CN109497529A - 富含稀少糖和抗氧化活性物质酵素的低温发酵方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及发酵食品技术领域；具体为富含稀少糖和抗氧化活性物质酵素的低温发酵方法；具体是将一部分红心火龙果汁、树莓汁与浓缩红枣汁的混合汁加入酵母活化液进行发酵，发酵温度为10‑18℃，得到第一阶段发酵液；取剩余的果汁原料，加入D‑阿洛酮糖3‑差向异构酶，进行酶催化反应得到稀少糖原料液；再将第一阶段发酵液和稀少糖原料液混合，接种乳酸菌发酵，于10‑18℃条件下发酵得到酵素；本发明无需额外添加蔗糖，利用浓缩红枣汁作为稀少糖转化的来源；红心火龙果和树莓提供更多的SOD及花青素，同时辅助稀少糖的生成，全程采用低温发酵，避免稀少糖和活性成分损失，同时延长了乳酸菌的代谢周期，生成更多的有益代谢产物。
Description
技术领域
本发明涉及发酵食品技术领域，尤其涉及一种富含稀少糖和抗氧化活性物质酵素的低温发酵方法。
背景技术
酵素是指以动物、植物和菌类等为原料，经微生物发酵制得的含有特定生物活性成分的产品，其特征是富含多种酶和功能活性物质，不仅可以促进正常新陈代谢，增强机体免疫，还具有消炎、抗菌、抗衰老等功效。酵素的功效主要表现为对人体内的自由基的清除能力，植物酵素清除自由基的活性物质主要是SOD 酶、花青素、黄酮等物质。
超氧化物歧化酶（简称 SOD 酶），是生物体内重要的抗氧化酶，广泛分布于各种生物体内，是生物体内清除自由基的首要物质。SOD在生物体内的水平高低意味着衰老与死亡的直观指标，它可对抗与阻断因氧自由基对细胞造成的损害，并及时修复受损细胞，复原因自由基造成的对细胞伤害。花青素是自然界一类广泛存在于植物果实、花、茎和叶细胞液中的水溶性色素，它使许多水果、蔬菜和花呈显鲜艳的颜色。花青素在浆果中含量最为丰富，是天然食用色素良好来源，实验证明，花青素生物活性强，其自由基清除活性一般强于VC和VE，对人体健康和疾病防治有重要作用，花青素在食品中不但可作为营养强化剂，而且还可作为食品防腐剂代替苯甲酸等合成防腐剂，并且可作为天然的食品着色剂应用于平常饮料和食品，符合人们对食品添加剂天然、安全、健康的总要求。D-阿洛酮糖是一种新型的功能性甜味剂，传统的甜味剂蔗糖等具有高热量和致高血糖等缺点，过多的摄入会导致糖尿病、肥胖和心血管疾病等慢性病的发生，而D-阿洛酮糖的甜度是蔗糖的70%左右，而其能量值不到蔗糖的10%。且D-阿洛酮糖已被美国食品药品管理局(FDA)认证为一般认为安全(GRAS)，并可作为膳食补充剂应用于食品、医药等领域。生物酶法是合成D-阿洛酮糖最主要的方法,在D-阿洛酮糖3-差向异构酶的催化作用下，D-果糖异构化生成D-阿洛酮糖。
红枣富含糖类物质，含糖量居各类果品之首，红枣汁中含糖量高达50～80%，其中果糖含量占40～45%，葡萄糖占40～43%，为稀少糖的转化和酵素发酵过程提供充足的小分子糖来源，另外，红枣汁中优质的有机酸和萜类物质也对酵素风味和感官评价起到较好的作用。树莓和红心火龙果中花青素和sod含量都显著高于其他果品，除了显著的抗氧化活性，天然花青素可作为食品防腐剂代替苯甲酸等合成防腐剂, 并且可作为天然的食品着色剂为酵素产品带来丰富的色泽, 符合人们对食品添加剂天然、安全、健康的总要求。
相关研究表明，低温发酵工艺能够带来更丰富不易损失的香气体系，能够提升产品的香气和感官特性，主要是酯类成分的增加和挥发酸成分的降低，且酵素低温发酵能够抑制发酵过程中杂菌污染，保证产品安全。本发明采用全过程低温发酵工艺（低于18℃），并将部分原料作为稀少糖转化来源，避免了稀少糖转化过程中的高温对产品风味对影响。
发明内容
本发明克服现有技术存在的不足，提供一种富含稀少糖和抗氧化活性物质酵素的低温发酵方法。本发明是通过如下技术方案实现的。
富含稀少糖和抗氧化活性物质酵素的低温发酵方法，包括以下步骤：
a）原料准备：将红心火龙果、树莓取汁后，与浓缩红枣汁混合得到所需果汁原料。
b）制备第一阶段发酵液：取果汁原料的40-60%，调节糖度至50-200 g/ L，为第一阶段发酵原料液；在第一阶段发酵原料液中加入酵母活化液进行发酵，发酵温度为10-18℃，发酵时间为7-20d；得到第一阶段发酵液。
c）制备稀少糖原料液：取剩余的果汁原料，调节糖度至300-500g/L，加入D-阿洛酮糖3-差向异构酶，进行酶催化反应1-3h，得到稀少糖原料液。
d）制备酵素：将第一阶段发酵液和稀少糖原料液按10:1-5比例混合，接种乳酸菌发酵，于10-18℃条件下发酵5-20d，得到酵素。
优选的，所述的红心火龙果、树莓取汁后分别得到红心火龙果汁和树莓汁，所述的重量份为：红心火龙果汁10-50份、树莓汁10-50份、浓缩红枣汁10-30份。
优选的，所述酵母活化液加入的量是第一阶段发酵原料液的0.05-2%。
优选的，所述酵母活化液为耐低温酵母的活化液。
优选的，所述的第一阶段发酵液的糖度＜5g/L。
优选的，所述的酶催化反应的条件为温度50-60℃、pH 5.2-7.5、100-200转/min搅拌条件下。
优选的，所述的酶催化反应中加入0.05mmol/L食品级氯化钙溶液作为催化剂。
优选的，所述的酶催化反应是使用2-30g/L固定化后的D-阿洛酮糖3-差向异构酶。
优选的，所述的制备酵素是接种质量比1-5%的乳酸菌。
优选的，所述的乳酸菌为植物乳杆菌、保加利亚乳杆菌及干酪乳杆菌的混合菌种，所述的混合菌种可以从泡菜中筛选，也可以直接购买得到，并于接种前活化。
得到的酵素产品经过过滤，后熟后得到最终产品。
最终产品色泽靓丽，酸甜适中，香气浓郁，且中功能成分稀少糖含量为：4.5～7.5%，SOD活性为80~180U/mL，花青素含量为63～150mg/100g。
本发明相对于现有技术所产生的有益效果为。
1）区别于常规酵素发酵，本发明无需额外添加蔗糖，发酵原料的选择上，浓缩红枣汁糖含量可以达到700～800g/L，为第一发酵阶段提供了充足的碳源；另一方面，浓缩红枣汁中果糖含量可达总糖含量的40%～50%，是稀少糖转化的唯一来源；红心火龙果和树莓中SOD及花青素含量非常高，为最终产品提供抗氧化活性物质的来源；树莓汁对产品色泽的协调起着关键性作用。
2）低温发酵过程增加了发酵过程中的酯类成分，降低了发酵过程中挥发酸成分为产品带来更为丰富的香气体系，同时避免了发酵过程中杂菌污染，保证了产品的品质和安全。
3）本发明将配料的一部分作为稀少糖转化的原料，最大程度降低了稀少糖转化过程中高温损失的香气成分与活性物质的损失，避免了稀少糖转化过程中的高温对产品风味的影响。
4）将生成稀少糖的酶解液进一步通过低温的乳酸发酵，在整个体系中同时生成一部分低聚糖，两种有益糖类促进了有益微生物的代谢，延长了乳酸菌的代谢周期，从而生成更多的有益代谢产物，同时抑制了有害菌的繁殖。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。下面结合实施例详细说明本发明的技术方案，但保护范围不被此限制。
实施例1
一种富含稀少糖和抗氧化活性物质酵素的低温发酵方法，具体步骤为：
1）将浓缩红心火龙果汁100g、浓缩树莓汁300g、浓缩红枣汁300g混合，作为原料果汁。
2）第一阶段发酵：取一半的原料果汁加纯净水调节糖度至50 g/L，为第一阶段发酵原料液，按发酵液重量比1%度耐低温酵母活化液加入调配好的发酵原料液中，控制发酵温度为10℃进行发酵，发酵时间为15d，发酵过程中检测发酵液糖度小于5g/L终止发酵，并加入皂土将菌体沉降，转移上清液得到第一阶段发酵液。终止发酵过程：调整发酵液至满罐，并充入体积比为5:95的无菌二氧化碳和氮气混合气体，将发酵液温度调整至8℃以下，保持48h终止发酵。
3）酶解反应：取剩余的原料果汁，调节糖度至500g/L，加入20g/L固定化后的D-阿洛酮糖3-差向异构酶，在50℃、PH5.5、150转/min低速搅拌条件下，进行酶催化反应2h转化稀少糖，得到含量为6.5%稀少糖原料液。反应过程中加入0.05mmol/L食品级氯化钙溶液促进酶催化反应，DPEase固定化载体为海藻酸钠和甲基纤维素钠。
4）第二阶段发酵：将第一阶段发酵液和稀少糖原料液按10:1比例混合，接种质量比5%的耐低温乳酸菌，于密闭罐中充入体积比为5:95无菌二氧化碳和氮气的混合气体，于15℃条件下低温发酵15d，得到富含稀少糖和sod的低温发酵酵素。耐低温乳酸菌为植物乳杆菌、保加利亚乳杆菌及干酪乳杆菌的混合菌种，从泡菜中筛选出来，并于接种前活化。
5）得到的酵素产品经过过滤，后熟后得到最终产品。最终产品色泽靓丽，酸甜适中，香气浓郁，且中功能成分稀少糖含量为：6.9%，SOD活性为162U/mL，花青素含量为120mg/100g。
实施例2
一种富含稀少糖和抗氧化活性物质酵素的低温发酵方法，具体步骤为：
1）将浓缩红心火龙果汁500g、浓缩树莓汁100g、浓缩红枣汁200g混合，作为原料果汁。
2）第一阶段发酵：取40%的原料果汁加纯净水调节糖度至200 g/L，为第一阶段发酵原料液，按发酵液重量比2%度耐低温酵母活化液加入调配好的发酵原料液中，控制发酵温度为15℃进行发酵，发酵时间为20d，发酵过程中检测发酵液糖度小于5g/L终止发酵，并加入皂土将菌体沉降，转移上清液得到第一阶段发酵液。终止发酵过程：调整发酵液至满罐，并充入体积比为5:95的无菌二氧化碳和氮气混合气体，将发酵液温度调整至8℃以下，保持48h终止发酵。
3）酶解反应：取剩余的原料果汁，调节糖度至300g/L，加入2g/L固定化后的D-阿洛酮糖3-差向异构酶，在60℃、PH7.5、100转/min低速搅拌条件下，进行酶催化反应3h转化稀少糖，得到含量为5.9%稀少糖原料液。反应过程中加入0.05mmol/L食品级氯化钙溶液促进酶催化反应，DPEase固定化载体为海藻酸钠和甲基纤维素钠。
4）第二阶段发酵：将第一阶段发酵液和稀少糖原料液按10:5比例混合，接种质量比3%的耐低温乳酸菌，于密闭罐中充入体积比为5:95无菌二氧化碳和氮气的混合气体，于10℃条件下低温发酵20d，得到富含稀少糖和sod的低温发酵酵素。耐低温乳酸菌为植物乳杆菌、保加利亚乳杆菌及干酪乳杆菌的混合菌种，以上菌种直接从市场上购买，并于接种前活化。
5）得到的酵素产品经过过滤，后熟后得到最终产品。最终产品色泽靓丽，酸甜适中，香气浓郁，且中功能成分稀少糖含量为：6.2%，SOD活性为108U/mL，花青素含量为69mg/100g。
实施例3
一种富含稀少糖和抗氧化活性物质酵素的低温发酵方法，具体步骤为：
1）将浓缩红心火龙果汁300g、浓缩树莓汁500g、浓缩红枣汁100g混合，作为原料果汁。
2）第一阶段发酵：取一半的原料果汁加纯净水调节糖度至100 g/L，为第一阶段发酵原料液，按发酵液重量比0.05%度耐低温酵母活化液加入调配好的发酵原料液中，控制发酵温度为18℃进行发酵，发酵时间为7d，发酵过程中检测发酵液糖度小于5g/L终止发酵，并加入皂土将菌体沉降，转移上清液得到第一阶段发酵液。终止发酵过程：调整发酵液至满罐，并充入体积比为5:95的无菌二氧化碳和氮气混合气体，将发酵液温度调整至8℃以下，保持48h终止发酵。
3）酶解反应：取剩余的原料果汁，调节糖度至500g/L，加入20g/L固定化后的D-阿洛酮糖3-差向异构酶，在55℃、PH6、200转/min低速搅拌条件下，进行酶催化反应1h转化稀少糖，得到含量为7.2%稀少糖原料液。反应过程中加入0.05mmol/L食品级氯化钙溶液促进酶催化反应，DPEase固定化载体为海藻酸钠和甲基纤维素钠。
4）第二阶段发酵：将第一阶段发酵液和稀少糖原料液按10:3比例混合，接种质量比1%的耐低温乳酸菌，于密闭罐中充入体积比为5:95无菌二氧化碳和氮气的混合气体，于15℃条件下低温发酵15d，得到富含稀少糖和sod的低温发酵酵素。耐低温乳酸菌为植物乳杆菌、保加利亚乳杆菌及干酪乳杆菌的混合菌种，从泡菜中筛选出来，并于接种前活化。
5）得到的酵素产品经过过滤，后熟后得到最终产品。最终产品色泽靓丽，酸甜适中，香气浓郁，且中功能成分稀少糖含量为：7.5%，SOD活性为89U/mL，花青素含量为93mg/100g。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。
Claims (10)
1.富含稀少糖和抗氧化活性物质酵素的低温发酵方法，其特征在于，包括以下步骤：
a）原料准备：将红心火龙果、树莓取汁后，与浓缩红枣汁混合得到所需果汁原料；
b）制备第一阶段发酵液：取果汁原料的40-60%，调节糖度至50-200 g/ L，为第一阶段发酵原料液；在第一阶段发酵原料液中加入酵母活化液进行发酵，发酵温度为10-18℃，发酵时间为7-20d；得到第一阶段发酵液；
c）制备稀少糖原料液：取剩余的果汁原料，调节糖度至300-500g/L，加入D-阿洛酮糖3-差向异构酶，进行酶催化反应1-3h，得到稀少糖原料液；
d）制备酵素：将第一阶段发酵液和稀少糖原料液按10:1-5比例混合，接种乳酸菌发酵，于10-18℃条件下发酵5-20d，得到酵素。
2.根据权利要求1所述的富含稀少糖和抗氧化活性物质酵素的低温发酵方法，其特征在于，所述的红心火龙果、树莓取汁后分别得到红心火龙果汁和树莓汁，所述的重量份为：红心火龙果汁10-50份、树莓汁10-50份、浓缩红枣汁10-30份。
3.根据权利要求1所述的富含稀少糖和抗氧化活性物质酵素的低温发酵方法，其特征在于，所述酵母活化液加入的量是第一阶段发酵原料液的0.05-2%。
4.根据权利要求1或3所述的富含稀少糖和抗氧化活性物质酵素的低温发酵方法，其特征在于，所述酵母活化液为耐低温酵母的活化液。
5.根据权利要求1所述的富含稀少糖和抗氧化活性物质酵素的低温发酵方法，其特征在于，所述的第一阶段发酵液的糖度＜5g/L。
6.根据权利要求1所述的富含稀少糖和抗氧化活性物质酵素的低温发酵方法，其特征在于，所述的酶催化反应的条件为温度50-60℃、pH 5.2-7.5、100-200转/min搅拌条件下。
7.根据权利要求1所述的富含稀少糖和抗氧化活性物质酵素的低温发酵方法，其特征在于，所述的酶催化反应中加入0.05mmol/L食品级氯化钙溶液作为催化剂。
8.根据权利要求1所述的富含稀少糖和抗氧化活性物质酵素的低温发酵方法，其特征在于，所述的酶催化反应是使用2-30g/L固定化后的D-阿洛酮糖3-差向异构酶。
9.根据权利要求1所述的富含稀少糖和抗氧化活性物质酵素的低温发酵方法，其特征在于，所述的制备酵素是接种质量比1-5%的乳酸菌。
10.根据权利要求1或9所述的富含稀少糖和抗氧化活性物质酵素的低温发酵方法，其特征在于，所述的乳酸菌为植物乳杆菌、保加利亚乳杆菌及干酪乳杆菌的混合菌种。
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