CN108450942A - 一种西番莲果皮发酵及含高活性益生菌的冻干酵素粉的制备方法 - Google Patents
一种西番莲果皮发酵及含高活性益生菌的冻干酵素粉的制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种西番莲果皮发酵及含高活性益生菌的冻干酵素粉的制备方法。首先将西番莲果皮进行打浆、调配、研磨、灭菌后,依次接入酵母菌、乳酸菌进行发酵;再以所得的西番莲果皮浆发酵液为主要原料,辅以海藻糖和麦芽糊精,通过冷冻干燥方法制备冻干酵素粉。该方法以西番莲果皮为主要材料,采取酵母菌先发酵、乳酸菌后发酵的“二步发酵法”工艺,以及海藻糖和麦芽糊精的作用,结合真空冷冻干燥法,充分利用微生物的发酵作用,制备出香气独特、具有高益生菌活性、富含乳酸、抗氧化性成分多酚等有益成分的活性酵素粉,为改善目前西番莲果皮的利用率低、应用价值不高等问题提供了依据,具有很好的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于果蔬深加工技术领域。更具体地,涉及一种西番莲果皮发酵及含高活性益生菌的冻干酵素粉的制备方法。
背景技术
西番莲(Passiflora caerulea L.)为西番莲属西番莲科的水果,因其果汁营养丰富,气味特别芳香,可散发出香蕉、菠萝、柠檬、草莓、番桃、石榴等多种水果的浓郁香味而被誉为“百香果”。经测定,占西番莲整果重50%左右的西番莲果皮富含纤维类、多酚类、果胶和蛋白质等物质;粗纤维、茶多酚、果胶、蛋白质、脂肪、多糖、总黄酮、维生素B1等含量分别为:3.0%、0.22%、1.41%、0.78%、<0.5%、0.46%、0.065%、<0.01(mg/100g);且富含多种矿物质元素K、Na、Mg、P、Zn、Ca、Fe、Mn、Cu等,尤以维生素含量丰富著称。但是,目前对西番莲的利用多数局限于西番莲果汁,果皮在取汁后被丢弃,未能得到充分利用。
酵素食品是指使用酵母、乳酸菌和醋酸菌等益生菌发酵果蔬及可食性药材而得到的固体或者液体食品,富含活性益生菌、大量的脂肪酶、淀粉酶、超氧化物歧化酶、乳酸等代谢产物,具有促进人体新陈代谢、调节人体肠道功能与抗氧化等功效。CN105077265A公布了一种真空冷冻干燥活性果蔬酵素粉及其制作方法,加入水蜜桃、环糊精、白糖以及酵母菌等密闭发酵15-30天,再过滤后冻干成酵素粉。其用于发酵的酵母菌,对人体的益生性不如乳酸菌群;另外由于只加入酵母菌发酵,微生物代谢过程中产生的中间代谢产物如乳酸、蛋白酶、脂肪酶等也不如乳酸菌群发酵的丰富,降低了酵素粉的益生性; CN107361355A公开了一种红枣酵素粉的制备方法,其先是利用果胶酶和纤维素酶复合酶解红枣枣泥,再同时接入酵母菌和乳酸菌进行发酵,完成后再过滤掉残渣,发酵液冷冻干燥得到红枣酵素粉。同时接入酵母菌和乳酸菌发酵,由于二者的发酵条件差别大,发酵过程发酵参数控制困难,而活菌数量及乙醇、乳酸等代谢物对发酵进程起到调控作用,乙醇含量过高时会抑制乳酸菌繁殖,体系酸度过高同样对酵母菌生长繁殖不利,这对于制备富含高活性的益生菌酵素粉是不利的。
另外,CN105285993A公布了一种百香果酵素粉及其制备方法,其主要利用西番莲果肉部分,并用酶解方法水解并过滤掉部分料液,进而进行发酵,经干燥后得到西番莲果汁酵素粉;该方法在制备果蔬酵素时,对发酵过程中的菌种生长调控和干燥后益生菌的存活率鲜有叙述,而益生菌在冻干过程中极易受到损伤失活,其活性是酵素粉发挥作用的关键因素。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术中西番莲果皮利用率低、应用价值不大的的缺陷和不足,提供一种西番莲果皮不经酶解过滤,加入酵母菌、乳酸菌分步发酵,经回添西番莲果汁调配,并加以真空冷冻干燥,获得酵素粉的工艺。
本发明的目的是提供一种制备发酵西番莲果皮浆的方法及所得西番莲果皮浆发酵液。
本发明另一目的是提供一种制备含高活性益生菌并具有西番莲特征香味的西番莲果皮冻干酵素粉的方法及所得西番莲果皮冻干酵素粉。
本发明上述目的通过以下技术方案实现:
本发明提供一种制备发酵西番莲果皮浆的方法,将西番莲果皮进行打浆、调配、研磨、灭菌后,依次接入酵母菌、乳酸菌,利用“二步发酵法”进行发酵。发酵结束后乳酸菌含量达到1.6×108~1×109cfu/g,总酸含量达3.8~4.7%,总酚含量达到0.12~0.26%,其优点在于,通过控制酵母菌发酵程度,产适量乙醇以抑制杂菌和产生醇香,再通过调控乳酸菌发酵,获得最大乳酸菌活菌量,同时最大限度地保留西番莲果皮中的抗氧化性成分多酚。
具体地,所述发酵西番莲果皮浆的方法包括如下步骤:
S1.打浆:将西番莲果皮加水打成浆状;
S2.调配:在步骤S1打浆的同时,加入蔗糖、脱脂乳粉混合打浆调配,得到混合果浆;
S3.研磨和灭菌:将步骤S2的混合果浆研磨后灭菌,得到灭菌西番莲果皮浆;
S4.菌株活化及适应性培养:将经活化、扩大培养后的酵母菌菌液和乳酸菌菌液分别接入到S3的灭菌西番莲果皮浆中进行适应性培养,分别获得酵母菌果皮浆发酵液一级种子液和乳酸菌果皮浆发酵液一级种子液;
S5.二步发酵:
S51.第一步酵母菌发酵:取S4所得酵母菌果皮浆发酵液一级种子液接入到S3的灭菌西番莲果皮浆中进行发酵;
S52.第二步乳酸菌发酵:在S51发酵结束后再接入S4所得乳酸菌果皮浆发酵液一级种子液继续发酵,得到西番莲果皮浆发酵液。
其中,步骤S1中西番莲果皮的处理方法是选择无霉烂的西番莲果,去除果肉、果籽部分,洗净果皮。
优选地,步骤S1中西番莲果皮:水的重量比为1:1~3。
优选地,步骤S2中按照质量比计,蔗糖和脱脂乳粉占西番莲果皮和水总量的质量比为蔗糖2~10%、脱脂乳粉1~8%。
更优选地,步骤S2中按照质量比计,蔗糖和脱脂乳粉占西番莲果皮和水总量的质量比为蔗糖10%、脱脂乳粉5%。
优选地,步骤S3是使用胶体磨进行研磨,胶体磨孔径间隙为20~30μm,平均循环研磨2~3次。
优选地,步骤S3中灭菌是沸水灭菌10~20 min。
优选地,步骤S4中酵母菌菌液和乳酸菌菌液的接种量分别为1%~5%。
更优选地,步骤S4中酵母菌菌液和乳酸菌菌液的接种量分别为2.5%。
优选地,步骤S4中酵母菌适应性培养的条件为27~31℃培养8~16h。培养至活菌数1×106~1×107cfu/g。
更优选地,步骤S4中酵母菌适应性培养的条件为29℃培养12h。
优选地,步骤S4中乳酸菌适应性培养的条件为35~39℃培养12~24h。至活菌数1×107~1×108cfu/g。
更优选地,步骤S4中乳酸菌适应性培养的条件为37℃培养24h。
优选地,步骤S51中酵母菌果皮浆发酵液一级种子液的接种量为1%~10%。
更优选地,步骤S51中酵母菌果皮浆发酵液一级种子液的接种量为1.5%。
优选地,步骤S51中发酵的条件为27~31℃发酵8~16h。
更优选地,步骤S51中发酵的条件为29℃发酵16h。
优选地,步骤S51酵母菌发酵的结束指标为发酵液中乙醇含量达到0.1~0.5%,酵母菌活菌数达到1×107~1×108cfu/g(优选7.2×107cfu/g)。
优选地,步骤S52中乳酸菌果皮浆发酵液一级种子液的接种量1%~10%。
更优选地,步骤S52中乳酸菌果皮浆发酵液一级种子液的接种量2%。
优选地,步骤S52中发酵的条件为33~41℃发酵12~24h。
更优选地,步骤S52中发酵的条件为35~39℃发酵12~24h。
最优选地,步骤S52中发酵的条件为37℃发酵24h。
优选地,步骤S52乳酸菌发酵的结束指标为发酵液中乳酸菌含量达到1.6×108~1×109cfu/g (优选8.2×108cfu/g),总酸含量为3.8~4.7%,总酚含量为0.12~0.26%。
优选地,步骤S52中乳酸菌为植物乳杆菌和干酪乳杆菌的混合菌种。
更优选地,植物乳杆菌:干酪乳杆菌的质量比1~2:1~2(最优选为1:1)。
另外,由上述方法制备得到的西番莲果皮浆发酵液也应在本发明的保护范围之内。
本发明还提供一种制备含高活性益生菌并具有西番莲特征香味的西番莲果皮冻干酵素粉的方法,是以上述西番莲果皮浆发酵液为主要原料,回添西番莲果汁调味,辅以海藻糖和麦芽糊精,通过冷冻干燥方法制备得到。具体是立即取发酵结束后的西番莲果皮浆发酵液与西番莲果汁、海藻糖、麦芽糊精混合均匀,然后低温速冻,再真空冻干,得到西番莲果皮冻干酵素粉。
其中,优选地,所述低温速冻的条件为-10℃~0℃(优选-4℃)速冻2~8h。
优选地,西番莲果皮浆发酵液与西番莲果汁、海藻糖、麦芽糊精的混合质量比为10%~50%:30%~70%:5%~20%:5%~20%。
更优选地,西番莲果皮浆发酵液与西番莲果汁、海藻糖、麦芽糊精的混合质量比为30%:50%:10%:10%。
优选地,所述真空冻干的条件为:预冻温度-22~-37℃,预冻时间2~6h,升华温度27~34℃,解析温度44~56℃,物料装盘厚度5~10mm,真空度10~100Pa (优选20~80Pa),冻干时间12~24h(优选16~24 h)。
按照本发明的方法,海藻糖和麦芽糊精的加入既可以起到干燥保护剂,保护乳酸菌在冻干过程中免收损伤,提高益生菌在酵素粉中的活性,同时海藻糖作为功能性低聚多糖也增加了酵素粉的营养价值。制备得到的西番莲果皮酵素粉颗粒细腻,乳酸菌活菌含量不低于1×106cfu/g,总酚含量不低于0.16%,总酸含量不低于0.66%。
按照上述方法制备得到的含高活性益生菌的西番莲果皮冻干酵素粉也应在本发明的保护范围之内。
本发明具有以下有益效果:
本发明主要利用西番莲果皮,设计了先接种酵母菌后接种乳酸菌发酵的二次发酵法。酵母菌发酵过程会产生醇类芳香物质且酒精具有抑制杂菌生长的作用;而乳酸菌发酵能繁殖大量乳酸活菌,发酵过程还会产酸从而提高体系酸度,对多酚等抗氧化成分具有良好的稳定保护性。
本发明采用酵母菌和乳酸菌混菌发酵目的和作用还在于能够提升发酵风味的同时,保留和提高原发酵底物中的抗氧化性活性成分,且丰富了酵素粉中的菌种类多样性;还可避免单独乳酸菌发酵后气味较差、芳香物质不足,单独酵母菌发酵在活性成分的代谢上不如乳酸菌,导致酵素产品益生性较差。而且,先接种酵母菌发酵结束后再接种酵母菌发酵的方案,可避免乳酸菌发酵速度快而大量消耗营养成分,不利于酵母菌接入后发酵产乙醇和改善发酵气味的问题,而且先用酵母菌发酵还可产生大量乙醇,抑制杂菌生长。
本发明利用冷冻干燥法可以使发酵液中的营养成分得到最大限度的保留,而且利用冷冻干燥法对益生菌和活性酶的损害性最小,制备的酵素粉中,保有较高活性益生菌。
本发明利用西番莲果皮为主要原料进行发酵获得酵素粉的方法,在制备酵素时充分考虑了不同菌种发酵性质的差异以及益生菌在冻干过程中的存活问题。利用二步发酵法,充分发挥酵母菌产乙醇抑制杂菌和产香,乳酸菌产酸的特点,并且明确添加的乳酸菌种为植物乳杆菌和干酪乳杆菌,以达到丰富益生菌种类、提高酵素粉益生性的目的,并在发酵结束后添加海藻糖和麦芽糊精为益生菌的抗冻剂,使制备的酵素粉中乳酸菌活菌数达到1×106cfu/g,确保了酵素粉的益生性。
本发明以西番莲果皮浆发酵液为主要原料,回添西番莲果汁调味,使制备的酵素粉具有西番莲的特征香味。
具体实施方式
以下结合具体实施例来进一步说明本发明,但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非特别说明,本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。
除非特别说明,以下实施例所用试剂和材料均为市购。
实施例1
1、制备方法
(1)打浆:
选择无霉烂的西番莲果,去除果肉、果籽部分,洗净果皮,将西番莲果皮加水用打浆机打成浆状,西番莲果皮:水重量比为1:1。
(2)调配:
按照质量比计,在步骤(1)打浆的同时,加入5%蔗糖、5%脱脂乳粉混合打浆调配,得到混合果浆。
(3)研磨和灭菌:
将步骤(2)的混合果浆用胶体磨进行进一步磨细,然后进行沸水灭菌处理10 min,至商业无菌即可,得到灭菌西番莲果皮浆;其中,胶体磨孔径间隙为20~30μm,平均循环研磨2~3次。
(4)菌株活化及适应性培养:
为保证发酵顺利进行,将经活化、扩大培养后的酵母菌菌液和乳酸菌菌液分别接入到步骤(3)所得灭菌西番莲果皮浆中进行适应性培养,接种量均为1%,分别获得酵母菌果皮浆发酵液一级种子液和乳酸菌果皮浆发酵液一级种子液。
具体地,酵母菌适应性培养8h,培养温度27℃,获得酵母菌果皮浆发酵液一级种子液,活菌数2×106cfu/g。乳酸菌适应性培养24h,培养温度39℃,获得乳酸菌果皮浆发酵液一级种子液,活菌数2×107cfu/g。
(5)接菌二步发酵:
首先取步骤(4)的酵母菌果皮浆发酵液一级种子液接入到灭菌西番莲果皮浆中,接种量1%,发酵温度范围27℃,发酵8h,至发酵后乙醇含量达到0.5%,酵母菌活菌数达到1.6×107cfu/g;然后再接入步骤(4)的乳酸菌果皮浆发酵液一级种子液继续发酵,接种量1%,发酵温度范围35℃,发酵24h后结束,得到西番莲果皮浆发酵液。
(6)冻干:
发酵结束后立即将西番莲果皮浆发酵液与西番莲果汁、海藻糖、麦芽糊精混合均匀,混合比例以质量比计为:西番莲果皮浆发酵液30%、西番莲果汁50%、海藻糖10%、麦芽糊精10%;
然后放入-8℃速冻6h,再送入真空冷冻干燥机冻干,真空冷冻干燥时预冻温度为-37℃,升华温度31℃,解析温度为46℃,物料装盘厚度为5mm,真空度为80 Pa,冻干时间为24h;得到西番莲果皮冻干酵素粉。
2、所制备得到的西番莲果皮冻干酵素粉颗粒细腻,乳酸菌活菌含量不低于1×106cfu/g,总酚含量不低于0.16%,总酸含量不低于0.66%,香气适宜。制备工艺对多酚等抗氧化成分具有良好的稳定保护性,利用冷冻干燥法可以使发酵液中的营养成分得到最大限度的保留,而且利用冷冻干燥法对活性酶和益生菌的损害性最小,制备的酵素粉中,有较高活性益生菌。
实施例2
1、制备方法
(1)打浆:
选择无霉烂的西番莲果,去除果肉、果籽部分,洗净果皮,将西番莲果皮加水用打浆机打成浆状,西番莲果皮:水重量比为1:2。
(2)调配:
按照质量比计,在步骤(1)打浆的同时,加入3%蔗糖、2%脱脂乳粉混合打浆调配,得到混合果浆。
(3)研磨和灭菌:
将步骤(2)的混合果浆用胶体磨进行进一步磨细,然后进行沸水灭菌处理12 min,至商业无菌即可,得到灭菌西番莲果皮浆;其中,胶体磨孔径间隙为20~30μm,平均循环研磨2~3次。
(4)菌株活化及适应性培养:
为保证发酵顺利进行,将经活化、扩大培养后的酵母菌菌液和乳酸菌菌液分别接入到步骤(3)所得灭菌西番莲果皮浆中进行适应性培养,接种量均为2%,分别获得酵母菌果皮浆发酵液一级种子液和乳酸菌果皮浆发酵液一级种子液。
具体地,酵母菌适应性培养12h,培养温度29℃,获得酵母菌果皮浆发酵液一级种子液,活菌数3×106cfu/g。乳酸菌适应性培养16h,培养温度37℃,获得乳酸菌果皮浆发酵液一级种子液,活菌数3×107cfu/g。
(5)接菌二步发酵:
首先取步骤(4)的酵母菌果皮浆发酵液一级种子液接入到灭菌西番莲果皮浆中,接种量2%,发酵温度范围29℃,发酵12h,至发酵后乙醇含量达到0.26%,酵母菌活菌数达到3×107cfu/g;然后再接入步骤(4)的乳酸菌果皮浆发酵液一级种子液继续发酵,接种量2%,发酵温度范围37℃,发酵18h后结束,得到西番莲果皮浆发酵液。
(6)冻干:
发酵结束后立即将西番莲果皮浆发酵液与西番莲果汁、海藻糖、麦芽糊精混合均匀,混合比例以质量比计为:西番莲果皮浆发酵液50%、西番莲果汁30%、海藻糖10%、麦芽糊精10%;
然后放入-6℃速冻4h,再送入真空冷冻干燥机冻干,真空冷冻干燥时预冻温度-27℃,升华温度33℃,解析温度45℃,物料装盘厚度为8mm,真空度为60 Pa,冻干时间18 h;得到西番莲果皮冻干酵素粉。
2、所制备得到的西番莲果皮冻干酵素粉颗粒细腻,乳酸菌活菌含量不低于1×106cfu/g,总酚含量不低于0.16%,总酸含量不低于0.66%,香气适宜。制备工艺对多酚等抗氧化成分具有良好的稳定保护性,利用冷冻干燥法可以使发酵液中的营养成分得到最大限度的保留,而且利用冷冻干燥法对活性酶和益生菌的损害性最小,制备的酵素粉中,有较高活性益生菌。
实施例3
1、制备方法
(1)打浆:
选择无霉烂的西番莲果,去除果肉、果籽部分,洗净果皮,将西番莲果皮加水用打浆机打成浆状,西番莲果皮:水重量比为1:3。
(2)调配:
按照质量比计,在步骤(1)打浆的同时,加入8%蔗糖、5%脱脂乳粉混合打浆调配,得到混合果浆。
(3)研磨和灭菌:
将步骤(2)的混合果浆用胶体磨进行进一步磨细,然后进行沸水灭菌处理20 min,至商业无菌即可,得到灭菌西番莲果皮浆;其中,胶体磨孔径间隙为20~30μm,平均循环研磨2~3次。
(4)菌株活化及适应性培养:
为保证发酵顺利进行,将经活化、扩大培养后的酵母菌菌液和乳酸菌菌液分别接入到步骤(3)所得灭菌西番莲果皮浆中进行适应性培养,接种量均为3%,分别获得酵母菌果皮浆发酵液一级种子液和乳酸菌果皮浆发酵液一级种子液。
具体地,酵母菌适应性培养16h,培养温度29℃,获得酵母菌果皮浆发酵液一级种子液,活菌数4×106cfu/g。乳酸菌适应性培养24h,培养温度39℃,获得乳酸菌果皮浆发酵液一级种子液,活菌数4×107cfu/g。
(5)接菌二步发酵:
首先取步骤(4)的酵母菌果皮浆发酵液一级种子液接入到灭菌西番莲果皮浆中,接种量3%,发酵温度范围29℃,发酵16h,至发酵后乙醇含量达到0.36%,酵母菌活菌数达到4×107cfu/g;然后再接入步骤(4)的乳酸菌果皮浆发酵液一级种子液继续发酵,接种量3%,发酵温度范围39℃,发酵24h后结束,得到西番莲果皮浆发酵液。
(6)冻干:
发酵结束后立即将西番莲果皮浆发酵液与西番莲果汁、海藻糖、麦芽糊精混合均匀,混合比例以质量比计为:西番莲果皮浆发酵液20%、西番莲果汁70%、海藻糖5%、麦芽糊精5%;
然后放入-4℃速冻2h,再送入真空冷冻干燥机冻干,真空冷冻干燥时预冻温度为-35℃,升华温度34℃,解析温度50℃,物料装盘厚度10mm,真空度80 Pa,冻干时间24 h;得到西番莲果皮冻干酵素粉。
2、所制备得到的西番莲果皮冻干酵素粉颗粒细腻,乳酸菌活菌含量不低于1×106cfu/g,总酚含量不低于0.16%,总酸含量不低于0.66%,香气适宜。制备工艺对多酚、黄酮类抗氧化成分具有良好的稳定保护性,利用冷冻干燥法可以使发酵液中的营养成分得到最大限度的保留,而且利用冷冻干燥法对活性酶和益生菌的损害性最小,制备的酵素粉中,有较高活性益生菌。
实施例4
1、制备方法
(1)打浆:
选择无霉烂的西番莲果,去除果肉、果籽部分,洗净果皮,将西番莲果皮加水用打浆机打成浆状,西番莲果皮:水重量比为2:3。
(2)调配:
按照质量比计,在步骤(1)打浆的同时,加入8%蔗糖、6%脱脂乳粉混合打浆调配,得到混合果浆。
(3)研磨和灭菌:
将步骤(2)的混合果浆用胶体磨进行进一步磨细,然后进行沸水灭菌处理18 min,至商业无菌即可,得到灭菌西番莲果皮浆;其中,胶体磨孔径间隙为20~30μm,平均循环研磨2~3次。
(4)菌株活化及适应性培养:
为保证发酵顺利进行,将经活化、扩大培养后的酵母菌菌液和乳酸菌菌液分别接入到步骤(3)所得灭菌西番莲果皮浆中进行适应性培养,接种量均为2.8%,分别获得酵母菌果皮浆发酵液一级种子液和乳酸菌果皮浆发酵液一级种子液。
具体地,酵母菌适应性培养10h,培养温度28℃,获得酵母菌果皮浆发酵液一级种子液,活菌数5×106cfu/g。乳酸菌适应性培养22h,培养温度38℃,获得乳酸菌果皮浆发酵液一级种子液,活菌数5×107cfu/g。
(5)接菌二步发酵:
首先取步骤(4)的酵母菌果皮浆发酵液一级种子液接入到灭菌西番莲果皮浆中,接种量2.8%,发酵温度范围28℃,发酵10h,至发酵后乙醇含量达到0.26%,酵母菌活菌数达到5×106cfu/g;然后再接入步骤(4)的乳酸菌果皮浆发酵液一级种子液继续发酵,接种量2.8%,发酵温度范围38℃,发酵20h后结束,得到西番莲果皮浆发酵液。
(6)冻干:
发酵结束后立即将西番莲果皮浆发酵液与西番莲果汁、海藻糖、麦芽糊精混合均匀,混合比例以质量比计为:西番莲果皮浆发酵液30%、西番莲果汁30%、海藻糖20%、麦芽糊精20%;
然后放入-1℃速冻3h,再送入真空冷冻干燥机冻干,真空冷冻干燥时预冻温度为-25℃,升华温度30℃,解析温度52℃,物料装盘厚度9mm,真空度70 Pa,冻干时间21 h;得到西番莲果皮冻干酵素粉。
2、所制备得到的西番莲果皮冻干酵素粉颗粒细腻,乳酸菌活菌含量不低于1×106cfu/g,总酚含量不低于0.16%,总酸含量不低于0.66%,香气适宜。制备工艺对多酚、黄酮类抗氧化成分具有良好的稳定保护性,利用冷冻干燥法可以使发酵液中的营养成分得到最大限度的保留,而且利用冷冻干燥法对活性酶和益生菌的损害性最小,制备的酵素粉中,有较高活性益生菌。
实施例5
1、制备方法
(1)打浆:
选择无霉烂的西番莲果,去除果肉、果籽部分,洗净果皮,将西番莲果皮加水用打浆机打成浆状,西番莲果皮:水重量比为3:4。
(2)调配:
按照质量比计,在步骤(1)打浆的同时,加入2%蔗糖、1%脱脂乳粉混合打浆调配,得到混合果浆。
(3)研磨和灭菌:
将步骤(2)的混合果浆用胶体磨进行进一步磨细,然后进行沸水灭菌处理17 min,至商业无菌即可,得到灭菌西番莲果皮浆;其中,胶体磨孔径间隙为20~30μm,平均循环研磨2~3次。
(4)菌株活化及适应性培养:
为保证发酵顺利进行,将经活化、扩大培养后的酵母菌菌液和乳酸菌菌液分别接入到步骤(3)所得灭菌西番莲果皮浆中进行适应性培养,接种量均为1.5%,分别获得酵母菌果皮浆发酵液一级种子液和乳酸菌果皮浆发酵液一级种子液。
具体地,酵母菌适应性培养11h,培养温度27℃,获得酵母菌果皮浆发酵液一级种子液,活菌数6×106cfu/g。乳酸菌适应性培养19h,培养温度35℃,获得乳酸菌果皮浆发酵液一级种子液,活菌数6×107cfu/g。
(5)接菌二步发酵:
首先取步骤(4)的酵母菌果皮浆发酵液一级种子液接入到灭菌西番莲果皮浆中,接种量1.5%,发酵温度范围27℃,发酵11h,至发酵后乙醇含量达到0.44%,酵母菌活菌数达到6×107cfu/g;然后再接入步骤(4)的乳酸菌果皮浆发酵液一级种子液继续发酵,接种量1.5%,发酵温度范围35℃,发酵19h后结束,得到西番莲果皮浆发酵液。
(6)冻干:
发酵结束后立即将西番莲果皮浆发酵液与西番莲果汁、海藻糖、麦芽糊精混合均匀,混合比例以质量比计为:西番莲果皮浆发酵液30%、西番莲果汁40%、海藻糖15%、麦芽糊精15%;
然后放入-7℃速冻5h,再送入真空冷冻干燥机冻干,真空冷冻干燥时预冻温度为-29℃,升华温度31℃,解析温度53℃,物料装盘厚度7mm,真空度45 Pa,冻干时间19 h;得到西番莲果皮冻干酵素粉。
2、所制备得到的西番莲果皮冻干酵素粉颗粒细腻,乳酸菌活菌含量不低于1×106cfu/g,总酚含量不低于0.16%,总酸含量不低于0.66%,香气适宜。制备工艺对多酚、黄酮类抗氧化成分具有良好的稳定保护性,利用冷冻干燥法可以使发酵液中的营养成分得到最大限度的保留,而且利用冷冻干燥法对活性酶和益生菌的损害性最小,制备的酵素粉中,有较高活性益生菌。
实施例6 制备工艺条件优化
1、二步发酵法中酵母菌发酵条件的优化
在二步发酵法发酵西番莲果皮浆中,通过单因素试验确定了,酵母菌一级种子液接种量范围1%~10%,发酵温度范围27~31℃,发酵时间8~16h;优选为接种量2%,发酵温度27℃,发酵时间14h。
进一步通过正交试验确定了发酵最佳条件为:接种量1.5%,发酵温度29℃,发酵时间16h。在该发酵条件下,酵母菌发酵过程中产生的最大活菌数为2.3×106cfu/g,最大乙醇生成量为0.21%,说明此时酵母菌发酵西番莲果浆达到最充分程度。
2、二步发酵法中复合乳酸菌发酵条件的优化
在二步发酵法发酵西番莲果皮浆中,通过单因素试验确定了,复合乳酸菌一级种子液的接种量为1%~10%,发酵温度为35~39℃,发酵时间为12~24h;优选为接种量为2%,发酵温度39℃,发酵时间18h,说明此时复合乳杆菌发酵达到最充分程度。
进一步通过正交试验确定了发酵最佳条件为:接种量2%,发酵温度37℃,发酵时间24h。在该发酵条件下,复合乳酸菌发酵过程中产生的最大活菌数为4.1×109cfu/g,最大总酚含量为0.26%,说明此时复合乳酸菌发酵西番莲果浆达到最大程度。
3、二步发酵法中复合乳酸菌接入时间的优化
分别设置三组实验:组1、组2、组3,分别是在酵母菌发酵时间8h、16h、24h后接入复合乳酸菌进行二步发酵。
发酵结束后组2的复合乳酸菌的活菌数最大,达到8.83×109cfu/g,总酚含量为18.01μg/mL(仅次于发酵组3的总酚含量),但组3的复合乳酸菌活菌数仅为4.6×108cfu/g(较16h时有所降低),故最佳的二步发酵时间条件为:在在酵母菌发酵16h后接入复合乳酸菌继续发酵。
4、酵素粉冻干制备条件的优化
通过单因素实验和正交实验结果显示,酵素粉冻干过程中加入麦芽糊精和海藻糖,添加范围均为5%~20%,添加量低于5%时无法起到保护益生菌免受冻干损伤的作用,添加量高于20%时在粉体色泽上显白色,香气不足;在麦芽糊精和海藻糖添加量均为10%时,能够保证最大的菌存活率89%。
综合各因素后确定,西番莲果皮浆发酵液与西番莲果汁、海藻糖、麦芽糊精的最佳混合质量比30%:50%:10%:10%。
实施例7二步发酵法的优化
1、参考实施例1的方法,按照上文优化的条件,制备西番莲果皮冻干酵素粉。
并针对二步发酵的步骤设置对照组:(1)单独酵母菌发酵;(2)单独乳酸菌发酵;(3)先乳酸菌发酵结束后,再酵母菌发酵。
2、实验结果显示,单独用乳酸菌发酵后,虽然可以达到较大活菌数和产乳酸,但发酵气味较差,芳香物质不足。而单独酵母菌发酵在活性成分的代谢上不如乳酸菌,导致酵素产品益生性较差。
而先接种乳酸菌后接种酵母菌发酵,因为乳酸菌发酵速度快于酵母菌,先接乳酸菌会大量消耗营养成分,同样不利于酵母菌接入后发酵产乙醇和改善发酵气味。
本发明先接种酵母菌发酵结束后再接种酵母菌发酵的方案,可避免上述问题,而且先用酵母菌发酵还可产生大量乙醇,抑制杂菌生长。而且酵母菌和乳酸菌混菌发酵目的和作用还在于提升发酵风味的同时,保留和提高原发酵底物中的抗氧化性活性成分,且丰富了酵素粉中的菌种类多样性。
综合各因素,选择了先酵母菌发酵结束后、再乳酸菌发酵的二步发酵法。
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种制备发酵西番莲果皮浆的方法,其特征在于,将西番莲果皮进行打浆、调配、研磨、灭菌后,依次接入酵母菌、乳酸菌利用“二步发酵法”进行发酵。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1.打浆:将西番莲果皮加水打成浆状;
S2.调配:在步骤S1打浆的同时,加入蔗糖、脱脂乳粉混合打浆调配,得到混合果浆;
S3.研磨和灭菌:将步骤S2的混合果浆研磨后灭菌,得到灭菌西番莲果皮浆;
S4.菌株活化及适应性培养:将经活化、扩大培养后的酵母菌菌液和乳酸菌菌液分别接入到S3的灭菌西番莲果皮浆中进行适应性培养,分别获得酵母菌果皮浆发酵液一级种子液和乳酸菌果皮浆发酵液一级种子液;
S5.二步发酵:
S51.第一步酵母菌发酵:取S4所得酵母菌果皮浆发酵液一级种子液接入到S3的灭菌西番莲果皮浆中进行发酵;
S52.第二步乳酸菌发酵:在S51发酵结束后再接入S4所得乳酸菌果皮浆发酵液一级种子液继续发酵,得到西番莲果皮浆发酵液。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,步骤S2中按照质量比计,蔗糖和脱脂乳粉占西番莲果皮和水总量的质量比为蔗糖2~10%、脱脂乳粉1~8%。
4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,步骤S51酵母菌发酵的结束指标为发酵液中乙醇含量达到0.1~0.5%,酵母菌活菌数达到1×107~1×108cfu/g。
5.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,步骤S52乳酸菌发酵的结束指标为发酵液中乳酸菌活菌数达到1.6×108~1×109cfu/g,总酸含量为3.8~4.7%,总酚含量为0.12~0.26%。
6.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,步骤S52中乳酸菌为植物乳杆菌和干酪乳杆菌的混合菌种。
7.根据权利要求1~6任一所述方法制备得到的西番莲果皮浆发酵液。
8.一种制备含高活性益生菌的西番莲果皮冻干酵素粉的方法,其特征在于,是以权利要求7所述西番莲果皮浆发酵液为主要原料,辅以海藻糖和麦芽糊精,通过冷冻干燥方法制备得到。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,是立即取发酵结束后的西番莲果皮浆发酵液与西番莲果汁、海藻糖、麦芽糊精混合均匀,然后低温速冻,再真空冻干,得到西番莲果皮冻干酵素粉。
10.根据权利要求8或9所述方法制备得到的含高活性益生菌的西番莲果皮冻干酵素粉。
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