CN111567709A - 一种富含花青素发酵汁及其制备方法 - Google Patents

一种富含花青素发酵汁及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种富含花青素发酵汁及其制备方法，属于果汁发酵技术领域。本发明所述发酵汁的制备方法包括混合榨汁、果胶酶酶解、接种酵母菌以及发酵过程。本发明所述方法不涉及外加化学试剂与物理操作将花青素溶出，相比较其它获得花青素的方法，本发明所述方法更经济，设备投资小，并且花青素未在溶出过程中被破坏。利用本发明所述方法制备得到的富含花青素发酵汁中花青素含量最高可达8.91mg/mL。

Description

一种富含花青素发酵汁及其制备方法
技术领域
本发明属于果汁发酵技术领域，具体涉及一种富含花青素发酵汁及其制备方法。
背景技术
蓝靛果忍冬(Loniceraedulis L.)，也叫蓝靛果、黑瞎子果、山茄子、羊奶子等，为忍冬科忍冬属落叶灌木的小型浆果。在我国东北的大、小兴安岭和长白山地区的野生资源储量最大。蓝靛果中富含花青素、鞣花酸和超氧化物歧化酶等多种抗氧化成分，除此之外还包括VC、VB1、VB2、VP等多种维生素、膳食纤维、矿物质、几种人体必须氨基酸等多种营养成分，被称为“第三代水果”。花青素类(Anthocyanidins)属于黄酮醇类化合物，在自然界中广泛分布，是花色甙(Anthocyanins)水解产生的有颜色的甙元。经检测，蓝靛果中原花青素含量为1.9g/100g，原花青素是以黄烷-3-醇为结构单元通过C-C键聚合而成的化合物。根据原花青素的聚合程度可分为单倍体(monomer)、寡聚体(oligomer)和多聚体(polymer)。目前，已确定花青素有20多种，包括天竺葵色素、矢车菊色素、飞燕草色素、芍药色素、牵牛花色素和锦葵色素等。经研究发现，花青素具有良好的抗氧化性能和显著的清除自由基的能力，是一种天然、高效的自由基清除剂，具有预防和治疗心脑血管疾病、抗肿瘤、抑菌等多种药用价值。
红树莓(Rubus ideaus L.)，为蔷薇科浆果，俗名马林、覆盆子等，果实甜而多汁、气味芳香，富含保健药用活性成分，在世界上享有“黄金水果”的称号。红树莓除了含有糖类、超氧化物歧化酶、氨基酸、有机酸、维生素和矿物质等营养物质外，与蓝靛果一样富含大量的酚类物质，如鞣花酸、花青素、水杨酸等，被誉为“天然阿司匹林”。
为了提取蓝靛果和红树莓中的花青素，目前多以超声波、低温冷冻等方法使得细胞破碎，从而加速花青素等营养物质溶出；还有的技术为外加化学试剂使得细胞中的花青素释放出来。但是利用上述方法，有的需要特殊设备支持，有的需要添加大量有机溶剂，可能对产物产量不良影响，甚至还需要进行有机溶剂的再分离。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种富含花青素发酵汁及其制备方法，可较经济简单的促进花青素溶出，且不涉及设备投入，不会在操作过程中破坏花青素；同时不涉及外加溶剂，也不涉及有机溶剂的再分离。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种富含花青素发酵汁的制备方法，包括以下步骤：(1)将蓝靛果和红树莓按照(2～5)：1的质量比混合后打浆，将打浆后得到的果浆与水混合，得浆料；
(2)将所述浆料与果胶酶混合酶解后，得无果胶浆料；
(3)向所述无果胶浆料中接种酵母菌，于24～30℃下发酵4～12d，得所述所述富含花青素发酵汁；酵母菌的接种量为所述无果胶浆料体积的1～2％。
优选的，步骤(1)所述蓝靛果和红树莓的质量比为3:1。
优选的，所述(1)所述果浆与水的体积比为1:2.5。
优选的，所述(2)所述果胶酶的质量为所述蓝靛果和红树莓总质量的2.5％。
优选的，所述酶解的温度为20℃，所述酶解的时间为1.5h，在所述酶解时伴随搅拌，所述搅拌的速度为1000～1500rpm。
优选的，步骤(3)所述酵母菌在接种前，还包括活化。
优选的，所述活化为将5g耐高糖安琪酵母菌粉与50mL无菌水混合后，于37℃静置活化1h。
优选的，步骤(3)所述酵母菌在接种后，还包括向发酵体系中加入10g/100mL的白砂糖。
本发明还提供了一种利用所述制备方法制备得到的富含花青素发酵汁。
本发明提供了一种富含花青素发酵汁的制备方法，包括混合榨汁、果胶酶酶解、接种酵母菌以及发酵过程。本发明所述制备方法通过微生物代谢进行发酵，在不加外力的情况下将包含在蓝靛果与红树莓细胞中的花青素自然溶出，此过程不破坏细胞。本发明在发酵过程中产生有机酸、乙醇等有机溶剂，促使花青素的溶出，从而提高了发酵汁中花青素的含量。本发明采用安琪耐高糖酵母进行发酵，该菌种方便易得。本发明所述方法不涉及外加化学试剂与物理操作将花青素溶出，相比较其他获得花青素的方法，该方法更经济，设备投资小，并且花青素未在溶出过程中被破坏。在本发明实施例中，利用所述方法制备得到的富含花青素发酵汁中花青素含量最高可达8.91mg/mL。
附图说明
图1为蓝靛果和红树莓比例对花青素含量影响；
图2为酵母接种量对花青素含量影响；
图3为发酵温度对花青素含量影响；
图4为发酵时间对花青素含量影响；
图5为花青素含量标准曲线。
具体实施方式
本发明提供了一种富含花青素发酵汁的制备方法，包括以下步骤：(1)将蓝靛果和红树莓按照(2～5)：1的质量比混合后打浆，将打浆后得到的果浆与水混合，得浆料；
(2)将所述浆料与果胶酶混合酶解后，得无果胶浆料；
(3)向所述无果胶浆料中接种酵母菌，于24～30℃下发酵4～12d，得所述所述富含花青素发酵汁；酵母菌的接种量为所述无果胶浆料体积的1～2％。
利用本发明所述制备方法制备富含花青素发酵汁时，将蓝靛果和红树莓按照(2～5)：1的质量比混合后打浆，将打浆后得到的果浆与水混合，得浆料。本发明所述蓝靛果和红树莓的质量比优选为3:1。本发明对所述蓝靛果和红树莓的来源并没有特殊限定，当采用的蓝靛果和红树莓为冻果时，在使用前优选在室温(20～25℃)下解冻，而后打浆；当采用的蓝靛果和红树莓为鲜果时，则无需解冻直接打浆。本发明在所述打浆时优选的不添加水。得到果浆后，本发明将果浆与水混合，所述果浆与水的体积比优选为1:2.5。
得浆料后，本发明将所述浆料与果胶酶混合酶解后，得无果胶浆料。本发明所述果胶酶的质量优选为所述蓝靛果和红树莓总质量的2.5％。本发明对所述果胶酶的来源和种类并没有特殊限定，优选为食品级果胶酶，果胶酶酶活力为10000～20000U。在本发明实施例中，采用粉末状果胶酶，酶活较高，酶解效果好；相比较其他液体果胶酶，酶解更彻底。本发明所述酶解优选为将所述浆料与果胶酶混合均匀后，在20℃下静置1.5h。本发明所述酶解优选在避光环境中进行，防治花青素分解。本发明在所述酶解过程中，优选伴随有搅拌，所述搅拌的速度优选为1000～1500rpm。本发明所述搅拌优选在磁力搅拌器上进行，以促进酶解反应进行。
得无果胶浆料，本发明向所述无果胶浆料中接种酵母菌，于24～30℃下发酵4～12d，得所述富含花青素发酵汁；酵母菌的接种量为所述无果胶浆料体积的1～2％。本发明所述酵母菌的接种量优选为所述无果胶浆料体积的1.5％。本发明所述酵母菌在接种前，优选还包括活化，所述活化优选为将5g耐高糖安琪酵母菌粉与50mL无菌水混合后，于37℃下静置活化1h。本发明在所述活化时，优选在无菌环境中进行，避免杂菌的污染。本发明在所述接种后，优选还包括利用透气的封口膜封口并扎紧。本发明所述发酵时优选在恒温培养箱进行，所述发酵的温度优选为28℃，所述发酵的时间优选为8d。本发明所述酵母菌在接种后，优选还包括向发酵体系中加入10g/100mL的白砂糖，供酵母营养代谢需要，可以产生适量乙醇，糖类为酵母的营养物质。
本发明在得到所述富含花青素发酵汁后，优选还包括花青素含量的测定，所述测定优选采用分光光度法进行，具体包括：(1)花青素标准曲线的制作：取纯度为99.90％的花青素粉末，置于2％的盐酸乙醇溶液充分溶解，分别在试管中制成浓度为0.500、1.000、1.500、2.000、2.500、3.000、3.500、4.000、4.500、5.000、5.500、6.000、6.500mg/100mL的花青素稀释液，在紫外分光光度计530nm波长下，测定吸光度A，用2％的盐酸乙醇作空白对照，记下相应浓度下所对应的吸光度A，以花青素浓度为横坐标，对应的吸光度A为纵坐标绘制标准曲线，最后所得标准曲线如图5所示，所得公式为y＝0.070x+0.163，R2＝0.997。(2)发酵汁中花青素含量测定：取1mL发酵汁原液，置于10mL试管中加入9mL2％的盐酸乙醇溶液中，用瓶塞扎紧以防挥发，充分混匀后室温下置于阴暗处反应2h(期间不断摇动混匀，后半小时静置)，反应结束后取0.5mL上清液置于试管中并加入9.5mL2％的盐酸乙醇溶液充分混匀后，在紫外分光光度计530nm波长下，测定吸光度A，用2％的盐酸乙醇作空白对照，测得的吸光值带入标准曲线，得到花青素含量。
本发明还提供了一种利用所述制备方法制备得到的富含花青素发酵汁。本发明所述发酵汁澄清透明，果渣及酵母菌体沉淀到底部，发酵汁呈深紫色，清澈，具有红树莓特有的清爽香气，口感略涩有醇厚感。经过测定，本发明所述发酵汁中，花青素含量最高可达8.91mg/mL。
下面结合实施例对本发明提供的富含花青素发酵汁及其制备方法进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
1、浆果预处理：30g蓝靛果与10g红树莓冻果分别于室温(20～25℃)下解冻。
2、果浆制备：取解冻后的蓝靛果和红树莓，分别打浆，打浆过程中不添加水。蓝靛果与红树莓比例为3:1。将果浆混合并加入到已灭菌的的锥形瓶中，按混合果浆体积的2.5倍添加纯净水。
3、果浆酶解：向浆料中加入食品级果胶酶(果胶酶酶活力为10000U)，果胶酶的添加量为果浆质量的2.5％。充分搅拌均匀，20℃条件下静置1.5h，进行酶解。此过程避光操作，防止花青素分解，期间用磁力搅拌器(转速为1000rpm)不断搅拌加快酶解。
4、菌种活化：取5g耐高糖安琪酵母菌粉置于37℃的50mL无菌水中，充分搅拌至酵母菌粉溶解成浓度均一的菌悬液，放置于室温下活化1h。此过程无菌操作，避免带入杂菌。
5、接种：将酶解处理后的果浆3中接入1.5mL活化的酵母菌液，充分混合后制成初始浆果发酵液，发酵液存放在经灭菌的三角瓶中，用透气的封口膜封口，后用皮筋扎紧。
6、复合浆果汁发酵：将接种后的初始浆果发酵液置于恒温培养箱中，温度为28℃，进行恒温发酵培养，发酵时间为8d。
培养8d后，得到富含花青素的发酵汁。经紫外分光光度法检测，此时发酵汁清液中花青素含量为8.91mg/mL。
实施例2
除步骤1与实施例1不同外，其余条件均相同，其中，蓝靛果与红树莓比例分别为0g：10g(0:1)、10g：10g(1:1)、10g：20g(1:2)、20g：10g(2:1)、30g：10g(3:1)、10g：30g(1:3)、40g：10g(4:1)、50g：10g(5:1)。
培养8d后，测定花青素含量，测定数据如表1和图1所示：
表1蓝靛果和红树莓比例对花青素含量影响
比例 0:1 1:1 1:2 2:1 3:1 1:3 4:1 5:1
含量(mg/mL) 2.41 5.47 3.82 6.50 8.91 3.04 6.30 8.64
实施例3
除步骤5与实施例1不同外，其余条件均相同，其中：分别设定酵母接种量为总体积的0.5％、1.0％、1.5％、2.0％、2.5％。
培养8d后，测定花青素含量，测定数据如表2和图2所示：
表2酵母菌接种量对花青素含量影响
接种量(％) 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
含量(mg/mL) 6.11 8.74 8.91 8.54 8.45
实施例4
除步骤6与实施例1不同外，其余条件均相同，其中：分别设定发酵温度为22℃、24℃、26℃、28℃、30℃。
培养8d后，测定花青素含量，测定数据如表3和图3所示：
表3发酵温度对花青素含量影响
温度(℃) 22 24 26 28 30
含量(mg/mL) 4.71 5.83 7.25 8.91 8.14
实施例5
除步骤6与实施例1不同外，其余条件均相同，其中：分别设定发酵时间为0d、4d、8d、12d、16d、20d。
发酵结束后，测定花青素含量，测定数据如表4和图4所示：
表4发酵时间对花青素含量影响
时间(d) 0 4 8 12 16 20
含量(mg/mL) 5.21 7.02 8.91 8.40 6.14 4.82
对比例
将浆果与水混合后打浆，浆果体积与水体积比例为1:2.5，花青素含量的测定，所述测定优选采用分光光度法进行，具体包括：取1mL发酵汁原液，置于10mL试管中加入9mL2％的盐酸乙醇溶液中，用瓶塞扎紧以防挥发，充分混匀后室温下置于阴暗处反应2h(期间不断摇动混匀，后半小时静置)，反应结束后取0.5mL上清液置于试管中并加入9.5mL2％的盐酸乙醇溶液充分混匀后，在紫外分光光度计530nm波长下，测定吸光度A，用2％的盐酸乙醇作空白对照，测得的吸光值带入标准曲线，得到花青素含量。可得花青素含量为5.21mg/mL。
本发明提供了一种富含花青素发酵汁及其制备方法，当蓝靛果和红树莓的质量比为3:1，酵母接种量为1.5％，发酵温度为28℃，发酵时间为8d时，发酵汁中花青素含量最高，可达8.91mg/mL，相比于常规提取方法的5.21mg/mL，提高了71.35％。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种富含花青素发酵汁的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将蓝靛果和红树莓按照(2～5)：1的质量比混合后打浆，将打浆后得到的果浆与水混合，得浆料；
(2)将所述浆料与果胶酶混合酶解后，得无果胶浆料；
(3)向所述无果胶浆料中接种酵母菌，于24～30℃下发酵4～12d，得所述所述富含花青素发酵汁；酵母菌的接种量为所述无果胶浆料体积的1～2％。
2.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，步骤(1)所述蓝靛果和红树莓的质量比为3:1。
3.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述(1)所述果浆与水的体积比为1:2.5。
4.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述(2)所述果胶酶的质量为所述蓝靛果和红树莓总质量的2.5％。
5.根据权利要求4所述制备方法，其特征在于，所述酶解的温度为20℃，所述酶解的时间为1.5h，在所述酶解时伴随搅拌，所述搅拌的速度为1000～1500rpm。
6.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，步骤(3)所述酵母菌在接种前，还包括活化。
7.根据权利要求6所述制备方法，其特征在于，所述活化为将5g耐高糖安琪酵母菌粉与50mL无菌水混合后，于37℃下静置活化1h。
8.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，步骤(3)所述酵母菌在接种后，还包括向发酵体系中加入10g/100mL的白砂糖。
9.一种利用权利要求1～8任一项所述制备方法制备得到的富含花青素发酵汁。
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