CN110050921A - 一种复合发酵饮品及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合发酵饮品及其制备方法，属于发酵食品加工技术领域。本发明发酵饮品的配方，按质量份数配比，保留核桃粕45～60份，三七10～20份，枸杞2～5份，大枣2～5份，山药3～6份，生姜2～3份，饮用水300～500份，蜂蜜3～6份，乳杆菌发酵剂0.2～0.4份，低聚果糖8～10份。本发明核桃粕三七混合发酵饮品既保留了三七独特的风味又带有宜人的发酵后乳酸香味，发酵20d即得，时间较短。发酵饮品口感柔和，酸甜适中，且营养组分丰富。本发明提供了一种加工简便、过程安全且产品健康的有益菌发酵工艺，所得复合发酵饮品具有抗氧化、降低血压血脂等作用。
Description
技术领域
本发明涉及一种复合发酵饮品及其制备方法，属于发酵食品加工技术领域。
背景技术
三七为五加科人参属植物，是三七的干燥根和根茎，为我国传统名贵中药材，历来享有“人参之王”的美誉，主产云南省。三七中富含皂苷、黄酮、甾醇、挥发油、氨基酸、多糖、淀粉、蛋白质、三七素及多种微量元素，具有活血化瘀、补血养血、消肿定痛等传统功效。皂苷是三七的主要成分，主要为人参皂苷、三七皂苷以及七叶胆皂苷等，总皂苷含量约10-32％，具有巨大的开发利用价值。现代药理研究表明，三七在心血管系统、神经系统、调节免疫、抗肿瘤、抗衰老等方面同样具有药理活性，而且有研究表明将三七多种单体皂苷配伍使用会增强其药理作用。目前三七仍主要作为道地药材应用，在食品方面加工应用较少，市场产品品种单一，开发利用度低。对三七进行食品方面深加工，提高其附加值和丰富其市场产品，成为大众消费产品，是促进三七产业链的发展的重要手段之一。
核桃仁具有较高的营养价值和经济价值，有着“益智果”、“长寿果”的美誉。目前核桃加工的主要产品为核桃油、核桃蛋白粉、核桃乳、核桃仁休闲食品等，核桃产品较为单一，产品深加工基础较为薄弱。在生产核桃油的过程中，可获得大量的加工副产物，即核桃粕，是一种天然的植物性原料。脱脂核桃粕中富含蛋白质、维生素、胡萝卜素、磷脂、多酚类、黄酮类、三萜类、糖苷类、微量元素等营养物质。由于榨油工艺的要求，核桃粕成分比较复杂，通常核桃粕被当做废料丢弃或用于禽畜的饲料，利用价值较低，其产品附加值未得到较好发挥，不仅造成了核桃资源的浪费，还限制了核桃精深加工。通过精深加工对核桃粕进行有效利用，可节省资源、降低成本、充分提高核桃的综合利用，将我国的核桃产业从资源优势转向经济优势。
目前，国内有关药食同源原料多是以中药饮片或者药膳方式消费为主，一定程度上可满足居民日常的需要，但加工制备简单，产品技术含量低，对新产品的开发投入仍不足。已有一些报道采用微生物发酵将药食两用原料加工成饮料或其它形态，但存在如选用发酵原材料种类多，无法准确阐释具体起功效作用的机制，成分经发酵过程是否发生不利反应产生有害物质，原料是否适合微生物发酵等问题。本发明从以上问题出发，在发酵原料选择方面，选择已知药理作用相近的几种药食两用材料作为辅料，优选发酵用有益菌的菌株，并优化发酵时间制备获得质量较佳、能够保持或增强有效组分的发酵产品。
发明内容
为了实现上述目的，为了充分利用三七加工副产物，提高资源利用率，以及丰富市场核桃产品，本发明以三七、核桃粕为主要原料，结合具有多种药食两用的保健佳品枸杞、大枣、山药和生姜进行有益菌发酵制备混合发酵饮品。一方面，由于原料中富含蛋白质、氨基酸、黄酮、皂苷、多糖等生物活性物质，发酵饮品具有如降血压、降血脂、增强免疫力、健脾益气、抗氧化等的功能性，另一方面，实现了核桃副产物的深加工及综合利用，开发出高附加值产品，具有非常重要的经济价值。
本发明的第一个目的是提供一种复合发酵饮品，所属饮品的配方按质量份数配比，包括三七10～20份，核桃粕45～60份，枸杞2～5份，大枣2～5份，山药3～6份，生姜2～3份，饮用水300～500份，蜂蜜3～6份，乳杆菌发酵剂0.2～0.4份，低聚果糖8～10份；所述，乳杆菌发酵剂为植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌、保加利亚乳杆菌、干酪乳杆菌混合的复合菌剂。
在本发明的一种实施方式中，所述三七是三七的干燥根。
在本发明的一种实施方式中，所述乳杆菌发酵剂的活菌总数≥108CFU/mL。
在本发明的一种实施方式中，所述乳杆菌发酵剂中植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌、保加利亚乳杆菌、干酪乳杆菌按菌体重量比为1：2～3：2～3：2～3。
在本发明的一种实施方式中，所述菌体是将所述植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌、保加利亚乳杆菌、干酪乳杆菌分别接种至液体培养基，培养24～60h后离心获得。
本发明的第二个目的是提供上述复合发酵饮品的制备方法，所述方法包括如下步骤：按照上述配方中的配比，将核桃粕、三七、枸杞、大枣、山药、生姜、水、蜂蜜和乳杆菌发酵剂混合调配，然后在25～28℃发酵20-25d。
在本发明的一种实施方式中，发酵时间优选20d。
在本发明的一种实施方式中，所述方法还包括混合调配后加入低聚果糖进行二次调配。
在本发明的一种实施方式中，所述二次调配是加入低聚果糖，调整糖度为8～9％。
在本发明的一种实施方式中，所述方法具体包括：(1)发酵用原料的预处理；(2)按照上述配方中的配比，将核桃粕、三七、枸杞、大枣、山药、生姜、水混合；(3)调配：加入蜂蜜和活菌数≥108CFU/mL的乳杆菌发酵剂，25～28℃发酵20d；(4)过滤；(4)二次调配。
在本发明的一种实施方式中，所述蜂蜜是按每40～60份核桃粕加入3～6份蜂蜜的比例添加。
在本发明的一种实施方式中，所述乳杆菌发酵剂由植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌、保加利亚乳杆菌、干酪乳杆菌4种乳杆菌混合得到，具体是分别将上述乳杆菌用MRS液体培养基在37℃下摇床中120r/min的速度扩大培养24～48h，将培养液4000～6500r/min，4℃离心10min，收集菌体，并用无菌生理盐水洗涤菌体2～3次，4℃保存备用。
在本发明的一种实施方式中，所述预处理包括：(1)打散榨油后压成饼状的核桃粕，剔除明显异物，并除去因长时间存放已出现氧化等质变的饼粕，(2)优选个大光滑饱满三七原料，用纯净水洗去三七表面的污泥，烘干，打磨成三七粉，(3)挑选优质枸杞，剔除杂质，用清水冲洗1～2次，沥干水备用，(4)挑选优质大枣，清洗2次除去表面尘土，捣碎机捣碎备用，(5)优选无霉变、虫蛀的干制山药，清洗表面尘土，烘干，组织捣碎机打磨成粉备用，(6)挑选肉厚、饱满的生姜，洗去表面污泥，剔除根须，捣碎机打磨成浆备用。
在本发明的一种实施方式中，所述过滤采用纱布或滤布进行粗滤，粗滤后再用超滤装置进行精滤。
在本发明的一种实施方式中，所述超滤装置为无机陶瓷膜过滤机；所述精滤采用的滤膜为无机陶瓷膜，过滤精度为50nm，过滤压力0.2～0.25MPa，滤液得率100mL/min。
在本发明的一种实施方式中，所述二次调配是加入甜味剂调整糖度为8～9％，所述甜味剂为低聚果糖。
在本发明的一种实施方式中，所述二次调配后还进行灌装、杀菌；所述灌装是发酵滤液移入加热桶中调节温度至85℃，杀菌15～20min，然后趁热装瓶。
在本发明的一种实施方式中，所述灌装、杀菌后还进行排气、密封，具体是灌装后于90℃左右排气15min，然后密封，室温冷却，即得成品。
本发明的第三个目的是将上述的复合发酵饮品的制备方法应用于提高发酵饮品中可溶性多糖或总酚或黄酮或总游离氨基酸的含量。
本发明的第四个目的是将上述的复合发酵饮品的制备方法应用于提高发酵饮品的抗氧化能力。
本发明的有益效果为：
1、采用核桃加工核桃油后的下脚料饼粕与具有高药用价值和营养价值的三七、枸杞、大枣、山药、生姜进行液态发酵，提高了原料营养成分的生物利用率，制备获得的混合发酵饮品中总蛋白含量2.31％，总游离氨基酸0.41％，多糖0.85％，总酚0.304GAE/100mL，黄酮2.35％，总胡萝卜素35.22mg/100mL。
2、本发明采用有益菌进行发酵，发酵过程中蛋白质和糖类水解，增加了饮品中的游离氨基酸、小分子肽以及单糖、低聚糖的含量，原料中的活性组分得以释放到溶液中，生理活性提高，且易于机体的消化吸收，具有一定的健脾益气、增强免疫力、降血压，降血脂等功效。
3、采用本发明的方法制备的发酵饮品赋予了三七独特的风味。该生产工艺简单易于控制，生产周期短，易实现工业化，有助于增加开发核桃和三七深加工制品的多样性。
附图说明
图1为本发明复合发酵饮品的生产工艺流程图。
具体实施方式
活菌计数采用显微镜直接计数法计算大概的单位重量菌数。基本成分测定参照GB/T 5009食品卫生检验方法系列标准：总蛋白含量测定参照国家标准GB 5009.5-2016；粗脂肪含量测定参照国家标准GB 5009.5-2016；游离氨基酸测定参考国家标准GB 5009.124-2013，样品不经水解，仅取一定量样品加入等体积5％三氯乙酸沉淀蛋白，3000rpm离心5min取上清液400μL进样检测，其它操作与标准相同；多糖含量测定参照国家标准GB 5009.7-2008；总胡萝卜素含量测定参照国家标准GB 5009.83-2016。
总酚(没食子酸当量)含量采用Folin法测定：取一定量样品稀释至基本无色，记录稀释倍数，取稀释后溶液0.15mL于试管中，加入1.5mL稀释10倍的Folin试剂，混匀，静置5min后加入1.5mL 6％(w/v)Na2CO3溶液，将试管置于75℃恒温水浴中孵育10min。随后取出立即冰水浴冷却，转移至离心管中5000rpm，4℃离心5min。于725nm波长下测定吸光值，重复测定3次。以没食子酸为标准品，绘制标准曲线，从而计算样品中总酚含量。
总皂苷含量测定参考保健食品中总皂苷测定方法：吸取一定量样品进行稀释，取稀释后的样品1mL进行层析。层析柱内装填3cm AB-8大孔树脂，1cm中性氧化铝，25mL70％乙醇淋柱，再用25mL水洗柱，弃去淋洗液，准确加入1.0mL样品溶液，25mL水淋洗柱，弃去洗脱液，再用25mL70％乙醇洗脱总皂苷，收集该洗脱液于蒸发皿中，置于60℃水浴挥干。往蒸发皿中加入0.2mL5％香草醛冰乙酸溶液，充分溶解残渣，加入0.8mL高氯酸，混匀后转入试管中，60℃水浴10min，取出冷却后加入5mL冰乙酸，混匀后560nm比色测定。采用人参皂苷Re标品中绘制标准曲线，从而计算样品中总皂苷含量。
黄酮含量测定：精确吸取1.0mL样品溶液于25mL容量瓶中，加1mL 5％NaNO2溶液摇匀，放置5min，再准确加入10％Al(NO3)3溶液1mL摇匀，放置6min，然后加入5mL 4％NaOH溶液，最后用30％甲醇稀释到刻度，于温水浴中加热10min，取出，同时作试剂空白，以芦丁为标准品绘制标准曲线，于510nm波长处测定吸光度A，查标准曲线，即得所取样液中黄酮含量。
FRAP、DPPH、ABTS 3个指标均按照上海碧云天公司对应检测试剂盒的操作方法进行测定。
实施例1
配方：榨油后获得的核桃饼粕55份，三七15份，枸杞4份，大枣4份，山药4份，生姜2份，饮用水400份，蜂蜜5份，乳杆菌发酵剂0.4份，低聚果糖8份。
复合发酵饮品制作方法(按上述添加质量份数计)，如图1所示，具体步骤为：
1)核桃饼粕预处理：除去发生氧化有哈喇味的饼粕，将饼粕打散成小块状，剔除可能在榨油时带入的异物；
2)三七预处理：优选个大光滑饱满三七原料，用纯净水洗去三七表面的污泥，烘干，打磨成三七粉备用；
3)枸杞预处理：挑选优质枸杞，剔除枝叶等杂质，用清水冲洗1～2次，沥干水备用；
4)大枣预处理：挑选优质大枣，清洗2次除去表面尘土，捣碎机捣碎备用；
5)山药预处理：优选无霉变、虫蛀的干制山药，清洗表面尘土，烘干，组织捣碎机打磨成粉备用；
6)生姜预处理：挑选肉厚、饱满的生姜，洗去表面污泥，剔除根须，捣碎机打磨成浆备用。
7)乳杆菌发酵剂：乳杆菌发酵剂由植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌、保加利亚乳杆菌、干酪乳杆菌4种乳杆菌混合得到。分别将上述4种经复苏且生长状态良好的乳杆菌接种至MRS液体培养基中，于37℃下摇床120r/min培养48h，将培养液于5000r/min，4℃离心5min，收集菌体，并用无菌生理盐水分3次洗涤菌体。将植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌、保加利亚乳杆菌、干酪乳杆菌按重量比1：2：2：2混合得到乳杆菌发酵剂。
8)调配：将准备好的核桃粕、三七、枸杞、大枣、山药、生姜原料按比例份数移至发酵用桶内，依次加入约300份饮用水、5份蜂蜜、0.4份发酵乳杆菌(乳杆菌的添加量要求总的活菌数达108CFU/mL以上)，最后将剩余饮用水(100份)全部加入。
9)发酵处理：用保鲜膜密封桶口后盖桶盖，隔绝空气进行厌氧发酵，室温约为26℃，发酵时间20d。
10)过滤：发酵结束后，用搅拌器或不锈钢勺略加搅拌，然后用滤布袋进行过滤，将发酵液与发酵原料初步分离，得到粗滤液；粗滤液再经超滤装置进行精滤，滤膜为精度50nm的无机陶瓷膜，过滤压力0.2～0.25Mpa，滤液得率100mL/min。
11)二次调配：精滤后的发酵液中加入按发酵液百份重量计的8份低聚果糖，搅拌混匀，调整发酵液的糖度和甜度。
12)灌装、杀菌：发酵滤液移入加热桶中调节温度至85℃，杀菌20min，趁热装瓶。
13)排气、密封、成品：灌装后于90℃左右热水中排气15min，密封取出，置于室温冷却，得到核桃粕三七混合发酵饮品的成品。
以自然发酵制备的核桃粕三七混合发酵为对照(自然发酵方式仅不加入发酵用乳杆菌，其他操作工艺相同)，对制备得到的发酵饮品基本组分进行测定和比较，并随机抽取15～20名受过专业感官训练的人员进行感官评价，结果如表1～3所示。
由表1结果可看出，添加有益乳杆菌控制发酵过程制得的核桃粕三七混合发酵产品，其具有生物活性的多糖以及总游离氨基酸含量均比通过自然发酵制得的发酵饮品高，其中多糖含量提高近65％，总游离氨基酸含量提高约1倍。
表1核桃粕三七混合发酵饮品基本组分检测结果
对成品的活性组分含量以及抗氧化指标进行分析检测(表2)，结果表明添加乳酸菌调控发酵的产品中，活性化合物含量比自然发酵产品的高，特别是总胡萝卜素和总酚的含量。抗氧化能力总体也较自然发酵产品的高，可能原因是添加乳酸菌发酵的饮品中，具有抗氧化活性的组分如皂苷类、酚类等释放量高。
表2活性组分及抗氧化能力检测结果
由表3感官评价结果可知，本工艺制得的核桃粕三七混合发酵饮品其呈色、口感以及香味均优于对比组的自然发酵制得的酵素饮品。
表3不同发酵工艺制得核桃粕三七混合发酵饮品感官评价
其中，透光率测定方法为：分光光度计法。样品在分光光度计波长680nm下测定其透光率。
本发明加工时间为20d，与传统的果蔬发酵饮料加工长达1年相比，大大缩短了工艺时间。而在产品附加值方面，按照年加工核桃粕三七混合发酵饮品500吨的量，每吨售价约6万元来看，年产值在3千万元左右，极大提高了核桃和三七等产业的经济效益。
实施例2
按实施例1的方法制备复合发酵饮品，区别在于，配方为：榨油后获得的核桃饼粕60份，三七15份，枸杞3份，大枣3份，山药3份，生姜3份，饮用水500份，蜂蜜5份，乳杆菌发酵剂0.3份，低聚果糖10份；发酵25d。
对制备得到的发酵饮品中基本成分及功能因子含量进行检测，结果显示，发酵饮品的总蛋白含量为2.39％，多糖含量0.81％，总游离氨基酸0.46％，含总酚0.298mg GAE/100mL，总皂苷0.23％，黄酮2.27％。抗氧化指标结果：FRAP(80.97μmol TE/mL)、DPPH(86.72％)、ABTS(87.26μmol TE/mL)均表明，实施例2制备得到的发酵饮品，其基本成分和抗氧化效果与实施例1获得发酵饮品的质量无显著差异。
实施例3
按实施例1的方法制备复合发酵饮品，区别在于，配方为：榨油后获得的核桃饼粕50份，三七20份，枸杞3份，大枣3份，山药3份，生姜3份，饮用水500份，蜂蜜4份，乳杆菌发酵剂0.4份，低聚果糖8份。
对制备得到的发酵饮品中基本成分及功能因子含量进行检测，结果显示，发酵饮品的总蛋白含量为2.26％，多糖含量0.95％，总游离氨基酸0.43％，含总酚0.295mg GAE/100mL，总皂苷0.25％，黄酮2.41％。抗氧化指标结果：FRAP(84.22μmol TE/mL)、DPPH(88.08％)、ABTS(89.13μmol TE/mL)均表明，实施例3制备得到的发酵饮品，其基本成分和抗氧化效果与实施例1、2获得发酵饮品的质量无显著差异。
对照例1发酵时间的影响
参照实施例1，将步骤(8)中的发酵时间分别替换为10d、30d、90d，其他条件不变，制备得到复合发酵饮品的成品。
对制备得到的发酵饮品中基本成分及功能因子含量进行检测，结果表4所示。发酵时间段，有效组分未能充分释放和水解；发酵时间延长，由于微生物利用物质发酵的能力及生物反应活力下降，活性组分对环境稳定性等影响，有效组分含量发生明显下降，且发酵产品酸度和色泽、外观等感官指标质量也有所下降。因此，选择20d作为发酵时间制备得到的饮品质量最佳。
表4不同发酵时间所得发酵饮品的性能结果
对照例1发酵剂的影响
参照实施例1，将乳杆菌发酵剂分别替换为下述复合菌剂，其他条件不变，制备得到相应的核桃粕三七混合发酵饮品的成品。
复合菌剂1：嗜酸乳杆菌、保加利亚乳杆菌、干酪乳杆菌按重量比1：2：2；
复合菌剂2：嗜酸乳杆菌、保加利亚乳杆菌按重量比1：2；
复合菌剂3：发酵乳杆菌、巴氏醋酸杆菌、鼠李糖乳杆菌、干酪乳杆菌按重量比1：1：2：2
复合菌剂4：以现有报道使用的发酵剂：嗜酸乳杆菌和干酪乳杆菌，按添加量1％加入，重量比为1:1。
对制备得到的发酵饮品中基本成分及功能因子含量进行检测，结果如表5所示。不同发酵剂复合以及发酵剂种类均会影响发酵饮品的活性组分含量以及抗氧化效果，对比对照例选用的几种复合发酵剂发酵制备获得的饮品品质，本发明经优化得到的复合发酵剂种类发酵制备的饮品效果更佳。
表5不同发酵剂所得发酵饮品的性能结果
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。
Claims (10)
1.一种复合发酵饮品，其特征在于，所述饮品的配方按质量份数配比，包括10～20份三七，45～60份核桃粕，2～5份枸杞，2～5份大枣，3～6份山药，2～3份生姜，300～500份饮用水，3～6份蜂蜜，0.2～0.4份乳杆菌发酵剂，8～10份低聚果糖；所述乳杆菌发酵剂为植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌、保加利亚乳杆菌和干酪乳杆菌混合的复合菌剂。
2.根据权利要求1所述的复合发酵饮品，其特征在于，所述乳杆菌发酵剂中植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌、保加利亚乳杆菌、干酪乳杆菌的菌体质量比为1：2～3：2～3：2～3。
3.根据权利要求1或2所述的复合发酵饮品，其特征在于，所述乳杆菌发酵剂的活菌总数≥108CFU/mL。
4.权利要求1-3任一所述的复合发酵饮品的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：按照权利要求1所述配方中的配比，将核桃粕、三七、枸杞、大枣、山药、生姜、水、蜂蜜和乳杆菌发酵剂混合调配，然后在25～28℃发酵20-25d。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，发酵时间为20d。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括混合调配后加入低聚果糖进行二次调配。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述二次调配是加入低聚果糖，调整糖度为8～9％。
8.根据权利要求4-7任一所述的方法，其特征在于，所述方法还包括将所得复合发酵饮品进行杀菌灌装。
9.权利要求4-8任一所述的方法在提高发酵饮品中可溶性多糖含量、总酚含量、黄酮含量或总游离氨基酸含量中的应用。
10.权利要求4-8任一所述的方法在提高发酵饮品的抗氧化能力中的应用。
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