CN112890057A - 一种富含γ-氨基丁酸的芦笋发酵饮品、干粉冲剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种富含γ‑氨基丁酸的芦笋发酵饮品、干粉冲剂及其制备方法，制备方法如下：新鲜芦笋加水研磨后，添加谷氨酸、乳酸钙、VB6和蔗糖获得芦笋匀浆液；将植物乳酸杆菌的菌种保藏液加入至灭菌的培养基中培养，离心得到菌饼；将菌饼加入到芦笋匀浆液中，恒温培养过滤得到发酵清液，将发酵清液高温短时灭菌处理，得到富含γ‑氨基丁酸的芦笋发酵液饮品。本发明利用芦笋酶和植物乳酸杆菌的共同作用，提升了发酵液中γ‑氨基丁酸物质的含量，发酵产品具有较好的生物安全性和助眠效果，制备方法简单高效、安全快捷，采用该方法制备得到的发酵产品酸甜可口，带有芦笋独特清香，将发酵产品制备成饮品和干粉冲剂具有使用的简便性和高效性。
Description
技术领域
本发明涉及食品生物技术，尤其涉及一种富含γ-氨基丁酸的芦笋发酵饮品、干粉冲剂及其制备方法。
背景技术
芦笋是天门冬科天门冬属多年生草本植物石刁柏的幼苗，是一种低糖、低脂肪、高蛋白的可食用蔬菜。芦笋中含有黄酮类、低聚糖、含硫酸、三萜酸、甾体皂苷、氨基酸衍生物等化学成分，具有抗突变、抗肿瘤、抗真菌、降血脂和抗疲劳等活性。而且，芦笋中游离态氨基酸含量丰富，约占总蛋白含量的70％wt-90％wt，是已知果蔬中含量最高的品种之一。我国山东、江苏、山西、河南和福建等省都有大面积的芦笋种植，产量高峰期可亩产1000公斤，低时也有300-500公斤，年总产量约三亿五千万公斤。
γ-氨基丁酸(GABA)是一种天然存在的非蛋白质氨基酸，它是哺乳动物中枢神经系统中重要的抑制性神经递质物质，GABA具有抗焦虑、缓解神经紧张、调节情绪、改善记忆及睡眠的作用。人体可以自然合成GABA，调节情绪，抑制神经系统兴奋，但随着年龄的增长，人体代谢机能下降，GABA的含量逐渐减少，并由此可能产生焦虑、紧张、失眠等生理现象。适量补充GABA，可以缓解焦虑、紧张等情绪，调节睡眠，促进深度睡眠。多国研究表明，成年人每天可以补充20-50mg的GABA来满足身体需要，且成年人GABA的日摄取量不应高于550mg。芦笋汁中含有天然的GABA，但含量较低(<0.1mg/mL)，仅食用芦笋，难以补充足量的GABA。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种富含γ-氨基丁酸的芦笋发酵饮品的制备方法，利用芦笋酶和植物乳酸杆菌的共同作用，提升了发酵液中γ-氨基丁酸物质的含量，使得发酵产品具有较好的生物安全性和助眠效果。该制备方法简单高效、安全快捷，采用该方法制备得到的发酵产品酸甜可口，带有芦笋独特清香，将发酵产品制备成饮品和干粉冲剂具有使用的简便性和高效性。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种富含γ-氨基丁酸的芦笋发酵饮品的制备方法，包括以下步骤：
步骤1向新鲜芦笋中加水，通过胶体磨研磨匀浆，其中芦笋(kg):水(L)＝1:2-1:10(质量体积比)；
步骤2在步骤1得到的浆液中，添加谷氨酸、乳酸钙、VB6和蔗糖，搅拌混合均匀得到芦笋匀浆液；
步骤3发酵所用菌的制备：将保藏编号为CCTCCM2020745的植物乳酸杆菌的菌种保藏液加入至灭菌的胰蛋白大豆培养基(TSB)中，枯草芽孢杆菌的菌种保藏液与灭菌的胰蛋白大豆培养基的体积比为1：20-1:100(ml:ml)，震荡培养得到过夜培养菌液；
步骤4将过夜培养菌液离心后弃去上清液，收集得到菌饼；
步骤5将菌饼加入到芦笋匀浆液中，所述菌饼与芦笋匀浆液的用量比为每100mL菌液收集所得菌饼加入到1-10L芦笋匀浆液中，混合均匀，得到初始发酵液；
步骤6将初始发酵液在30-40℃恒温下静态培养12-24h，得到芦笋发酵液；
步骤7将芦笋发酵液过滤，弃去残渣，得到发酵清液，并将发酵清液在95-100℃条件下灭菌处理1-5min，得到灭菌芦笋发酵液，此为富含γ-氨基丁酸的芦笋发酵液饮品。
进一步的，步骤1中芦笋(kg):水(L)＝1:4-1:8(质量:体积)。
进一步的，步骤2在浆液中添加0.01-0.5％wt的谷氨酸，0.02-0.2％wt的乳酸钙，0.05-0.5％wtVB6，以及2-8％wt的蔗糖；优选的，步骤2在浆液中添加0.05-0.2％wt的谷氨酸，0.05-0.2％wt的乳酸钙，0.1-0.2％wt的VB6，以及4-6％wt的蔗糖。
进一步的，步骤3中震荡培养是在37℃，转速190-220rpm的条件下，震荡培养12-24h。优选的震荡培养时间是14-18h。
进一步地，步骤4所述离心的转速为2000-4000转/min，离心时间为10-20min。
进一步的，步骤5所述所述菌饼与芦笋匀浆液的用量比为每100mL菌液收集所得菌饼加入到4-8L芦笋匀浆液中。
进一步的，步骤6静态培养是在30-40℃下静态培养12-24h，优选的步骤6初始发酵液在35-37℃下静态培养14-16h。
进一步的，步骤7所述灭菌的时间为2-4min。
本发明的另一个目的还公开了一种含γ-氨基丁酸的芦笋发酵饮品，采用上述方法制备而成。
本发明的另一个目的还提供了一种富含γ-氨基丁酸的芦笋发酵干粉冲剂的制备方法，包括以下步骤：向每升灭菌芦笋发酵饮品中添加麦芽糊精、海藻糖、食品级聚维酮、食品级硬脂酸镁和可溶淀粉，搅拌溶解，混合均匀，将此溶液通过喷雾干燥的方法制成干粉，此干粉即为富含γ-氨基丁酸的芦笋发酵液干粉冲剂。
进一步的，向每升灭菌芦笋发酵液中添加20-60g麦芽糊精、20-60g海藻糖、2-8g食品级聚维酮、2-8g食品级硬脂酸镁、5-15g可溶淀粉；优选的向每升灭菌芦笋发酵液中添加30-50g麦芽糊精、30-50g海藻糖、4-6g食品级聚维酮、4-6g食品级硬脂酸镁、8-12g可溶淀粉。
本发明的另一个目的还公开了一种富含γ-氨基丁酸的芦笋发酵干粉冲剂，采用上述方法制备而成。
本发明富含γ-氨基丁酸的芦笋发酵饮品、干粉冲剂的制备方法，通过微生物发酵技术，以新鲜芦笋汁为发酵底物，以枯草芽孢杆菌为发酵菌种，生产出一种富含γ-氨基丁酸的、具有一定助眠功能性的芦笋发酵饮品、干粉冲剂。具体地本发明与现有技术相比较具有以下优点：
1)本发明所获得的γ-氨基丁酸GABA为生物合成而非化学合成，即通过谷氨酸脱羧酶(一部分来自于芦笋汁液，另一部分来自于植物乳酸杆菌体内)在适宜的底物(谷氨酸)和环境条件下合成，所以不含其他化学合成副产物，具有较好的生物安全性和可利用性。
2)本发明所使用的发酵菌，为保藏编号CCTCCM2020745的植物乳酸杆菌，是可供食品发酵使用的安全菌株。该菌株在发酵过程中，能够有效促进GABA的生成，而且自身代谢产生有机酸，维持了GABA在溶液中的稳定。
3)本发明所得芦笋发酵液，在含有γ-氨基丁酸GABA的条件下，还含有10多种游离态的蛋白质氨基酸，具有较好的快速补充氨基酸的营养作用。
4)本发明利用了芦笋中含有的谷氨酸脱羧酶系，具有催化转化谷氨酸为GABA的能力。植物乳酸杆菌同样具有谷氨酸脱羧酶系，能够催化谷氨酸向GABA的转化，同时植物乳酸杆菌发酵过程中自发形成酸性环境，有利于GABA单体解离平衡，减少GABA二聚体或寡聚体的形成。
5)本发明所得芦笋发酵液，在保持芦笋风味的同时，芦笋中的游离态氨基酸丰富了发酵液中的氨基酸含量，发酵产生的有机酸改善了芦笋汁的口感，使得发酵液酸甜可口。本发明还考虑到消费者需求，将发酵液制成干粉冲剂，具有运输、携带和使用的便捷性，具有较好的市场潜力和竞争力。
综上，本发明从20多种食品发酵菌株中，筛选出1株高效促进GABA产生的植物乳酸杆菌(菌种保藏号CCTCCM2020745)。在补充适量底物，并提供适宜发酵条件的前提下，通过此菌株发酵芦笋汁，可以使芦笋汁中的GABA含量提高2-5倍，达到0.2-0.5mg/mL。最终的芦笋发酵产品，富含GABA和10多种游离态氨基酸，具有一定的抗焦虑、助眠和氨基酸营养的功能，而且发酵液酸甜适宜、口味清香，制成凝胶棒以后，便于食用和携带，是一款优质的助眠功能性芦笋发酵制品。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明进一步说明：
实施例1
本实施例公开了一种富含γ-氨基丁酸的芦笋发酵饮品及及其干粉冲剂的制备方法，具体地，包括以下步骤：
步骤(1)新鲜芦笋采摘后，切段，按照芦笋:水＝1:5(质量kg:体积L)的比例，加入纯净水，经胶体磨研磨匀浆，获得芦笋匀浆液；
步骤(2)在步骤(1)中所获得的芦笋匀浆液中，添加0.05％wt的谷氨酸，0.1％wt的乳酸钙，0.1％wtVB6，以及4％wt的蔗糖，搅拌混合均匀；
步骤(3)制备发酵所用的菌：取保藏编号为CCTCCM2020745的植物乳酸杆菌的菌种保藏液4mL，加入灭过菌的200mL的胰蛋白大豆培养基(TSB)中，在37℃，转速190rpm的条件下，摇瓶培养16h，得到过夜培养菌液。
步骤(4)将步骤(3)所得过夜培养菌液，以2000转/min的转速离心20min，弃去上清液，收集得到菌饼；
步骤(5)将步骤(4)中所得菌饼全部加入到4L步骤(1)所制备的新鲜芦笋匀浆液中，混合均匀，得到初始发酵液；
步骤(6)将步骤(5)所得的初始发酵液，在37℃下静态培养16h，得到芦笋发酵液；
步骤(7)将步骤(6)所得发酵液过滤，弃去残渣，得到发酵清液，并将清液在100℃条件下灭菌处理3min，得到灭菌后的芦笋发酵液，此为富含γ-氨基丁酸的芦笋发酵液饮品；
步骤(8)向步骤(7)所得的灭菌发酵液中，每升添加40g麦芽糊精、40g海藻糖、5g食品级聚维酮、5g食品级硬脂酸镁、10g可溶淀粉，搅拌溶解，混合均匀，将此溶液通过喷雾干燥的方法制成干粉，此干粉即为富含γ-氨基丁酸的芦笋发酵液干粉冲剂。
本实施例最终得到的发酵液中，GABA浓度为0.329mg/ml，游离态氨基酸浓度为4.014mg/ml，总氨基酸浓度为7.196mg/ml。
实施例2
本实施例公开了一种富含γ-氨基丁酸的芦笋发酵饮品及其干粉冲剂的制备方法，具体地，包括以下步骤：
步骤(1)新鲜芦笋采摘后，切段，按照芦笋:水＝1:2(质量kg:体积L)的比例，加入纯净水，经胶体磨研磨匀浆，获得芦笋匀浆液；
步骤(2)在步骤(1)中所获得的芦笋匀浆液中，添加0.01％wt的谷氨酸，0.02％wt的乳酸钙，0.05％wtVB6，以及2％wt的蔗糖，搅拌混合均匀；
步骤(3)制备发酵所用的菌：取保藏编号为CCTCCM2020745的植物乳酸杆菌的菌种保藏液1mL，加入灭过菌的100mL的胰蛋白大豆培养基(TSB)中，在37℃，转速200rpm的条件下，摇瓶培养12h，得到过夜培养菌液。
步骤(4)将步骤(3)所得过夜培养菌液，以3000转/min的转速离心15min，弃去上清液，收集得到菌饼；
步骤(5)将步骤(4)中所得菌饼全部加入到1L步骤(1)所制备的新鲜芦笋匀浆液中，混合均匀，得到初始发酵液；
步骤(6)将步骤(5)所得的初始发酵液，在30℃下静态培养12h，得到芦笋发酵液；
步骤(7)将步骤(6)所得发酵液过滤，弃去残渣，得到发酵清液，并将清液在100℃条件下灭菌处理1min，得到灭菌后的芦笋发酵液，此为富含γ-氨基丁酸的芦笋发酵液饮品；
步骤(8)向步骤(7)所得的灭菌发酵液中，每升添加20g麦芽糊精、20g海藻糖、2g食品级聚维酮、2g食品级硬脂酸镁、5g可溶淀粉，搅拌溶解，混合均匀，将此溶液通过喷雾干燥的方法制成干粉，此干粉即为富含γ-氨基丁酸的芦笋发酵液干粉冲剂。
本实施例最终得到的发酵液中，GABA浓度为0.438mg/ml，游离态氨基酸浓度为7.733mg/ml，总氨基酸浓度为10.898mg/ml。
实施例3
本实施例公开了一种富含γ-氨基丁酸的芦笋发酵饮品及其干粉冲剂的制备方法，具体地，包括以下步骤：
步骤(1)新鲜芦笋采摘后，切段，按照芦笋:水＝1:10(质量kg:体积L)的比例，加入纯净水，经胶体磨研磨匀浆，获得芦笋匀浆液；
步骤(2)在步骤(1)中所获得的芦笋匀浆液中，添加0.5％wt的谷氨酸，0.2％wt的乳酸钙，0.5％wtVB6，以及8％wt的蔗糖，搅拌混合均匀；
步骤(3)制备发酵所用的菌：取保藏编号为CCTCCM2020745的植物乳酸杆菌的菌种保藏液5mL，加入灭过菌的100mL的胰蛋白大豆培养基(TSB)中，在37℃，转速220rpm的条件下，摇瓶培养24h，得到过夜培养菌液。
步骤(4)将步骤(3)所得过夜培养菌液，以4000转/min的转速离心10min，弃去上清液，收集得到菌饼；
步骤(5)将步骤(4)中所得菌饼全部加入到10L步骤(1)所制备的新鲜芦笋匀浆液中，混合均匀，得到初始发酵液；
步骤(6)将步骤(5)所得的初始发酵液，在40℃下静态培养24h，得到芦笋发酵液；
步骤(7)将步骤(6)所得发酵液过滤，弃去残渣，得到发酵清液，并将清液在95℃条件下灭菌处理5min，得到灭菌后的芦笋发酵液，此为富含γ-氨基丁酸的芦笋发酵液饮品；
步骤(8)向步骤(7)所得的灭菌发酵液中，每升添加60g麦芽糊精、60g海藻糖、8g食品级聚维酮、8g食品级硬脂酸镁、15g可溶淀粉，搅拌溶解，混合均匀，将此溶液通过喷雾干燥的方法制成干粉，此干粉即为富含γ-氨基丁酸的芦笋发酵液干粉冲剂。
本实施例最终得到的发酵液中，GABA浓度为0.115mg/ml，游离态氨基酸浓度为2.147mg/ml，总氨基酸浓度为2.928mg/ml。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
序列表
<110> 盘锦鼎信百草园有限公司
盘锦鼎信大厨房有限公司
<120> 一种富含γ-氨基丁酸的芦笋发酵饮品、干粉冲剂及其制备方法
<160> 1
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 1456
<212> DNA
<213> 2 Ambystoma laterale x Ambystoma jeffersonianum
<400> 1
ccatgcggcg tctataatgc agtcgacgac tctggtattg attggtgctt gcatcatgat 60
ttacatttga gtgagtggcg aactggtgag taacacgtgg gaaacctgcc cagaagcggg 120
ggataacacc tggaaacaga tgctaatacc gcataacaac ttggaccgca tggtccgagc 180
ttgaaagatg gcttcggcta tcacttttgg atggtcccgc ggcgtattag ctagatggtg 240
gggtaacggc tcaccatggc aatgatacgt agccgacctg agagggtaat cggccacatt 300
gggactgaga cacggcccaa actcctacgg gaggcagcag tagggaatct tccacaatgg 360
acgaaagtct gatggagcaa cgccgcgtga gtgaagaagg gtttcggctc gtaaaactct 420
gttgttaaag aagaacatat ctgagagtaa ctgttcaggt attgacggta tttaaccaga 480
aagccacggc taactacgtg ccagcagccg cggtaatacg taggtggcaa gcgttgtccg 540
gatttattgg gcgtaaagcg agcgcaggcg gttttttaag tctgatgtga aagccttcgg 600
ctcaaccgaa gaagtgcatc ggaaactggg aaacttgagt gcagaagagg acagtggaac 660
tccatgtgta gcggtgaaat gcgtagatat atggaagaac accagtggcg aaggcggctg 720
tctggtctgt aactgacgct gaggctcgaa agtatgggta gcaaacagga ttagataccc 780
tggtagtcca taccgtaaac gatgaatgct aagtgttgga gggtttccgc ccttcagtgc 840
tgcagctaac gcattaagca ttccgcctgg ggagtacggc cgcaaggctg aaactcaaag 900
gaattgacgg gggcccgcac aagcggtgga gcatgtggtt taattcgaag ctacgcgaag 960
aaccttacca ggtcttgaca tactatgcaa atctaagaga ttagacgttc ccttcgggga 1020
catggataca ggtggtgcat ggttgtcgtc agctcgtgtc gtgagatgtt gggttaagtc 1080
ccgcaacgag cgcaaccctt attatcagtt gccagcatta agttgggcac tctggtgaga 1140
ctgccggtga caaaccggag gaaggtgggg atgacgtcaa atcatcatgc cccttatgac 1200
ctgggctaca cacgtgctac aatggatggt acaacgagtt gcgaactcgc gagagtaagc 1260
taatctctta aagccattct cagttcggat tgtaggctgc aactcgccta catgaagtcg 1320
gaatcgctag taatcgcgga tcagcatgcc gcggtgaata cgttcccggg ccttgtacac 1380
accgcccgtc acaccatgag agtttgtaac acccaaagtc ggtggggtaa cctttagaac 1440
cagcgctaag tacatt 1456
Claims (10)
1.一种富含γ-氨基丁酸的芦笋发酵饮品的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1向新鲜芦笋中加水，通过胶体磨研磨匀浆，其中芦笋(kg):水(L)＝1:2-1:10；
步骤2在步骤1得到的浆液中添加谷氨酸、乳酸钙、VB6和蔗糖，搅拌混合均匀得到芦笋匀浆液；
步骤3发酵所用菌的制备：将保藏编号为CCTCCM2020745的植物乳酸杆菌的菌种保藏液加入至灭菌的胰蛋白大豆培养基中，枯草芽孢杆菌的菌种保藏液与灭菌的胰蛋白大豆培养基的体积比为1:20-1:100，震荡培养得到过夜培养菌液；
步骤4将过夜培养菌液离心后弃去上清液，收集得到菌饼；
步骤5将菌饼加入到芦笋匀浆液中，所述菌饼与芦笋匀浆液的用量比为每100mL菌液收集所得菌饼加入到1-10L芦笋匀浆液中，混合均匀，得到初始发酵液；
步骤6将初始发酵液恒温静态培养，得到芦笋发酵液；
步骤7将芦笋发酵液过滤，弃去残渣，得到发酵清液，并将发酵清液在95-100℃条件下灭菌处理1-5min，得到灭菌芦笋发酵液，此为富含γ-氨基丁酸的芦笋发酵液饮品。
2.根据权利要求1所述富含γ-氨基丁酸的芦笋发酵饮品的制备方法，其特征在于，步骤1中芦笋(kg):水(L)＝1:4-1:8。
3.根据权利要求1所述富含γ-氨基丁酸的芦笋发酵饮品的制备方法，其特征在于，步骤2在浆液中添加0.01-0.5％wt的谷氨酸，0.02-0.2％wt的乳酸钙，0.05-0.5％wtVB6，以及2-8％wt的蔗糖。
4.根据权利要求1所述富含γ-氨基丁酸的芦笋发酵饮品的制备方法，其特征在于，步骤3中震荡培养是在37℃，转速190-220rpm的条件下，震荡培养12-24h。
5.根据权利要求1所述富含γ-氨基丁酸的芦笋发酵饮品的制备方法，其特征在于，步骤4所述离心的转速为2000-4000转/min，离心时间为10-20min。
6.根据权利要求1所述富含γ-氨基丁酸的芦笋发酵饮品的制备方法，其特征在于，步骤6静态培养是在30-40℃下静态培养12-24h。
7.一种富含γ-氨基丁酸的芦笋发酵饮品，其特征在于，采用权利要求1-6任意一项所述方法制备而成。
8.一种富含γ-氨基丁酸的芦笋发酵干粉冲剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：向每升权利要求7所述灭菌芦笋发酵饮品中添加麦芽糊精、海藻糖、食品级聚维酮、食品级硬脂酸镁和可溶淀粉，搅拌溶解，混合均匀，将此溶液通过喷雾干燥的方法制成干粉，此干粉即为富含γ-氨基丁酸的芦笋发酵液干粉冲剂。
9.根据权利要求8所述富含γ-氨基丁酸的芦笋发酵干粉冲剂的制备方法，其特征在于，向每升灭菌芦笋发酵液中添加20-60g麦芽糊精、20-60g海藻糖、2-8g食品级聚维酮、2-8g食品级硬脂酸镁、5-15g可溶淀粉。
10.一种富含γ-氨基丁酸的芦笋发酵干粉冲剂，其特征在于，采用权利要求8或9所述方法制备而成。
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