CN112042934A - 苹果酵素液及酵素粉的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种苹果酵素液及酵素粉的制备方法，其包括：将苹果渣干燥粉碎得苹果渣粗粉；将苹果渣粗粉与MES‑TRIS缓冲溶液混合后加入纤维素酶和半纤维素酶酶解，再加入脂肪酶酶解，接着加入菠萝蛋白酶酶解，得苹果渣酶解液；将苹果渣酶解液反复冻融多次，恢复至常温常压后灭菌；向灭菌后的苹果渣酶解液中接种保加利亚乳杆菌和酵母菌密封发酵，得苹果渣初次发酵液，再向苹果渣初次发酵液中加入红糖，继续密封发酵，得苹果渣二次发酵液；将苹果渣二次发酵液过滤，得苹果酵素液；将苹果酵素液真空冷冻干燥，得苹果酵素粉。本发明通过将酶解、低压冻融、发酵相结合，有效提高了苹果酵素液中多酚、可溶性膳食纤维含量，增强了SOD活性。

Description

苹果酵素液及酵素粉的制备方法
技术领域
本发明涉及食品加工领域。更具体地说，本发明涉及一种苹果酵素液及酵素粉的制备方法。
背景技术
我国苹果产量巨大，一般情况下苹果深加工企业将苹果榨汁后留下大量果渣，这些果渣大部分流入了饲料加工厂作为动物饲料原料，而实际上苹果果渣中富含各种维生素、矿物质、多酚、膳食纤维等成分，这些成分具有多种独特的保健功效，如调节血糖、调节体液酸碱平衡、抗自由基抗氧化等功能。将苹果果渣加工成动物饲料极大的浪费了这一优质资源，因此需要进一步开发苹果果渣的深加工技术。现有技术中虽然已出现利用苹果果渣制作酵素的方法，但制作方法较为原始，导致制得的酵素产品中一些有利于健康的成分的含量不高。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供一种苹果酵素液及酵素粉的制备方法，通过将酶解、低压冻融、发酵相结合，有效提高了苹果酵素液中多酚、可溶性膳食纤维含量，增强了SOD活性。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种苹果酵素液的制备方法，其包括以下步骤：
步骤一、将苹果渣置于真空干燥箱中，控制气压为15～25kpa，温度为55～65℃，干燥至苹果渣中水分含量为40～50％，再将干燥后的苹果渣置于粉碎机中粉碎为目数不低于15目的苹果渣粗粉；
步骤二、将苹果渣粗粉与MES-TRIS缓冲溶液按料液比为1：35～40g/ml混合，调节pH至5～6，然后加入纤维素酶和半纤维素酶，纤维素酶加至其质量百分比浓度为1.3～1.8％，半纤维素酶加至其质量百分比浓度为0.8～1.5％，恒温水浴振荡处理45～60min，灭酶，冷却至室温，再调节pH至6～7，接着加入脂肪酶，脂肪酶加至其质量百分比浓度为0.5～0.9％，恒温水浴振荡处理25～35min，灭酶，冷却至室温，继续调节pH至6～7，接着加入菠萝蛋白酶，恒温水浴振荡处理65～75min，灭酶，冷却至室温，得苹果渣酶解液；
步骤三、将苹果渣酶解液置于气压为15～20kpa的条件下，在温度为-20～-30℃至10～15℃间反复冻融3～5次，恢复至常温常压后灭菌；
步骤四、向灭菌后的苹果渣酶解液中接种保加利亚乳杆菌和酵母菌，保加利亚乳杆菌用量为3.8～4.3×107cfu/ml，酵母菌用量为5.5～6.3×106cfu/ml，在40℃条件下密封第一次发酵6～8d，得苹果渣初次发酵液，再向苹果渣初次发酵液中加入红糖，红糖的用量为10～12g/100ml，然后在45℃条件下继续密封第二次发酵10～12d，得苹果渣二次发酵液；
步骤五、将苹果渣二次发酵液过滤，得苹果酵素液。
优选的是，步骤四中第一次发酵过程置于磁场环境中，磁场场强控制在70～75mT，磁场每开启5h后暂停2h，第二次发酵过程置于电场环境中，电场场强控制在400～500V/m，磁场每开启3h后暂停2h。
优选的是，步骤二中两次恒温水浴振荡处理过程中均辅以次声波，次声波频率为2～7Hz，声压为40～60db，次声波每处理10min后，暂停5min。
优选的是，步骤二中加入纤维素酶和半纤维素酶后，用38℃的恒温水浴振荡处理，加入菠萝蛋白酶后，用55℃的恒温水浴振荡处理，加入脂肪酶后，用45℃的恒温水浴振荡处理。
优选的是，步骤三中的灭菌方法为高压二氧化碳灭菌。
本发明还提供一种苹果酵素粉的制备方法，将上述苹果酵素液真空冷冻干燥，得苹果酵素粉。
本发明还提供一种上述苹果酵素粉的应用，所述苹果酵素粉应用于制备保健食品或医药制品。
本发明至少包括以下有益效果：通过干燥粉碎使得苹果渣原料变粗粉，增加了苹果渣原料的表面积，有利于接下来的酶解等后续工艺，通过纤维素酶、半纤维素酶、脂肪酶和蛋白酶的酶解，使得苹果渣中果肉果皮细胞的细胞壁大量初步分解，减弱了细胞壁对果肉果皮细胞内基质的束缚，同时酶解后也增加了溶液中小分子多糖成分含量，再进行低压环境下的反复冻融，使得苹果渣中果肉果皮细胞内基质中的水分凝固，体积膨胀，低压条件更使得苹果渣中果肉果皮细胞内压力骤增，反复冻融后促使苹果渣中果肉果皮细胞内基质撑破已初步分解的细胞壁，发生破裂，使得苹果渣中果肉果皮细胞中的可溶性膳食纤维成分和多酚类等成分有效释放，再进行二次发酵，提高SOD活性。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
<实施例1>
一种苹果酵素液的制备方法，其包括以下步骤：
步骤一、取500g鲜苹果渣置于真空干燥箱中，控制气压为15kpa，温度为55℃，干燥至苹果渣中水分含量为40％，再将干燥后的苹果渣置于粉碎机中粉碎为目数不低于15目的苹果渣粗粉；
步骤二、将苹果渣粗粉与MES-TRIS缓冲溶液按料液比为1：35g/ml混合，调节pH至5，然后加入纤维素酶和半纤维素酶，纤维素酶加至其质量百分比浓度为1.3％，半纤维素酶加至其质量百分比浓度为0.8％，用38℃的恒温水浴振荡处理45min，灭酶，冷却至室温，再调节pH至6，接着加入脂肪酶，脂肪酶加至其质量百分比浓度为0.5％，用55℃的恒温水浴振荡处理25min，灭酶，冷却至室温，继续调节pH至6，接着加入菠萝蛋白酶，用45℃的恒温水浴振荡处理65min，灭酶，冷却至室温，得苹果渣酶解液；
步骤三、将苹果渣酶解液置于气压为15kpa的条件下，在温度为-20℃至10℃间反复冻融3次，恢复至常温常压后高压二氧化碳灭菌；
步骤四、向灭菌后的苹果渣酶解液中接种保加利亚乳杆菌和酵母菌，保加利亚乳杆菌用量为3.8×107cfu/ml，酵母菌用量为5.5×106cfu/ml，在40℃条件下密封第一次发酵6d，得苹果渣初次发酵液，再向苹果渣初次发酵液中加入红糖，红糖的用量为10g/100ml，然后在45℃条件下继续密封第二次发酵10d，得苹果渣二次发酵液；
步骤五、将苹果渣二次发酵液过滤，得苹果酵素液。
<实施例2>
一种苹果酵素液的制备方法，其包括以下步骤：
步骤一、取500g鲜苹果渣置于真空干燥箱中，控制气压为25kpa，温度为65℃，干燥至苹果渣中水分含量为50％，再将干燥后的苹果渣置于粉碎机中粉碎为目数不低于15目的苹果渣粗粉；
步骤二、将苹果渣粗粉与MES-TRIS缓冲溶液按料液比为1：40g/ml混合，调节pH至6，然后加入纤维素酶和半纤维素酶，纤维素酶加至其质量百分比浓度为1.8％，半纤维素酶加至其质量百分比浓度为1.5％，用38℃的恒温水浴振荡处理60min，灭酶，冷却至室温，再调节pH至7，接着加入脂肪酶，脂肪酶加至其质量百分比浓度为0.9％，用55℃的恒温水浴振荡处理35min，灭酶，冷却至室温，继续调节pH至7，接着加入菠萝蛋白酶，用45℃的恒温水浴振荡处理75min，灭酶，冷却至室温，得苹果渣酶解液；
步骤三、将苹果渣酶解液置于气压为20kpa的条件下，在温度为-30℃至15℃间反复冻融5次，恢复至常温常压后高压二氧化碳灭菌；
步骤四、向灭菌后的苹果渣酶解液中接种保加利亚乳杆菌和酵母菌，保加利亚乳杆菌用量为4.3×107cfu/ml，酵母菌用量为6.3×106cfu/ml，在40℃条件下密封第一次发酵8d，得苹果渣初次发酵液，再向苹果渣初次发酵液中加入红糖，红糖的用量为12g/100ml，然后在45℃条件下继续密封第二次发酵12d，得苹果渣二次发酵液；
步骤五、将苹果渣二次发酵液过滤，得苹果酵素液。
<实施例3>
一种苹果酵素液的制备方法，其包括以下步骤：
步骤一、取500g鲜苹果渣置于真空干燥箱中，控制气压为20kpa，温度为60℃，干燥至苹果渣中水分含量为45％，再将干燥后的苹果渣置于粉碎机中粉碎为目数不低于15目的苹果渣粗粉；
步骤二、将苹果渣粗粉与MES-TRIS缓冲溶液按料液比为1：38g/ml混合，调节pH至5.5，然后加入纤维素酶和半纤维素酶，纤维素酶加至其质量百分比浓度为1.5％，半纤维素酶加至其质量百分比浓度为1.2％，用38℃的恒温水浴振荡处理50min，灭酶，冷却至室温，再调节pH至6.5，接着加入脂肪酶，脂肪酶加至其质量百分比浓度为0.7％，用55℃的恒温水浴振荡处理30min，灭酶，冷却至室温，继续调节pH至6.5，接着加入菠萝蛋白酶，用45℃的恒温水浴振荡处理70min，灭酶，冷却至室温，得苹果渣酶解液；
步骤三、将苹果渣酶解液置于气压为18kpa的条件下，在温度为-25℃至12℃间反复冻融4次，恢复至常温常压后高压二氧化碳灭菌；
步骤四、向灭菌后的苹果渣酶解液中接种保加利亚乳杆菌和酵母菌，保加利亚乳杆菌用量为4.0×107cfu/ml，酵母菌用量为5.9×106cfu/ml，在40℃条件下密封第一次发酵7d，得苹果渣初次发酵液，再向苹果渣初次发酵液中加入红糖，红糖的用量为11g/100ml，然后在45℃条件下继续密封第二次发酵11d，得苹果渣二次发酵液；
步骤五、将苹果渣二次发酵液过滤，得苹果酵素液。
<实施例4>
一种苹果酵素液的制备方法，其工艺参数基本与实施例3相同，区别在于：
步骤四中第一次发酵过程置于磁场环境中，磁场场强控制在73mT，磁场每开启5h后暂停2h，第二次发酵过程置于电场环境中，电场场强控制在450V/m，磁场每开启3h后暂停2h。
<实施例5>
一种苹果酵素液的制备方法，其工艺参数基本与实施例3相同，区别在于：
步骤四中第一次发酵过程置于磁场环境中，磁场场强控制在73mT，磁场每开启5h后暂停2h，第二次发酵过程置于电场环境中，电场场强控制在450V/m，磁场每开启3h后暂停2h。
步骤二中两次恒温水浴振荡处理过程中均辅以次声波，次声波频率为5Hz，声压为50db，次声波每处理10min后，暂停5min。
<对比例>
传统的苹果酵素液的制备方法，其包括以下步骤：
步骤一、取500g鲜苹果渣按料液比为1：38g/ml与无菌水混合；
步骤二、加入红糖，红糖的用量为11g/100ml；
步骤三、接种保加利亚乳杆菌和酵母菌，保加利亚乳杆菌用量为4.0×107cfu/ml，酵母菌用量为5.9×106cfu/ml，在40℃条件下密封发酵30d。
分别测定实施例1～5及对比例中苹果酵素液的可溶性膳食纤维含量、多酚含量和SOD活性，其中可溶性膳食纤维含量的测定方法采用苯酚-硫酸法，多酚含量的测定方法采用福林酚法，SOD活性的测定方法采用总SOD活性检测试剂盒检测。
测定结果如表1所示：
表1、苹果酵素液理化指标测定结果
Figure BDA0002644965590000061
从上表不难看出，实施例1～3制得的苹果酵素液相比于对比例的，在总SOD活性、总酚含量和可溶性膳食纤维含量上均有提高，这说明酶解、低压冻融、二次发酵相结合的处理工艺相比于单存的发酵工艺，更有利于苹果渣中多酚、可溶性膳食纤维等成分的释放，即使反复冻融在一定程度上降低了苹果渣中原始SOD活性，但是从苹果渣果肉果皮细胞基质中释放出来的成分有利于后续发酵过程，使得发酵后SOD活性得到弥补甚至增强。而实施例4制得的苹果酵素液相比于实施例1～3的，在总SOD活性上有所提高，而总酚含量和可溶性膳食纤维含量上没有明显提高，这说明磁场和电场的辅助下，有利于发酵过程。又而实施例5制得的苹果酵素液相比于实施例1～3的，在总SOD活性总酚含量和可溶性膳食纤维含量又均有提高，这说明通过次声波引起苹果渣果肉果皮细胞壁中果胶、非淀粉性多糖等可溶性膳食纤维分子结构共振，有利于促使更多的苹果渣果肉果皮细胞壁初步分解，进而在冻融和发酵后体现出更好的效果。
另外，发明人注意到现有技术中已有不少学者采用高压脉冲电场辅助发酵，但实验结果并不稳定，良品率仅有50％，不利于大规模工业化生产，而本申请中改用低压长时间电场作用后，发酵得到的苹果酵素液理化指标稳定性更佳，良品率可达90％以上。
<实施例6>
一种苹果酵素粉的制备方法，将上述实施例5中的苹果酵素液真空冷冻干燥，得苹果酵素粉。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。

Claims (7)

1.苹果酵素液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将苹果渣置于真空干燥箱中，控制气压为15～25kpa，温度为55～65℃，干燥至苹果渣中水分含量为40～50％，再将干燥后的苹果渣置于粉碎机中粉碎为目数不低于15目的苹果渣粗粉；
步骤二、将苹果渣粗粉与MES-TRIS缓冲溶液按料液比为1：35～40g/ml混合，调节pH至5～6，然后加入纤维素酶和半纤维素酶，纤维素酶加至其质量百分比浓度为1.3～1.8％，半纤维素酶加至其质量百分比浓度为0.8～1.5％，恒温水浴振荡处理45～60min，灭酶，冷却至室温，再调节pH至6～7，接着加入脂肪酶，脂肪酶加至其质量百分比浓度为0.5～0.9％，恒温水浴振荡处理25～35min，灭酶，冷却至室温，继续调节pH至6～7，接着加入菠萝蛋白酶，恒温水浴振荡处理65～75min，灭酶，冷却至室温，得苹果渣酶解液；
步骤三、将苹果渣酶解液置于气压为15～20kpa的条件下，在温度为-20～-30℃至10～15℃间反复冻融3～5次，恢复至常温常压后灭菌；
步骤四、向灭菌后的苹果渣酶解液中接种保加利亚乳杆菌和酵母菌，保加利亚乳杆菌用量为3.8～4.3×107cfu/ml，酵母菌用量为5.5～6.3×106cfu/ml，在40℃条件下密封第一次发酵6～8d，得苹果渣初次发酵液，再向苹果渣初次发酵液中加入红糖，红糖的用量为10～12g/100ml，然后在45℃条件下继续密封第二次发酵10～12d，得苹果渣二次发酵液；
步骤五、将苹果渣二次发酵液过滤，得苹果酵素液。
2.如权利要求1所述的苹果酵素液的制备方法，其特征在于，步骤四中第一次发酵过程置于磁场环境中，磁场场强控制在70～75mT，磁场每开启5h后暂停2h，第二次发酵过程置于电场环境中，电场场强控制在400～500V/m，磁场每开启3h后暂停2h。
3.如权利要求1所述的苹果酵素液的制备方法，其特征在于，步骤二中两次恒温水浴振荡处理过程中均辅以次声波，次声波频率为2～7Hz，声压为40～60db，次声波每处理10min后，暂停5min。
4.如权利要求1所述的苹果酵素液的制备方法，其特征在于，步骤二中加入纤维素酶和半纤维素酶后，用38℃的恒温水浴振荡处理，加入菠萝蛋白酶后，用55℃的恒温水浴振荡处理，加入脂肪酶后，用45℃的恒温水浴振荡处理。
5.如权利要求1所述的苹果酵素液的制备方法，其特征在于，步骤三中的灭菌方法为高压二氧化碳灭菌。
6.苹果酵素粉的制备方法，其特征在于，将权利要求1中所述苹果酵素液真空冷冻干燥，得苹果酵素粉。
7.一种如权利要求6中所述苹果酵素粉的应用，其特征在于，所述苹果酵素粉应用于制备保健食品或医药制品。
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Citations (13)

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