CN113826885B - 高产sod青梅酵素的制备方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属食品、化妆品领域，尤其涉及到一种高产SOD青梅酵素的制备方法及应用。本发明以青梅为原料并补充氮源，通过逐步加入青梅原汁使乳酸菌逐渐适应强酸环境，大大增加了青梅原汁的添加量，制得的青梅酵素产品中SOD酶活高达2490U/mL(液态)，去除水分后得到的青梅酵素粉中SOD酶活高达22410U/g。因此，本发明制备的青梅酵素产品具有抗菌消炎、美白、抗衰老等功效，在保健食品、化妆品等领域具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明属食品、化妆品领域，尤其涉及到一种高产SOD青梅酵素的制备方法及应用。
背景技术
青梅(Prunusmume Sieb.et Zucc.)是蔷薇科李属植物，主要分布于长江流域及华南、西南地区一带。青梅果实不仅营养丰富，还具有许多保健功能，青梅果中含有丰富的SOD(超氧化物歧化酶)。SOD是一种广泛存在于生物体内的金属酶，是超氧阴离子自由基专一性清除剂，广泛应用于延缓人体衰老，消除局部炎症等方面，在食品、化妆品、医疗上有着广泛的应用前景。
青梅果中本身含有SOD，在青梅酵素的生产过程中乳酸菌发酵也会生成SOD。纯青梅原汁的酸度很高，pH小于2.1，不利于发酵微生物的生长和发酵活性。现有的青梅酵素专利(专利号202010259987.4)公开的制备方法，包括以下步骤：取青梅、青梅叶和青梅茎皮榨浆过滤取滤液分为两份，一份加入酵母菌发酵5天得酵母菌发酵液，另一份加入醋酸杆菌和植物乳杆菌发酵5天得乳酸菌发酵液，取过滤滤渣加入米根霉菌发酵4天得到米根霉菌发酵液；然后将前述酵母菌发酵液、前述乳酸菌发酵液和前述米根霉菌发酵液混合发酵2天得到酵素液，加入麦芽糖糊精、喷雾干燥、灭菌得到SOD酶活为657U/g的青梅酵素粉。前述专利通过将青梅混合不含酸的青梅叶和青梅茎皮以缓和青梅发酵液的酸度，使得发酵得以进行，但是，所得青梅酵素粉的SOD酶活处于较低水平。
发明内容
本发明的目的之一在于开发一种新的制备方法以进一步提高青梅酵素产品中SOD酶活。在本发明的研究过程中首次发现并提出造成SOD酶活较低的原因在于青梅原汁的酸度高，经过大量试验得出，当发酵液中青梅原汁含量超过33％就会抑制植物乳杆菌的生长和发酵活性，而若降低青梅原汁的添加量又会导致相关有益成分含量降低；此外，青酶液中微生物生长必需的营养素不均衡，蛋白质含量低，导致微生物氮源不足，也不利于发酵微生物(例如植物乳杆菌)的生长和发酵活性。基于此，本发明对青梅酵素的制备方法进行了优化。
为达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：
本发明的目的之一在于提供一种高产SOD青梅酵素的制备方法，包括如下步骤：
活化植物乳杆菌：将植物乳杆菌冻干粉接种于质量浓度为15％～25％的蔗糖液中，混匀，活化30min，得到活化植物乳杆菌；
配制青梅汁糖液：青梅榨汁，过滤，取滤液加入蔗糖，溶解成青梅汁糖液，其中青梅汁滤液与蔗糖的混合质量比为4:1；
初始发酵体系配制：按质量浓度为15％～25％的蔗糖液∶青梅汁糖液∶蛋白粉的质量比为20∶10∶1配制初始发酵液，搅匀后，再接种所述活化植物乳杆菌，其中接种量为：所述植物乳杆菌冻干粉占所述初始发酵液的2-3％(w/w)；
主发酵：初始发酵体系在温度30±2℃下进行发酵，累计发酵达3天时，第二次加入青梅汁糖液；之后每隔5天，加入与初始发酵体系等体积的青梅汁糖液，直至累计发酵18天；继续发酵10天后主发酵结束；
后发酵：将发酵温度降至20±2℃，继续发酵2天后发酵结束；
获取高产SOD青梅酵素：后发酵结束后过滤，取滤液即得到高产SOD青梅酵素产品。
作为本发明的一种具体实施方式，植物乳杆菌冻干粉可选自制或市售的植物乳杆菌冻干粉。
作为本发明的一种具体实施方式，所述蔗糖液为20％的蔗糖液，采用水作溶剂。
作为本发明的一种具体实施方式，所述蛋白粉包括大豆蛋白粉、牛奶粉中的一种或多种，所述蛋白粉中蛋白质含量不低于60％。
作为本发明的一种具体实施方式，包括以下步骤：
活化植物乳杆菌：取质量浓度为20％的蔗糖液500mL，加入250g植物乳杆菌，混匀后静置30min，得到活化植物乳杆菌液；
配制青梅汁糖液：将30kg青梅榨汁，过滤，取16kg过滤的青梅汁加入4kg蔗糖，充分溶解得到青梅汁糖液20kg；
植物乳杆菌发酵：取20％的蔗糖液6.25kg，青梅汁糖液3.13kg，大豆蛋白粉0.313kg，搅匀后，加入活化植物乳杆菌液并搅拌均匀，控制温度30±2℃，发酵3日；再加入前述青梅汁糖液3.13kg，继续发酵5日；再加入青梅汁糖液3.13kg，继续发酵5日；再加入3.13kg青梅汁糖液，继续发酵5日；再加入青梅汁糖液3.13kg，继续发酵10天；将发酵温度降至20±2℃，继续发酵2日结束；
获取高产SOD青梅酵素：发酵结束后过滤取滤液，即为高产SOD青梅酵素液产品，经检测，产品中SOD活力为2490U/mL，去除水分后青梅酵素粉中SOD酶活高达22410U/g。
本发明的第二目的在于提供由前述的方法制得的高产SOD青梅酵素。
本发明的第三目的在于提供前述的高产SOD青梅酵素在食品、化妆品、医疗领域中的非疾病的治疗方面的应用。
本发明的第四目的在于提供一种抗氧化功能产品，至少包括前述的高产SOD青梅酵素，或以前述高产SOD青梅酵素为原料制备得到。
本发明的第五目的在于提供一种抗氧化功能产品的制备方法，至少包括前述的高产SOD青梅酵素的制备方法。
相较现有技术，本发明至少具有如下有益效果：
本发明以青梅为原料并补充氮源，通过逐步加入青梅原汁使乳酸菌逐渐适应强酸环境，大大增加了青梅原汁的添加量，制得的青梅酵素产品中SOD酶活高达2490U/mL(液态，含水90％)，折算为青梅酵素粉中SOD酶活高达22410U/g。因此，本发明制备的青梅酵素产品具有的抗菌消炎、美白、抗衰老等功效，在保健食品、化妆品等领域具有广阔的应用前景。
附图说明
图1是实施例1得到的青梅酵素产品中SOD酶活性检测结果报告。
具体实施方式
本发明是通过下面的实施例进行详细的说明，但不意味着本发明仅限于此。
本发明实施例及对比例中所涉及的检测方法及实验材料记载如下：
SOD检测方法：按GB/T 5009.171-2003方法。
植物乳杆菌的具体信息：L.plantarum，山东中科嘉亿生物工程有限公司生产，冻干型乳酸菌粉，1kg/袋，100亿cfu/g。
大豆蛋白粉的来源：武汉信之德生物科技有限公司，蛋白含量90％。
实施例1高产SOD青梅酵素及其制备方法
一种高产SOD青梅酵素的制备方法，包括如下步骤：
配制质量浓度为20％的蔗糖液：按照蔗糖与水的质量比为2:8，取蔗糖，加入去离子水，加热到60℃，搅拌均匀。
活化乳酸菌：取前述20％的蔗糖液500mL，加入250g前述植物乳杆菌，混匀后静置30min，得到活化好的植物乳杆菌液。
配制青梅汁糖液：将30kg青梅榨汁，过滤，取16kg过滤的青梅汁加入4kg蔗糖，充分溶解得到青梅汁糖液20kg。
植物乳杆菌发酵：取20％的前述蔗糖液6.25kg，前述青梅汁糖液3.13kg，大豆蛋白粉0.313kg，搅匀后，加入前述活化好的植物乳杆菌并搅拌均匀，控制温度30±2℃，发酵3日；再加入前述青梅汁糖液3.13kg，继续发酵5日；再加入青梅汁糖液3.13kg，继续发酵5日；再加入3.13kg青梅汁糖液，继续发酵5日；再加入青梅汁糖液3.13kg，继续发酵10天；将发酵温度降至20±2℃，继续发酵2日结束。前述植物乳杆菌发酵条件设置参见表1。
表1植物乳杆菌发酵条件设置
发酵结束后过滤取滤液，即为高产SOD青梅酵素液产品，经检测，实施例1的产品中SOD活力为2490U/mL(液态)，去除水分后青梅酵素粉中SOD酶活高达22410U/g。
对比例1不添加大豆蛋白粉
一种青梅酵素的制备方法，参照实施例1，区别仅在于，植物乳杆菌发酵步骤中，不添加大豆蛋白粉，具体而言，包括如下步骤：
配制20％的蔗糖液：按照蔗糖与水的质量比为2:8，取蔗糖，加入去离子水，加热到60℃，搅拌均匀。
活化乳酸菌：取前述20％的蔗糖液500mL，加入250g前述植物乳杆菌，混匀后静置30min，得到活化好的植物乳杆菌液。
配制青梅汁糖液：将30kg青梅榨汁，过滤，取16kg青梅汁滤液加入4kg蔗糖，充分溶解得到青梅汁糖液20kg。
植物乳杆菌发酵：取20％的前述蔗糖液6.25kg，前述青梅汁糖液3.13kg，搅匀后，加入前述活化好的植物乳杆菌并搅拌均匀，控制温度30±2℃，发酵3日；再加入前述青梅汁糖液3.13kg，继续发酵5日；再加入青梅汁糖液3.13kg，继续发酵5日；再加入3.13kg青梅汁糖液，继续发酵5日；再加入青梅汁糖液3.13kg，继续发酵10天；将发酵温度降至20±2℃，继续发酵2日结束。
发酵结束后过滤取滤液，即为青梅酵素液产品，经检测，对比例1的产品中SOD活力为1087U/mL(液态)，去除水分后青梅酵素粉中SOD酶活为9783U/g。
对比例2一次性加入青梅汁糖液
一种青梅酵素的制备方法，参照实施例1，区别仅在于，植物乳杆菌发酵步骤中，一次性加入青梅汁糖液，具体而言，包括如下步骤：
配制20％的蔗糖液：按照蔗糖与水的质量比为2:8，取蔗糖，加入去离子水，加热到60℃，搅拌均匀。
活化乳酸菌：取前述20％的蔗糖液500mL，加入250g前述植物乳杆菌，混匀后静置30min，得到活化好的植物乳杆菌液。
配制青梅汁糖液：将30kg青梅榨汁，过滤，取16kg青梅汁滤液加入4kg蔗糖，充分溶解得到青梅汁糖液20kg。
植物乳杆菌发酵：取20％的前述蔗糖液6.25kg，前述青梅汁糖液16.65kg，搅匀后，加入前述活化好的植物乳杆菌并搅拌均匀，控制温度30±2℃，前3天未见发酵，第7天出现变质发臭。由于青梅含酸高，上述青梅汁糖液pH小于2.5，在这么低的pH中植物乳杆菌不能生长，也无法发酵，导致发酵液变质。
对比例3本发明累计发酵7天
参照于实施例1的制备方法，累计发酵7天即发酵结束。
配制20％的蔗糖液：按照蔗糖与水的质量比为2:8，取蔗糖，加入去离子水，加热到60℃，搅拌均匀。
活化乳酸菌：取前述20％的蔗糖液500mL，加入250g前述植物乳杆菌，混匀后静置30min，得到活化好的植物乳杆菌液。
配制青梅汁糖液：将15kg青梅榨汁，过滤，取8kg青梅汁滤液加入2kg蔗糖，充分溶解得到青梅汁糖液10kg。
植物乳杆菌发酵：取20％的前述蔗糖液6.25kg，上述青梅汁糖液3.13kg，大豆蛋白粉0.313kg，搅匀后，加入前述活化好的植物乳杆菌并搅拌均匀，控制温度30±2℃，发酵3日；再加入前述青梅汁糖液3.13kg，继续发酵4日后结束。
发酵结束后过滤取滤液，即为青梅酵素液产品，经检测，对比例3的产品中SOD活力为473U/mL(液态)，去除水份后青梅酵素粉中SOD酶活为4257U/g。
由此可见，本发明的制备方法相较专利号202010259987.4的方法在发酵相同的时间内产品中SOD酶活有了显著提升(专利号202010259987.4的方法制得的青梅酵素粉SOD酶活仅为657U/g)。
实施例2本发明的高产SOD青梅酵素抗氧化活性的应用
选用50只6周龄清洁级昆明小鼠，雌雄各半，在温度为28℃，湿度为60％的动物中心无菌屏障区内适应性饲养1周后，随机分成5组，即空白对照组、模型组、实施例1的高产SOD青梅酵素冻干粉配成0.40mg/mL组、0.80mg/mL组、阳性对照(光甘草定)组，每组10只。除空白对照组外，其他各组小鼠按150mg/(Kg·d)的剂量皮下注射D-半乳糖，连续注射六周，制造小鼠衰老模型；空白对照组注射相应量的无菌生理盐水。从注射D-半乳糖的第三周开始灌胃，空白对照组和模型组灌胃相应量的生理盐水，其他组小鼠均按相应的量灌胃相对的样品，连续灌胃四周。
末次给药24h后(包含禁食12h)，称小鼠的体重，然后将小鼠摘眼球取血，断颈处死。分别用SOD试剂盒和MDA试剂盒检测小鼠血清SOD活性和肝组织中MDA的含量。
表2高产SOD青梅酵素对D-半乳糖致衰老模型小鼠血清SOD活性、肝脏MDA含量的影响
*表示P<0.05，**表示P<0.01，与模型组组比较。
如表2所示，高产SOD青梅酵素0.40mg/mL剂量组小鼠的血清SOD活性显著(P<0.05)升高，肝脏MDA含量显著(P<0.05)降低；高产SOD青梅酵素0.80mg/mL组小鼠的血清SOD活性极显著(P<0.01)升高，肝脏MDA含量极显著(P<0.01)降低，超过光甘草定(一种高效的抗氧化美白成分)的抗氧化活性。
实施例3抗氧化功能产品及其制备方法
高产SOD青梅酵素口服液的制备：将本发明的高产SOD青梅酵素液(例如实施例1)过滤，取滤液按照相关标准调质，经检测达到相应标准后灌装到清洁灭菌后的15mL安培瓶中，封口得高产SOD青梅酵素口服液产品。
Claims (8)
1.一种高产SOD青梅酵素的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
活化植物乳杆菌：将植物乳杆菌冻干粉接种于质量浓度为15％～25％的蔗糖液中，混匀，活化30min，得到活化植物乳杆菌；
配制青梅汁糖液：青梅榨汁，过滤，取滤液加入蔗糖，溶解成青梅汁糖液，其中青梅汁滤液与蔗糖的质量混合比为4:1；
初始发酵体系配制：按质量浓度为15％～25％的蔗糖液∶青梅汁糖液∶蛋白粉的质量比为20∶10∶1配制初始发酵液，搅匀后，再接种所述活化植物乳杆菌，其中接种量为：所述植物乳杆菌冻干粉占所述初始发酵液的2-3％(w/w)；
主发酵：初始发酵体系在温度30±2℃下进行发酵，累计发酵达3天时，第二次加入与初始发酵体系等体积的青梅汁糖液；之后每隔5天，加入与初始发酵体系等体积的青梅汁糖液，直至累计发酵18天；继续发酵10天后主发酵结束；
后发酵：将发酵温度降至20±2℃，继续发酵2天后发酵结束；
获取高产SOD青梅酵素：后发酵结束后过滤，取滤液即得到高产SOD青梅酵素产品。
2.根据权利要求1所述的高产SOD青梅酵素的制备方法，其特征在于，所述蔗糖液为20％的蔗糖液，采用水作溶剂。
3.根据权利要求1所述的高产SOD青梅酵素的制备方法，其特征在于，所述蛋白粉包括大豆蛋白粉、牛奶粉中的一种或多种，所述蛋白粉中蛋白质含量不低于60％。
4.根据权利要求1所述的高产SOD青梅酵素的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
活化植物乳杆菌：取质量浓度为20％的蔗糖液500mL，加入250g植物乳杆菌，混匀后静置30min，得到活化植物乳杆菌液；
配制青梅汁糖液：将30kg青梅榨汁，过滤，取16kg过滤的青梅汁加入4kg蔗糖，充分溶解得到青梅汁糖液20kg；
植物乳杆菌发酵：取20％的蔗糖液6.25kg，青梅汁糖液3.13kg，大豆蛋白粉0.313kg，搅匀后，加入活化植物乳杆菌液并搅拌均匀，控制温度30±2℃，发酵3日；再加入前述青梅汁糖液3.13kg，继续发酵5日；再加入青梅汁糖液3.13kg，继续发酵5日；再加入3.13kg青梅汁糖液，继续发酵5日；再加入青梅汁糖液3.13kg，继续发酵10天；将发酵温度降至20±2℃，继续发酵2日结束；
获取高产SOD青梅酵素：发酵结束后过滤取滤液，即为高产SOD青梅酵素液产品，经检测，产品中SOD活力为2490U/mL，去除水分后青梅酵素粉中SOD酶活高达22410U/g。
5.由权利要求1-4中任一项所述的方法制得的高产SOD青梅酵素。
6.权利要求5所述的高产SOD青梅酵素在食品、化妆品、医疗领域中的非疾病的治疗方面的应用。
7.一种抗氧化功能产品，其特征在于，至少包括权利要求5所述的高产SOD青梅酵素，或以权利要求5所述的高产SOD青梅酵素为原料制备得到。
8.一种抗氧化功能产品的制备方法，其特征在于，至少包括权利要求1-4中任一项所述的方法。
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