CN110089750A - 一种八月瓜与宣木瓜复合酵素的制备工艺 - Google Patents

一种八月瓜与宣木瓜复合酵素的制备工艺 Download PDF

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胡小京
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Abstract

本发明公开了一种八月瓜与宣木瓜复合酵素的制备工艺，包括如下步骤：(1)将八月瓜洗净后，取果肉，研磨成浆，过滤，得八月瓜汁；将宣木瓜洗净后去皮去籽，然后研磨成浆，过滤，得宣木瓜汁；将八月瓜汁和宣木瓜汁混合，得A品；(2)将A品放入发酵罐，然后先加入白糖，再加入酵母菌，封口恒温进行第一次发酵，得B品；(3)向B品中加入乳酸菌，封口恒温进行第二次发酵，发酵结束后过滤取清液即得八月瓜酵素。本发明工艺制备的八月瓜酵素具有熊果酸、总酚、总黄酮和SOD的含量较高，且DPPH自由基清除能力、羟基自由基清除能力和ABTS自由基清除能力较强的特点。

Description

一种八月瓜与宣木瓜复合酵素的制备工艺
技术领域
本发明涉及一种酵素的制备工艺，特别是一种八月瓜与宣木瓜复合酵素的制备工艺，
背景技术
八月瓜是三叶木通(Akebiatrifoliata(Thunb.)Koidz.)的果实，又称八月炸、木通果，是一种药食两用的天然绿色水果。人们采食其野生果的习惯历史已久，其果肉香甜可口，味美多汁，是一种不可多得的美味。八月瓜富含多种可溶性果糖、维生素、人体所需大量元素和微量元素等营养成分，还具有黄酮、熊果酸、等药用保健成分。根据张家界土家族的生活经验，八月瓜的全身均可入药，也是养颜美容、强身健体的保健果，深受人们的青睐，因此对果实深加工产品开发具有较大的实用价值。
酵素主要是以传统的发酵工艺生产，以水果或者蔬菜为原材料，加糖或者不加糖的情况下，与多种有益菌在自然条件下发酵产生的具有天然微生物酵素的功能性产品，人体适当的补充酵素可以起到抗衰老，增强机体免疫能力等作用，但是目前我国对于食用酵素的研究与发达国家和地区相比具有很大的差异。传统的发酵工艺以天然发酵为主，容易受到环境因素的影响，使其遭受杂菌的影响，对酵素的开发和利用产生不利的影响因素。
尽管市面上已经有了各种各样的果蔬酵素，但是，八月瓜酵素的研究还是少之又少，其主要原因有两个，一是现目前八月瓜并不是一种常见的水果，市场小，所以研究的人少，另一个是八月瓜是一种低糖的水果，而传统的酵素发酵工艺中，有益菌的生长需要高糖环境，因此，传统的酵素发酵工艺很难将八月瓜做成酵素，也降低了人们对于八月瓜研究的激情。但是，八月瓜中含有非常丰富的熊果酸、总酚、总黄酮和SOD，并且具有较好的DPPH自由基清除能力、羟基自由基清除能力和ABTS自由基清除能力。随着人们对饮食健康的追求越来越高，像八月瓜这种健康食品也越来越受到了大众的欢迎。
基于此，本申请研究者针对八月瓜酵素的制作开展了深入的研究，研究发现，传统发酵工艺的有益菌在发酵过程中确实很难顺利的进行发酵，因此，发明人通过外部添加白糖的方式来提高基质糖分含量，解决了有益菌顺利发酵的问题，但是，白糖的加入后又产生了新的问题，由于有益菌活性较大，熊果酸的降解比例大幅提高，导致酵素中熊果酸的含量降低，降低了八月瓜酵素的品质。因此，如何控制白糖的添加量和发酵工艺以及参数，使其既能保留较多的熊果酸，又能使其在总酚、总黄酮和SOD的含量，以及DPPH自由基清除能力、羟基自由基清除能力和ABTS自由基清除能力方面具有较好能力，是需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种八月瓜与宣木瓜复合酵素的制备工艺。本发明工艺制备的八月瓜酵素具有熊果酸、总酚、总黄酮和SOD的含量较高，且DPPH自由基清除能力、羟基自由基清除能力和ABTS自由基清除能力较强的特点。
本发明的技术方案：一种八月瓜与宣木瓜复合酵素的制备工艺，包括如下步骤：
(1)将八月瓜洗净后，取果肉，研磨成浆，过滤，得八月瓜汁；将宣木瓜洗净后去皮去籽，然后研磨成浆，过滤，得宣木瓜汁；将八月瓜汁和宣木瓜汁混合，得A品；
(2)将A品放入发酵罐，然后先加入白糖，再加入酵母菌，封口恒温进行第一次发酵，得B品；
(3)向B品中加入乳酸菌，封口恒温进行第二次发酵，发酵结束后过滤取清液即得八月瓜酵素。
前述的八月瓜与宣木瓜复合酵素的制备工艺，步骤(1)中，所述过滤是用纱布过滤，过滤次数1-3次。
前述的八月瓜与宣木瓜复合酵素的制备工艺，所述八月瓜和宣木瓜的质量比为1:0.5。
前述的八月瓜与宣木瓜复合酵素的制备工艺，步骤(2)中，所述白糖添加量与八月瓜汁的重量比为0.5-0.75：1。
前述的八月瓜与宣木瓜复合酵素的制备工艺，所述白糖添加量与八月瓜汁的重量比为1:0.75。
前述的八月瓜与宣木瓜复合酵素的制备工艺，所述酵母菌和乳酸菌的添加量分别占A品质量的0.1-0.3％。
前述的八月瓜与宣木瓜复合酵素的制备工艺，所述酵母菌和乳酸菌的添加量分别占A品质量的0.2％。
前述的八月瓜与宣木瓜复合酵素的制备工艺，所述酵母菌为安琪红葡萄酒果酒酵母RW，所述乳酸菌为佰生优乳酸双歧杆菌发酵菌剂。
前述的八月瓜与宣木瓜复合酵素的制备工艺，所述所述第一次和第二次发酵的温度为28℃，时间分别为14-20天。
前述的八月瓜与宣木瓜复合酵素的制备工艺，所述第一次和第二次发酵的时间分别为14天。
本发明的有益效果
本发明在传统酵素发酵的基础上，结合八月瓜的特性，通过改变发酵方式，优化发酵参数，从而得出了一套非常适用于八月瓜酵素生产的工艺，通过该工艺制备的八月瓜酵素熊果酸、总酚、总黄酮和SOD的含量较高，且DPPH自由基清除能力、羟基自由基清除能力和ABTS自由基清除能力较强的优点，达到了各项指标均衡的目的。另外，通过宣木瓜的加入，进一步提高了熊果酸的含量，另外，由于宣木瓜口感很差，很少直接将其制作成饮品，即便制作成饮品也是需要添加各种调味剂，而通过与八月瓜结合，则减少了调味剂的使用，同时，不仅将其中的熊果酸等营养物质进行了充分的利用，还避开了纯宣木瓜不好的口感。
本发明研究者实际研究过程如下：
一、检测项目和方法
检测的指标共有8个，分别是酵素的pH值，熊果酸、总酚、总黄酮和SOD的含量，以及DPPH自由基清除能力、羟基自由基清除能力和ABTS自由基清除能力。
(1)pH值的测定
用pH台式酸度计(PHS-25，上海雷磁)测定。
(2)熊果酸的测定
参考《车前子中熊果酸的提取及工艺研究》中对熊果酸的测定的使用方法，采用分光光度法，548nm是熊果酸的最大吸收波长。吸光度A值越大，说明熊果酸的含量就越大。
(3)总酚的测定
采用福林酚法测定八月瓜酵素中发酵过程中总酚含量的变化，以去离子水为参比溶液，于760nm波长处测吸光度。
(4)总黄酮的测定
参照《青胡桃总黄酮含量测定及抗氧化活性分析》中对黄酮的测定的使用方法，测定八月瓜酵素各样品中总黄酮含量。
(5)超氧化物歧化酶(SOD)的测定
本试验根据SOD可以减小氮蓝四唑(NBT)的光还原作用，从而可以确定酶活性的大小。进行光还原反应后，反应液呈蓝色，且颜色越深，证明酶的活性就越低，反之酶的活性就越高。
(6)DPPH自由基清除能力的测定
参照《咖啡果皮酵素发酵过程中代谢产物与抗氧化功能评价》中对DPPH自由基清除能力的测定方法，以去离子水为参比溶液，在517nm下检测八月瓜酵素的吸光度值。计算DPPH自由基清除能力(％)的公式为[(A0-(A1-A2)/A0)*100，式中A0为空白对照液的吸光度，A1为样品测定DPPH自由基清除能力管的吸光度，A2为样品本底管的吸光度。
(7)羟基自由基清除能力的测定
以去离子水为参比溶液，在562nm下检测八月瓜酵素的吸光度值。计算羟基自由基清除能力(％)的公式为[(A0-(A1-A2)/A0)*100,式中A0为空白对照液的吸光度，A1为样品测定羟基自由基清除能力管的吸光度，A2为样品本底管的吸光度。
(8)ABTS自由基清除能力的测定
ABTS自由基清除能力的测定采用ABTS法。以去离子水为参比溶液，在734nm下检测八月瓜酵素的吸光度。计算ABTS自由基清除能力(％)的公式为[(A0-(A1-A2)/A0)*100,式中A0为空白对照液的吸光度，A1为样品测定ABTS自由基清除能力管的吸光度，A2为样品本底管的吸光度。
每次实验均进行3次重复操作，采用EXCEL软件、DPS软件处理试验结果。实验共分为4组，CK组、处理1组、处理2组和处理3组，其中CK组、处理1组、处理2组和处理3组所对应的酵素的生产方法均采用本申请所述方法，区别在于：CK组中宣木瓜和白糖的添加量为0，处理1、处理2和处理3中八月瓜与宣木瓜的重量比为1:0.5，八月瓜汁与白糖的重量比分别为1:0.25、1：0.5和1：0.75，其他工艺参数和步骤均相同。
二、检测结果与分析
(1)pH的变化
pH是鉴定酵素成败主要品质之一，是衡量酵素成熟度的主要指标之一，并且影响酵素产品的口感和人们对酵素产品的吸收程度。由图1可知，八月瓜酵素各个处理的pH先显现上升后在下降的变化趋势。CK的pH值变化较大，先上升再下降后又上升下降的变化趋势。整个后发酵过程中各个处理在40d(以下均为总发酵天数)时pH出现最大值。目前报道的酵素的成品pH值均在3-5之间，本试验中的酵素产品的pH值均在4-5之间，符合酵素产品pH值的变化范畴。
(2)熊果酸含量的变化
熊果酸(UrsolicAcid)存在于天然植物中，具有抗炎、降温、增强机体免疫功能和抗肿瘤等作用，在未来有望成为低毒有效的新型抗癌药物。由图2可知，CK组的熊果酸的含量明显低于处理1、处理2和处理3的含量，而处理1、处理2和处理3组随着发酵时间的增加含量也随着降低，说明了本发明的发酵工艺存在熊果酸降解的问题。
(3)总黄酮含量的变化
总黄酮是一种很强的抗氧化剂，可有效清除体内的氧自由基，总黄酮与八月瓜酵素的内在品质存在一定联系，其主要存在于自然界的某些植物和浆果中。从图3可知，CK在发酵过程中总黄酮含量呈整体下降趋势；处理2和处理3总黄酮含量随时间变化呈现逐渐升高的变化趋势；处理1呈现先上升再下降后上升又下降的变化趋势。CK在28d-40d期间的总黄酮含量均明显高于各个处理，在44d时各个处理的含量相差较小。
(4)总酚含量的变化
酵素中的总酚含量可作为界定其抗氧化活性的指标之一，其具有较强的保健功效,广泛存在于水果、蔬菜和谷类食物中，具有多种生物活性。从图4可知，在发酵期间，总酚整体呈先上升后下降再上升的变化趋势，其中在32d各组均出现最大值，处理1、处理2和处理3在40d时出现最小值。且处理2和处理3的差异也不大，处理1的总酚含量在发酵期间相对于其他处理变化最大，在32d时达到极大值。
(5)SOD含量的变化
SOD是八月瓜酵素品质分析的重要指标之一，SOD分布极为广泛，具有抗衰老的特殊效果。由图5可知，在八月瓜酵素制作过程中SOD活性整体呈现上升的变化趋势；CK和处理1在发酵过程中SOD含量呈下降再上升又下降的变化趋势；处理2和处理3在发酵过程中SOD含量随时间变化呈现先上升再下降的变化趋势。处理2在28d-36d期间的SOD含量均明显高于CK与各个处理，在40d-44d时和CK与各个处理的含量相差不大。SOD蛋白酶活力下降的原因是，酵素在发酵过程中会产生有机酸使得pH降低，从而抑制酶活力。
(6)DPPH自由基清除能力的变化
DPPH自由基清除能力是八月瓜酵素品质分析的重要指标之一，DPPH清除能力越大表明抗氧化能力越强。由图6可知，CK、处理1和处理2在发酵过程中DPPH自由基清除能力呈先上升再下降的变化趋势；处理3在发酵过程中DPPH自由基清除能力随时间变化呈现先上升再下降后上升又下降的变化趋势。白琼等人在《糙米酵素果汁饮料的研制及其抗氧化活性》的研究中表明添加酵素具有清除DPPH自由基的能力，而在本次研究中，CK的DPPH自由基清除能力在28d-32d时低于处理3，在28d时低于处理2的，本次试验表明在28d-32d时添加酵素具有清除DPPH自由基的能力，处理3的DPPH自由基清除能力最好。
(7)羟基自由基清除能力的变化
羟基自由基清除能力是是八月瓜酵素品质分析的重要指标之一，在抗氧化类保健品和药品研究中得到广泛应用。从图7可知，CK和处理1在发酵过程中羟自由基清除能力呈上升再下降后上升又下降的变化趋势；处理2在发酵过程中羟自由基清除能力随时间变化呈现先上升再下降后上升的变化趋势；处理3在发酵过程中羟自由基清除能力随时间变化呈现先下降再上升的变化趋势。各处理的羟自由基清除能力在各个时期均高于CK。其中，处理1在40d时出现最大值，而CK在36d出现最低值，36d-40d期间羟自由基清除能力出现剧烈变化。由此表明CK的羟基自由基清除能力低于各处理，添加不同糖度的八月瓜酵素发酵后会提高羟自由基清除能力。添加酵母菌和乳酸菌共同发酵会明显提高羟自由基清除率，而本次试验表明添加酵母菌和乳酸菌共同发酵的同时添加糖也会提高羟自由基清除能力。
(8)ABTS自由基清除能力的变化
ABTS自由基清除能力是八月瓜酵素品质分析的重要指标之一，ABTS自由基清除能力越大表明抗氧化能力越强。由图8可知，CK的ABTS自由基清除能力随时间变化呈现先上升再下降后上升的变化趋势。处理1和处理2的ABTS自由基清除能力呈现随时间变化呈现先上升再下降后上升下降的变化趋势。处理3的ABTS自由基清除能力呈现随时间变化呈现先下降后上升再下降的变化趋势。各个时期处理组的ABTS自由基清除能力均高于CK。ABTS自由基清除能力会随着酵素浓度的增加而增大,本次试验中处理3的糖浓度最高，出现ABTS自由基清除能力的最大值80.91％。
三、相关性分析
表1处理2八月瓜酵素相关性分析
注：*p<0.05，**p<0.01
本次相关性分析选用32天处理结果进行分析。从表1可知，总酚与羟基自由基清除能力、ABTS自由基清除能力、DPPH自由基清除能力、SOD活性呈负相关与熊果酸呈现显著正相关，与总黄酮和pH呈极显著正相关；熊果酸与DPPH自由基清除能力、总黄酮呈正相关，与ABTS清除率呈现负相关,与pH呈显著正相关，与SOD呈显著负相关，与羟基自由基清除能力呈极显著负相关；羟基自由基清除能力与DPPH自由基清除能力、总黄酮和pH呈负相关，与SOD呈现显著正相关；ABTS自由基清除能力与SOD呈正相关，与总黄酮和pH呈负相关，与DPPH自由基清除能力呈显著正相关；DPPH清除率与SOD活性、pH呈正相关与总黄酮呈负相关；SOD与pH呈负相关，与总黄酮呈显著负相关；总黄酮与pH呈正相关。
参考DTOPSIS法对试验结果进行分析评估，把试验结果中的各个指标都化为可比较的规范化标准，并根据结果中的理想解和负理想解比较各指标间的差异，从而筛选出最佳发酵糖浓度。本次试验测定8个指标，选择第32d的结果，对各指标进行评分。对于八月瓜酵素发酵过程中抗氧化活性的变化而言，熊果酸含量、SOD活性、DPPH自由基清除能力、羟基自由基清除能力和ABTS自由基清除能力指标最重要，因此分别给予权重0.136。总酚含量和黄酮含量，与八月瓜酵素的内在品质存在一定联系，因此分别给予权重0.12。pH值会因发酵过程中的发酵速度不同而表现不同，因此仅给予权重0.08。这些权重满足了归一化的要求，即：0.136×5+0.12×2+0.08＝1。从表2可知，处理3的工艺的综合得分最高，是八月瓜发酵的最佳条件。
表2八月瓜酵素的综合评分结果
附图说明
附图1为不同处理工艺制得的酵素的pH的变化；
附图2为不同处理工艺制得的酵素的熊果酸含量的变化；
附图3为不同处理工艺制得的酵素的总黄酮含量的变化；
附图4为不同处理工艺制得的酵素的总酚含量的变化；
附图5为不同处理工艺制得的酵素的SOD活性的变化；
附图6为不同处理工艺制得的酵素的DPPH自由基清除能力的变化；
附图7为不同处理工艺制得的酵素的羟基自由基清除能力的变化；
附图8为不同处理工艺制得的酵素的ABTS自由基清除能力的变化。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
本发明的实施例
实施例1：一种八月瓜与宣木瓜复合酵素的制备工艺，步骤如下：
(1)将八月瓜洗净后，取果肉，研磨成浆，用纱布过滤2次，得八月瓜汁；将宣木瓜洗净后去皮去籽，然后研磨成浆，用纱布过滤2次，得宣木瓜汁；将八月瓜汁和宣木瓜汁混合，得A品，其中八月瓜和宣木瓜的重量比为1:0.5；
(2)将A品放入消毒灭菌后的发酵罐中，然后先加入白糖，其中八月瓜汁与白糖的重量比为1:0.75，再加入A品质量的0.2％安琪红葡萄酒果酒酵母RW，封口28℃恒温进行第一次发酵14天，得B品；
(4)向B品中加入A品质量的0.2％佰生优乳酸双歧杆菌发酵菌剂，封口28℃恒温第二次发酵14天，发酵结束后过滤取清液即得八月瓜酵素。
实施例2：一种八月瓜与宣木瓜复合酵素的制备工艺，步骤如下：
(1)将八月瓜洗净后，取果肉，研磨成浆，用纱布过滤2次，得八月瓜汁；将宣木瓜洗净后去皮去籽，然后研磨成浆，用纱布过滤2次，得宣木瓜汁；将八月瓜汁和宣木瓜汁混合，得A品，其中八月瓜和宣木瓜的重量比为1:0.5；
(2)将A品放入消毒灭菌后的发酵罐中，然后先加入白糖，其中八月瓜汁与白糖的重量比为1:0.5，再加入A品质量的0.1％安琪红葡萄酒果酒酵母RW，封口28℃恒温进行第一次发酵17天，得B品；
(3)向B品中加入A品质量的0.1％佰生优乳酸双歧杆菌发酵菌剂，封口28℃恒温第二次发酵17天，发酵结束后过滤取清液即得八月瓜酵素。
实施例3：一种八月瓜与宣木瓜复合酵素的制备工艺，步骤如下：
(1)将八月瓜洗净后，取果肉，研磨成浆，用纱布过滤2次，得八月瓜汁；将宣木瓜洗净后去皮去籽，然后研磨成浆，用纱布过滤2次，得宣木瓜汁；将八月瓜汁和宣木瓜汁混合，得A品，其中八月瓜和宣木瓜的重量比为1:0.5；
(2)将A品放入消毒灭菌后的发酵罐中，然后先加入白糖，其中八月瓜汁与白糖的重量比为1:0.65，再加入A品质量的0.3％安琪红葡萄酒果酒酵母RW，封口28℃恒温进行第一次发酵20天，得B品；
(4)向B品中加入A品质量的0.3％佰生优乳酸双歧杆菌发酵菌剂，封口28℃恒温第二次发酵20天，发酵结束后过滤取清液即得八月瓜酵素。

Claims (10)

1.一种八月瓜与宣木瓜复合酵素的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将八月瓜洗净后，取果肉，研磨成浆，过滤，得八月瓜汁；将宣木瓜洗净后去皮去籽，然后研磨成浆，过滤，得宣木瓜汁；将八月瓜汁和宣木瓜汁混合，得A品；
(2)将A品放入发酵罐，然后先加入白糖，再加入酵母菌，封口恒温进行第一次发酵，得B品；
(3)向B品中加入乳酸菌，封口恒温进行第二次发酵，发酵结束后过滤取清液即得八月瓜酵素。
2.根据权利要求1所述的八月瓜与宣木瓜复合酵素的制备工艺，其特征在于：步骤(1)中，所述过滤是用纱布过滤，过滤次数1-3次。
3.根据权利要求1所述的八月瓜与宣木瓜复合酵素的制备工艺，其特征在于：所述八月瓜和宣木瓜的质量比为1:0.5。
4.根据权利要求1所述的八月瓜与宣木瓜复合酵素的制备工艺，其特征在于：步骤(2)中，所述白糖添加量与八月瓜汁的重量比为0.5-0.75：1。
5.根据权利要求4所述的八月瓜与宣木瓜复合酵素的制备工艺，其特征在于：所述白糖添加量与八月瓜汁的重量比为1:0.75。
6.根据权利要求1所述的八月瓜与宣木瓜复合酵素的制备工艺，其特征在于：所述酵母菌和乳酸菌的添加量分别占A品质量的0.1-0.3％。
7.根据权利要求6所述的八月瓜与宣木瓜复合酵素的制备工艺，其特征在于：所述酵母菌和乳酸菌的添加量分别占A品质量的0.2％。
8.根据权利要求1所述的八月瓜与宣木瓜复合酵素的制备工艺，其特征在于：所述酵母菌为安琪红葡萄酒果酒酵母RW，所述乳酸菌为佰生优乳酸双歧杆菌发酵菌剂。
9.根据权利要求1所述的八月瓜与宣木瓜复合酵素的制备工艺，其特征在于：所述所述第一次和第二次发酵的温度为28℃，时间分别为14-20天。
10.根据权利要求9所述的八月瓜与宣木瓜复合酵素的制备工艺，其特征在于：所述第一次和第二次发酵的时间分别为14天。
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