CN111150058A - 一种基于发酵剂接种技术的桑葚酵素制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了属于食品技术领域的一种基于发酵剂接种技术的桑葚酵素制备方法。本发明利用从自然发酵桑葚酵素中筛选出生长繁殖快、发酵风味好的优良菌株后，通过复合酶酶解工艺优化发酵基质，通过混菌发酵进行桑葚酵素的制备。本发明将桑葚深加工、酵素产业和益生菌发酵相结合，规避了自然发酵中菌种种类混杂、菌株安全性不确定、发酵时间长等问题，同时适应现代化工业中先进设备对酵素产品的生产，本发明的桑葚酵素风味纯正、营养价值丰富。
Description
技术领域
本发明涉及食品加工技术领域，具体涉及一种基于发酵剂接种技术的桑葚酵素制备方法。
背景技术
桑葚是卫生部公布的“药食同源”的原料之一，具有的药用价值在当今医学中起着不可或缺的作用。中医学认为桑葚养心肝肾，滋阴养血，祛风安神，具有主治心悸失眠、头晕目眩、耳鸣、便秘盗汗、瘰疬、关节不利等病症。中国药典《本草纲目》中记载:“捣汁饮，解酒中毒；酿酒服利水气，消肿。”《随息居饮食谱》言其：“滋肝肾，充血液，止消渴，利关节，解酒毒，祛风湿，聪耳明目，安魂镇魄。桑葚已经作为一种药食同源的保健果品被广泛应用。
桑葚为季节性很强的浆果，极易腐败，存在贮存期短、运输成本高等问题。传统的加工技术常把桑葚加工成桑葚罐头、桑葚果汁、桑葚果干等形式，加工过程中桑葚营养成分大量损失。食用植物酵素是以植物为原料，经微生物发酵制得的含有特定生物活性成分(多糖类、寡糖类、蛋白质及多肽、氨基酸类、维生素类等)可食用的酵素产品。植物酵素能在最大程度上保留原料本身的营养成分，并且通过益生菌株的发酵还会产生相应的功能性代谢产物。把桑葚开发成饮用方便且保存期长的桑葚酵素，既是对桑葚资源的充分利用，又丰富了食品种类，还可以满足消费者对健康消费的需求。酵素的传统的发酵方式为原料经简单预处理后直接密封发酵，该发酵过程中发酵菌种繁多混杂，发酵周期较长，极易受到杂菌的污染，并且受限于季节因素，另外还会造成有害菌污染，质量安全难以控制。
目前酵素发酵由自然发酵转为纯种发酵，为了达到特定的要求，可以改进为混菌发酵的发酵模式。改进过程中需要确定具体发酵作用机制，首先应该判断具体发酵时期生物多样性的情况，进而推断各个发酵时期的优势菌株并筛选出以人工接种方式进行发酵，以实现对酵素发酵菌株、发酵时间及发酵方向的控制，来开发特定功能性的酵素产品，同时保证产品的安全性、稳定性。
发明内容
本发明旨在解决上述问题，提供一种基于发酵剂接种技术的桑葚酵素制备方法。
为达到上述目的，采用如下技术方案：
本发明提供一种基于发酵剂接种技术的桑葚酵素,以桑葚为原料，由混合菌种发酵制成，所述混合菌种为2.2-2.8％乳酸菌、0.22-0.27％酵母菌、2.8-3.2％醋酸菌。
优选地，所述混合菌种为2.5％乳酸菌、0.25％酵母菌、3％醋酸菌。
本发明还提供上述基于发酵剂接种技术的桑葚酵素制备方法，按照如下步骤进行：
S1：桑葚浆的准备：将桑葚进行清洗并晾干，桑葚与水按质量比1：0.7加入蒸馏水，并添加3％蔗糖，放入榨汁机搅拌1-3min，制得桑葚浆；
S2：发酵基质的酶解；
S3：活化乳酸菌；
S4：活化酵母菌；
S5：活化醋酸菌；
S6：混菌发酵。
所述S2发酵基质的酶解方法为将S1制得的桑葚浆加入复合酶850ppm，55℃酶解180min，制得发酵基质。
优选地，所述复合酶为果胶酶400ppm，纤维素酶200ppm，蛋白酶250ppm。
所述S3活化乳酸菌的步骤如下：制备MRS液体培养基,115-121℃、20-30min灭菌,得乳酸菌培养基,乳酸菌培养基温度为30-40℃时,用接种针挑取乳酸菌孢子接种,混匀,37℃±2℃下培养,培养16h,即得乳酸菌菌液。
所述S4活化酵母菌的步骤如下：制备YPD液体培养基,115-121℃、20-30min灭菌,得酵母菌培养基,酵母菌培养基温度为30-40℃时,用接种针挑取酵母菌孢子接种,混匀,30℃±2℃下培养,培养24h,即得酵母菌菌液。
所述S5活化醋酸菌的步骤如下：用葡萄糖、酵母膏制得醋酸菌液体培养基,葡萄糖质量比为1％，酵母膏质量比为1％,115-121℃、20-30min灭菌,加入3％体积分数的无水乙醇,得醋酸菌液体培养基,然后接种针挑取醋酸菌孢子接种,在30℃下培养24h,,即得醋酸菌菌液。
所述S6混菌发酵的步骤如下：将S2制得的发酵基质进行80℃，15min灭菌，室温冷却后，同时接种混合菌种为2.2-2.8％乳酸菌、0.22-0.27％酵母菌、2.8-3.2％醋酸菌，30℃恒温发酵30d，用100目纱布过滤得滤液，制得桑葚酵素原液。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明将乳酸菌、酵母菌、醋酸菌同时加入桑葚浆中,恒温发酵一定时间,经过发酵后制成口味独特、具有桑葚风味的酵素。与单一菌种相比,本方法制得的桑葚酵中总酚、粗多糖、抗氧化物质均高于单一菌种发酵制得的桑葚酵素,且带有浓郁的桑葚香气,风味更丰富。本发明将桑葚深加工、酵素产业和益生菌发酵相结合，规避了自然发酵中菌种种类混杂、菌株安全性不确定、发酵时间长等问题，同时适应现代化工业中先进设备对酵素产品的生产。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作详细描述，但本发明的实施不仅限于此。
实施例1制备桑葚浆及酶解发酵基质
1.桑葚浆的准备：摘除桑葚中的枝叶和杂物，并对桑葚进行清洗，晾干。按质量比桑葚：水＝1：0.7加入蒸馏水，并添加3％的蔗糖，放入榨汁机搅拌1-3min，制得桑葚浆。
2.发酵基质的酶解：将1)中制得的桑葚浆加入复合酶(果胶酶400ppm，纤维素酶200ppm，蛋白酶250ppm)为850ppm，55℃酶解180min，制得发酵基质。
实施例2活化乳酸菌、酵母菌、醋酸菌
1.活化乳酸菌：制备MRS液体培养基,121℃、20min灭菌,得乳酸菌培养基,乳酸菌培养基温度为35℃时,用接种针挑取乳酸菌孢子接种,混匀,37℃±2℃下培养,培养16h,即得乳酸菌菌液。
2.活化酵母菌：制备YPD液体培养基,121℃、20min灭菌,得酵母菌培养基,酵母菌培养基温度为30℃时,用接种针挑取酵母菌孢子接种,混匀,30℃±2℃下培养,培养24h,即得酵母菌菌液。
3.活化醋酸菌：用葡萄糖、酵母膏制得醋酸菌液体培养基,葡萄糖质量比为1％，酵母膏质量比为1％，121℃、20min灭菌,加入3％体积分数的无水乙醇,得醋酸菌液体培养基,然后接种针挑取醋酸菌孢子接种,在30℃下培养24h,,即得醋酸菌菌液。
实施例3发酵
将制得的发酵基质，进行80℃，15min灭菌，室温冷却后，按照一定比例接种菌，30℃恒温发酵30d，用100目纱布过滤得滤液，即为桑葚酵素原液。
1.单一菌种接种
(1)按照2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％的比例接种乳酸菌，30℃恒温发酵30d，过滤得滤液。
(2)按照1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％的比例接种酵母菌，30℃恒温发酵30d，过滤得滤液。
(3)按照2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％的比例接种酵母菌，30℃恒温发酵30d，过滤得滤液。
2.双菌发酵
按照比例接种双菌，30℃恒温发酵30d，过滤得滤液。
(1)乳酸菌按照2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％，酵母菌按照与0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％的比例进行正交接种。
(2)醋酸菌按照2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％，酵母菌按照与之对应的0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％的比例进行正交接种。
(3)乳酸菌按照2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％，醋酸菌按照与之对应的1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％的比例进行正交接种。
3.三菌发酵
按照一定的比例接种三菌，30℃恒温发酵30d，过滤得滤液。
乳酸菌按照2％、2.2％、2.5％、2.8％、3％，酵母菌按照与0.2％、0.22％、0.25％、0.27％、0.3％比例，醋酸菌按照2.2％、2.5％、2.8％、3％、3.2％的比例交差进行接种。
4.自然发酵
将制得的发酵基质不进行灭菌，密封，于30℃恒温发酵60d。
实施例4评定
通过感官评定，指标检测，风味物质检测确定每种发酵方式的菌的最佳添加比例，并绘制表格。
1.感官评定
表1
表1为本发明三菌发酵方法和自然发酵工艺发酵感官评定的对照表,从表1中可以看出,本发明三菌发酵方法制备得到的桑葚酵素的感官评定的效果比自然发酵工艺制得的要好。
2.各指标检测
检测单菌发酵、双菌发酵及三菌发酵各个比例及各比例的组合制得的酵素的各个指标，选出最优的方式绘制成表2。
表2
总酸是指最终能释放出的氢离子数量，本发明方法制备的桑葚酵素总酸含量低于自然发酵桑葚酵素，桑葚酵素口感酸甜适口。
粗多糖是指复合型杂多糖，主要有黏多糖、脂多糖、结合多糖(糖蛋白及黏蛋白)等。研究发现粗多糖具有一定保健功能。本发明方法制备的桑葚酵素粗多糖含量高于自然发酵桑葚酵素。
总酚具有一定的抗氧化功能。DPPH是一种很稳定的以氮为中心的自由基,若提取物能将其清除,则提示提取物具有降低轻自由基、烷自由基或氧化自由基的有效浓度和打断脂质过氧化链反应的作用。自由基相对于其他方法,被广泛的运用于评价短时间内的抗氧化活性。ABTS自由基清除力可用于评价植物原料中多酚的抗氧化能力。表2中可看出，本发明三菌发酵方法制备的桑葚酵素总酚含量、DPPH自由基清除能力、ABTS自由基清除能力数值都大于单菌、双菌发酵及自然发酵桑葚酵素。
3.风味物质检测
检测方法：
a.GC-MS样品处理
采用顶空固相微萃取法(HS-SPME)进行香气成分的富集。用移液枪准确移取5mL样品于20mL进样瓶中，加入1.5g氯化钠，上机测定。进样瓶先在45℃条件下平衡30min，再用老化过的萃取头插入进样瓶中，顶空吸附30min，然后进行解析测定。
b.色谱条件
色谱柱：DB-17MS毛细管色谱柱(30m×0.25mm，0.25μm)；自动进样，进样口温度：250℃。载气：氦气；流速：1.93mL/min。升温程序条件：起始温度：40℃，保持2min后以4℃/min的升温至100℃，再以6℃/min的升温至230℃，保持8min。
c.质谱条件
电子轰击电离[EI]；电子能量：70eV，离子源温度：230℃；接口温度：230℃；扫描范围：m/z 35～500。
表3本发明方法和自然发酵工艺制得的桑葚的风味物质种类比较表
从表3中也可以看出,三菌发酵的桑葚酵素比单菌发酵、双菌发酵、自然发酵的桑葚酵素风味物质种类多，尤其是酯类物质的种类及含量远大于单菌发酵、双菌发酵、自然发酵的桑葚酵素。酯类是酵素饮料风味物质的重要成分，有辛酸乙酯、癸酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯等。辛酸乙酯有类似白兰地的香味和甜味,癸酸乙醋具有椰子香型香气,有较浓的类似橙花和茉莉花香气,己酸乙酯具有曲香、菠萝香型的香气。从表中可以看出,三菌发酵剂接种发酵的桑葚酵素风味更为独特,因此其可为较优地选择。
通过三菌中乳酸菌、酵母菌、醋酸菌各比例接种得到的酵素，确定2.2-2.8％乳酸菌、0.22-0.27％酵母菌、2.8-3.2％醋酸菌的范围制得的酵素较优，2.5％乳酸菌、0.25％酵母菌、3％醋酸菌的方式最优。
以上公开的仅为本发明的具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种基于发酵剂接种技术的桑葚酵素,以桑葚为原料，由混合菌种发酵制成，其特征在于，所述混合菌种为2.2-2.8％乳酸菌、0.22-0.27％酵母菌、2.8-3.2％醋酸菌。
2.根据权利要求1所述一种基于发酵剂接种技术的桑葚酵素，其特征在于，所述混合菌种为2.5％乳酸菌、0.25％酵母菌、3％醋酸菌。
3.权利要求1所述基于发酵剂接种技术的桑葚酵素制备方法，其特征在于，按照如下步骤进行：
S1：桑葚浆的准备：将桑葚进行清洗并晾干，桑葚与水按质量比1：0.7加入蒸馏水，并添加3％蔗糖，放入榨汁机搅拌1-3min，制得桑葚浆；
S2：发酵基质的酶解；
S3：活化乳酸菌；
S4：活化酵母菌；
S5：活化醋酸菌；
S6：混菌发酵。
4.根据权利要求3所述基于发酵剂接种技术的桑葚酵素制备方法，其特征在于，所述S2发酵基质的酶解方法为将S1制得的桑葚浆加入复合酶850ppm，55℃酶解180min，制得发酵基质。
5.根据权利要求3所述基于发酵剂接种技术的桑葚酵素制备方法，其特征在于，所述复合酶为果胶酶400ppm，纤维素酶200ppm，蛋白酶250ppm。
6.根据权利要求3所述基于发酵剂接种技术的桑葚酵素制备方法，其特征在于，所述S3活化乳酸菌的步骤如下：制备MRS液体培养基,115-121℃、20-30min灭菌,得乳酸菌培养基,乳酸菌培养基温度为30-40℃时,用接种针挑取乳酸菌孢子接种,混匀,37℃±2℃下培养,培养16h,即得乳酸菌菌液。
7.根据权利要求3所述基于发酵剂接种技术的桑葚酵素的制备方法，其特征在于，所述S4活化酵母菌的步骤如下：制备YPD液体培养基,115-121℃、20-30min灭菌,得酵母菌培养基,酵母菌培养基温度为30-40℃时,用接种针挑取酵母菌孢子接种,混匀,30℃±2℃下培养,培养24h,即得酵母菌菌液。
8.根据权利要求3所述基于发酵剂接种技术的桑葚酵素制备方法，其特征在于，所述S5活化醋酸菌的步骤如下：用葡萄糖、酵母膏制得醋酸菌液体培养基,葡萄糖质量比为1％，酵母膏质量比为1％,115-121℃、20-30min灭菌,加入3％体积分数的无水乙醇,得醋酸菌液体培养基,然后接种针挑取醋酸菌孢子接种,在30℃下培养24h,即得醋酸菌菌液。
9.根据权利要求3所述基于发酵剂接种技术的桑葚酵素制备方法，其特征在于，所述S6混菌发酵的步骤如下：将S2制得的发酵基质进行80℃，15min灭菌，室温冷却后，同时接种2.2-2.8％乳酸菌、0.22-0.27％酵母菌、2.8-3.2％醋酸菌，30℃恒温发酵30d，用100目纱布过滤得滤液，制得桑葚酵素原液。
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