≥106CFU/g。
2)、将完整苹果洗净、70％酒精浸泡5min消毒后，进行切割得到苹果切块，例如苹果薄片，厚度5mm。
3)、发酵：将步骤2)所得苹果切块放入步骤1)所得益生菌营养液中真空度0.5-0.2pa环境下发酵；于温度30±2℃，70％RH的真空减压环境下发酵5天后，再以相对湿度50％RH，温度30±2℃下发酵3天。
4)、干燥：发酵后所得的物料提高真空度至0.2-0.1pa，在温度35±2℃，湿度10％RH条件下干燥2天后得到酵素果干。
上述酵素果干可进一步磨粉后得到固体酵素饮料。
实施例4
水果为苹果35％、梨35％、香蕉15％、猕猴桃15％；
菌株为德氏乳杆菌保加利亚亚种15％、嗜酸乳杆菌15％、长双歧杆菌15％、约氏乳酸杆菌15％、耐氧性双歧杆菌10％、发酵乳杆菌10％、罗伊氏乳杆菌10％、嗜热链球菌10％。
一种利用真空减压发酵系统制备益生菌果干及固体益生菌饮料的方法，制备步骤为：
1)、将活化后的益生菌在培养基上进行培养，直至所得的益生菌培养液中的活菌数≥106CFU/g。
2)、将完整苹果、梨洗净、70％酒精浸泡5min消毒后，分别进行切割得到切块，厚度5mm。香蕉、猕猴桃去皮后进行切成厚度5mm的薄片。
3)、发酵：将步骤2)所得切块放入步骤1)所得益生菌营养液中真空度0.5-0.2pa环境下发酵；于温度30±2℃，70％RH的真空减压环境下发酵5天后，再以相对湿度50％RH，温度30±2℃下发酵3天。
4)、干燥：发酵后所得的物料提高真空度至0.2-0.1pa，在温度35 ±2℃，湿度10％RH条件下干燥2天后得到酵素果干。
上述酵素果干可进一步磨粉后得到固体酵素饮料。
实施例5
水果为苹果；
菌株为德氏乳杆菌保加利亚亚种15％、嗜酸乳杆菌15％、长双歧杆菌15％、约氏乳酸杆菌15％、耐氧性双歧杆菌10％、发酵乳杆菌10％、罗伊氏乳杆菌10％、嗜热链球菌10％。
一种利用真空减压发酵系统制备益生菌果干及固体益生菌饮料的方法，制备步骤为：
1)、将活化后的益生菌在培养基上进行培养，直至所得的益生菌培养液中的活菌数≥106CFU/g。
2)、将完整苹果洗净、70％酒精浸泡5min消毒后，分别进行切割得到切块，厚度5mm。
3)、发酵：将步骤2)所得切块放入步骤1)所得益生菌营养液中真空度0.5-0.2pa环境下发酵；于温度30±2℃，70％RH的真空减压环境下发酵5天后，再以相对湿度50％RH，温度30±2℃下发酵3天。
4)、干燥：发酵后所得的物料提高真空度至0.2-0.1pa，在温度35±2℃，湿度10％RH条件下干燥2天后得到酵素果干。
上述酵素果干可进一步磨粉后得到固体酵素饮料。
上述实施例所带来的具体效果见以下表格：
表一、真空減壓發酵與一般液態發酵之微生物生長情形(实施例5)
單位：C.F.U./ml
表二 真空减压发酵产物与一般液态发酵产物抗氧化能力(去自由基活性DPPH)比较；(实施例5)
單位：％
表三 真空减压发酵与一般液态发酵之酵素活性比较(实施例5)
單位：U/g/min
表四 真空减压发酵与一般液态发酵之微生物生长情形
單位：C.F.U/ml
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明的实质技术内容范围，本发明的实质技术内容是广义地定义于申请的权利要求范围中，任何他人完成的技术实体或方法，若是与申请的权利要求范围所定义的完全相同，也或是一种等效的变更，均将被视为涵盖于该权利要求范围之中。
Claims (9)
1.一种利用真空减压发酵系统制备益生菌果干及固体益生菌饮料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)、将活化后的益生菌在培养基上进行培养；
2)、将完整水果洗净、70％酒精浸泡消毒，进行切割得到水果切块；
3)、发酵：将步骤2)所得水果切块放入步骤1)所得益生菌营养液中真空减压环境下发酵；
4)、干燥：发酵后所得的物料真空环境下进行干燥。
2.根据权利要求1所述的利用真空减压发酵系统制备益生菌果干及固体益生菌饮料的方法，其特征在于，所述益生菌为德氏乳杆菌保加利亚亚种、嗜酸乳杆菌、长双歧杆菌、约氏乳酸杆菌、耐氧性双歧杆菌、发酵乳杆菌、罗伊氏乳杆菌、嗜热链球菌中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的利用真空减压发酵系统制备益生菌果干及固体益生菌饮料的方法，其特征在于，所述益生菌营养液由嗜酸乳杆菌50％、长双歧杆菌30％和约氏乳酸杆菌20％组成。
4.根据权利要求1所述的利用真空减压发酵系统制备益生菌果干及固体益生菌饮料的方法，其特征在于，所述步骤1)益生菌培养液中的活菌数≥106CFU/ml。
5.根据权利要求1所述的利用真空减压发酵系统制备益生菌果干及固体益生菌饮料的方法，其特征在于，所述水果切块与益生菌营养液的重量比为1∶1。
6.根据权利要求1所述的利用真空减压发酵系统制备益生菌果干及固体益生菌饮料的方法，其特征在于，所述发酵过程分为二个阶段：
第一阶段：温度30±2℃、湿度70％RH、气压0.5-0.2pa条件下，发酵5天；
第二阶段：保持气压不变，相对湿度50％RH、温度30±2℃条件下，发酵3天。
7.根据权利要求1所述的利用真空减压发酵系统制备益生菌果干及固体益生菌饮料的方法，其特征在于，所述干燥条件为：气压0.2-0.1pa，温度35±2℃，湿度10％RH，干燥2天。
8.根据权利要求1所述的利用真空减压发酵系统制备益生菌果干及固体益生菌饮料的方法，其特征在于，所述水果为苹果、梨、桃、杏、猕猴桃、橘子、香蕉、葡萄中的一种或几种的混合。
9.根据权利要求1所述的利用真空减压发酵系统制备益生菌果干及固体益生菌饮料的方法，其特征在于，所述水果按重量计，由苹果35％、梨35％、香蕉15％、猕猴桃15％组成。
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