CN113841888A - 一种红参发酵液及红参的发酵方法 - Google Patents
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Abstract
为解决采用现有的红参发酵工艺得到的产品中Rg3和Rh2含量较低的技术问题,本发明实施例提供一种红参发酵液及红参的发酵方法。包括:在厌氧状态下,用酵母和维生素C对红参液进行发酵,得到第一红参发酵液;在厌氧状态下,用水果酵素和维生素C对第一红参发酵液进行发酵,得到第二红参发酵液。本发明实施例通过在厌氧状态下采用红参液、酵母和维生素C进行发酵,稳定快速发酵出第一红参发酵液,然后利用水果酵素和维生素C对第一红参发酵液再次进行发酵,从而大幅提升了发酵液中Rg3和Rh2的含量。
Description
技术领域
本发明涉及一种红参发酵液及红参的发酵方法。
背景技术
中医四大经典著作之一的《神农本草经》有关人参记载:“味甘微寒。主补五脏,安精神,定魂魄,止惊悸,除邪气,明目,开心益智。久服轻身延年。一名人衔,一名鬼盖。生山谷。”
作为人参的主要药理成分,已经发现了40余种人参皂苷,其化学分子式结构也基本上都以探明(Cheng et al.,2008)。人参皂苷属于三萜类皂苷,这类皂苷又分为达玛烷型(dammarane)皂苷和齐墩果烷型(oleanane)皂苷。达玛烷型(dammarane)皂苷根据四环骨架的糖苷配基(aglycone)上的氢氧根离子(-OH)的数量又分为原人参二醇(Protopanaxadiol)组皂苷(PPD)和原人参三醇(Protopanaxatriol)组皂苷(PPT)(Matsuura et al.,1984,De Smet,2004)。PPD具有2个氢氧根离子,PPT具有3个氢氧根离子。PPD系列有Ra1、Ra2、Ra3、Rb1、Rb2、Rb3、Rc、Rd、Rg3、Rg5、Rh2、Rh3、Rs1、Rs2、Rs3、F2和C-K等皂苷,PPT系列有Re、Rf、Rg1、Rg2、Rg4、Rh1和Rh4等皂苷。另外,齐墩果烷型皂苷属于五环三萜的一种,代表性的有Ro皂苷。
人参的药理效果根据皂苷种类的不同而不同。原人参二醇组皂苷可以消除细胞内的有害游离基,具有抗氧化、镇定、抗肿瘤、降压等功能,尤其是原人参二醇组皂苷中的Rb1对中枢神经具有抑制作用,具有镇定神经、镇痛、抗肿瘤、抗痉挛等效果,Rh2具有抗肿瘤、杀死癌细胞、抗血栓、预防癌症治疗药物耐性、提高免疫力等效果,Rg3具有预防肿瘤、增进免疫力、预防血栓、增进记忆力等效果。原人参三醇组皂苷具有增进记忆力、激发中枢神经兴奋、抗疲劳、抗肿瘤等效果,尤其是Rg1可以刺激中枢神经兴奋而具有抗疲劳效果,Rg2具有保护心脏、增进记忆力和抗血栓等效果(“最新高丽人参研究成果”,高丽人参学会,2007)。
Rg3皂苷在人参中并不以天然方式存在,是Rb1等原人参二醇组皂苷通过成分变化转变而成的次皂苷(Park,1996)。
现有技术中提高Rg3和Rh2含量的方法主要有经过盐酸(HCl)或者有机酸(acetic,citric acid)处理的酸进行注水分解,以及利用微生物加工红参发酵等方法。但是,使用盐酸的方法还需要将盐酸进行中和等后续操作,程序繁琐。使用有机酸或者发酵红参的方法虽然有一些学术性的研究论文,但具有成本高且不能大量生产的缺点。
韩国专利第1098467号利用微生物制造发酵红参浓缩液,具体方法是使用糖化酶和Bacillus sp.N2菌株多阶段进行接种,使红参发酵特性发生变化,这是分阶段发酵方式制造发酵红参的方法,但是Rg3含量仅有1.97mg/g,比较低。
发明内容
为解决采用现有的红参发酵工艺得到的产品中Rg3和Rh2含量较低的技术问题,本发明实施例提供一种红参发酵液及红参的发酵方法。
本发明实施例通过下述技术方案实现:
第一方面,本发明实施例提供一种红参的发酵方法,包括:
在厌氧状态下,用酵母和维生素C对红参液进行发酵,得到第一红参发酵液;
在厌氧状态下,用水果酵素和维生素C对第一红参发酵液进行发酵,得到第二红参发酵液。
进一步的,所述酵母为干酵母C-150P。
进一步的,所述水果酵素包括柠檬酵素、猕猴桃酵素和青梅酵素中的一种或多种。
进一步的,所述在厌氧状态下,用酵母和维生素C对红参液进行发酵,得到第一红参发酵液;包括:
将红参发酵液、酵母和维生素C按照质量比例100:0.1~10:0.5~10,在25-65℃厌氧发酵4-360h。
进一步的,所述在厌氧状态下,用酵母和维生素C对红参液进行发酵,得到第一红参发酵液;包括:
将红参发酵液、酵母和维生素C按照质量比例100:0.5:3,在37℃厌氧发酵8h。
进一步的,所述在厌氧状态下,用水果酵素和维生素C对第一红参发酵液进行发酵,得到第二红参发酵液;包括:
将第一红参发酵液、水果酵素和维生素C按照质量比例100:1~50:0.5~10,在25~80℃厌氧发酵12-360h。
进一步的,所述在厌氧状态下,用水果酵素和维生素C对第一红参发酵液进行发酵,得到第二红参发酵液;包括:
将第一红参发酵液、水果酵素和维生素C按照质量比例100:6:3,在37℃厌氧发酵48h。
进一步的,所述红参液采用人参液或蒸熟水参制得。
第二方面,本发明实施例提供一种红参发酵液,采用所述发酵方法制得。
本发明实施例与现有技术相比,具有如下的优点和有益效果:
本发明实施例的一种红参发酵液及红参的发酵方法,通过在厌氧状态下采用红参液、酵母和维生素C进行发酵,稳定快速发酵出第一红参发酵液,然后利用水果酵素和维生素C对第一红参发酵液再次进行发酵,从而大幅提升了发酵液中Rg3和Rh2的含量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明示例性实施方式的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为方法流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例和附图,对本发明作进一步的详细说明,本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明,并不作为对本发明的限定。
在以下描述中,为了提供对本发明的透彻理解阐述了大量特定细节。然而,对于本领域普通技术人员显而易见的是:不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实施例中,为了避免混淆本发明,未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。
在整个说明书中,对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着:结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此,在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外,可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外,本领域普通技术人员应当理解,在此提供的示图都是为了说明的目的,并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
在本发明的描述中,术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
实施例
为解决采用现有的红参发酵工艺得到的产品中Rg3和Rh2含量较低的技术问题,第一方面,本发明实施例提供一种红参的发酵方法,参考图1所示,包括:在厌氧状态下,用酵母和维生素C对红参液进行发酵,得到第一红参发酵液;在厌氧状态下,用水果酵素和维生素C对第一红参发酵液进行发酵,得到第二红参发酵液。
从而本发明实施例利用厌氧发酵方法在第1阶段使用维生素C和干酵母C-150P把人参制造成红参发酵液,第2阶段把第1阶段制成的红参发酵液使用维生素C和柠檬、猕猴桃或者青梅的组合酵素进行再次发酵,从而提高了Rg3和Rh2含量的红参发酵液。
发明人考虑到发酵过程一般利用酶或者微生物来进行,为使其活性提高,添加酵母和糖类进行发酵。
发明人进一步的把维生素C做为发酵辅助因子来进行发酵,而不用酵母和糖类。维生素C是分子式C6H8O6,被称为抗坏血酸(ascorbic acid),氧化还原作用活跃,作为发酵酶的辅助因子非常有助于发酵作用。
进一步的,所述酵母为干酵母C-150P。
在本发明技术中,利用维生素C诱导类属果胶酶的干酵母C-150P的发酵活性,将维生素C做为发酵辅助因子加以利用。同时,维生素C还被利用提高柠檬、猕猴桃和青梅等含有机酸物质的水解活性。柠檬、猕猴桃、青梅等水果有机酸组酵素可以利用淀粉酶分解糖类物质,但不仅发酵时间长,而且频繁发生变质的现象。发明人发现,在水果酵素中添加维生素C就可以有效防止发酵过程变质的现象,同时还可以缩短发酵时间。
本发明实施例的发酵方法不仅简便,而且还有很高的经济性,是提高人参皂苷Rg3和Rh2含量的有效方法。
进一步的,所述水果酵素包括柠檬酵素、猕猴桃酵素和青梅酵素中的一种或多种。
进一步的,所述在厌氧状态下,用酵母和维生素C对红参液进行发酵,得到第一红参发酵液;包括:
将红参发酵液、酵母和维生素C按照质量比例100:0.1~10:0.5~10,在25-65℃厌氧发酵4-360h。
进一步的,所述在厌氧状态下,用酵母和维生素C对红参液进行发酵,得到第一红参发酵液;包括:
将红参发酵液、酵母和维生素C按照质量比例100:0.5:3,在37℃厌氧发酵8h。
进一步的,所述在厌氧状态下,用水果酵素和维生素C对第一红参发酵液进行发酵,得到第二红参发酵液;包括:
将第一红参发酵液、水果酵素和维生素C按照质量比例100:1~50:0.5~10,在25~80℃厌氧发酵12-360h。
进一步的,所述在厌氧状态下,用水果酵素和维生素C对第一红参发酵液进行发酵,得到第二红参发酵液;包括:
将第一红参发酵液、水果酵素和维生素C按照质量比例100:6:3,在37℃厌氧发酵48h。
进一步的,所述红参液采用人参液或蒸熟水参制得。
第二方面,本发明实施例提供一种红参发酵液,采用所述发酵方法制得。
实施例1
一种红参的发酵方法,包括:在厌氧状态下,将红参发酵液、干酵母C-150P和维生素C按照质量比例100:0.1:0.5,在25-65℃厌氧发酵4h,得到第一红参发酵液;在厌氧状态下,将第一红参发酵液、柠檬酵素和维生素C按照质量比例100:1:0.5,在25℃厌氧发酵12h。
实施例2
一种红参的发酵方法,包括:在厌氧状态下,将红参发酵液、干酵母C-150P和维生素C按照质量比例100:10:10,在25-65℃厌氧发酵360h,得到第一红参发酵液;在厌氧状态下,将第一红参发酵液、、猕猴桃酵素和维生素C按照质量比例100:50:10,在80℃厌氧发酵360h。
实施例3
一种红参的发酵方法,包括:在厌氧状态下,将红参发酵液、干酵母C-150P和维生素C按照质量比例100:0.5:3,在25-65℃厌氧发酵4-360h,得到第一红参发酵液;在厌氧状态下,将第一红参发酵液、青梅酵素和维生素C按照质量比例100:6:3,在37℃厌氧发酵8h。
实验例
实验1
使用10Brix的6年生红参液,或者蒸熟水参制作红参液。
利用蒸熟水参获得10Brix红参液的方法是将600克六年生和1800克蒸馏水放入蒸熟仪器内,在60℃温度下蒸熟6小时。
在上述红参液当中,混合干酵母C-150P和维生素C,干酵母C-150P购自Bision.Co.Ltd,维生素C(100%ascrobic acid)购自株式会社难溶商社。
红参液、干酵母C-150P及维生素C的质量比例为100:0.5:3,将上述红参液、干酵母C-150P及维生素C的混合物放入发酵器中,除去氧气以后,在37℃温度下发酵48小时,得到第一红参发酵液。
将第一红参发酵液放入干燥器中,在105℃温度下干燥2小时得到试料,利用Waters-PAD通过高效液相色谱仪((High Performance Liquid Chromatography,HPLC)的分析,得到表1中的皂苷含量比较数值。
表1第一红参发酵液皂苷含量(单位:mg/g)
通过上述表1可知,C组的Rg3(S)和Rh2含量明显高于B组,同时C组的Rg1和Rb1的含量相比B组明显减少。C组的Rg3(S)和Rh2含量分别高出A组Rg3(S)和Rh2之3.3倍和9.2倍。
实验2
将实验1得到的第一红参发酵液与柠檬、猕猴桃或青梅等水果酵素或者含有上述1种以上的水果酵素以及维生素C混合,混合比例为100:6:1,将上述混合物放入发酵器中,除去氧气以后,在37℃温度下发酵24小时,得到第二红参发酵液。
将第二红参发酵液放入干燥器中,在105℃温度下干燥2小时得到试料,利用Waters-PAD通过高效液相色谱仪((High Performance Liquid Chromatography,HPLC)的分析,得到表2中的皂苷含量比较数值。
表2第二红参发酵液皂苷含量(单位:mg/g)
通过上述表2可知,D组的Rg3(S)和Rh2含量分别高出A组Rg3(S)和Rh2之7.8倍和22.5倍。
实验3
在实验中,对本发明实施例中使用的人参(水参)及其人参发酵液、实验1得到的第一红参发酵液、实验2得到的第二红参发酵液中的部分皂苷含量进行了比较。
在本实验中,首先将300克人参放入100克蒸馏水中并用榨汁机粉碎得到10Brix当量的人参提取液。上述人参提取液中取出100克与干酵母C-150p和维生素C按照100:0.5:3的质量比例进行混合并放入发酵器中,在厌氧状态和37℃恒温状态下,发酵48小时,得到人参发酵液。
另外,将人参提取液在95℃温度下进行热提取,得到10Brix当量的人参热提取液。然后,将通过上述方法得到的人参提取液、人参发酵液和人参热提取液等3种液体通过相同的HPLC分析法得到皂苷的含量。通过这种方法得到的皂苷含量与通过实验1和实验2得到的皂苷含量进行了比较,具体如下表3。
表3人参发酵液和红参发酵液皂苷含量(单位:mg/g)
通过上述表3可知,皂苷Rg1、Re、Rb1、Rc、Rb2、Rb3、Rf在发酵人参液当中出现减少,但Rh2和Rg3(S)的含量却出现了大幅增加。尤其是红参发酵液中的Rh2和Rg3(S)含量相比对照组红参液出现大量增加的现象,其中第2次红参发酵液的Rh2含量大约为对照组人参液的14.6倍,对照组红参液的22.5倍,第一红参发酵液的2.6倍。第2次红参发酵液的Rg3(S)含量则大约为对照组红参液的7.8倍,第一红参发酵液的2.3倍。此外,非发酵人参对照组的皂苷Rh2的含量大约为发酵人参的1.8倍,Rg3的含量在非发酵人参液中几乎没有出现,但在发酵人参当中出现很多。继而,确认了通过发酵人参或者发酵红参的方法可以得到更多的皂苷Rh2和Rg3。
实验4
为了判断仅使用干酵母C-150p制造红参发酵液与干酵母C-150p和维生素C混合制造红参发酵液的区别,进行了如下实验。将600克6年生水参和1800克蒸馏水放入蒸熟器皿当中,在90℃温度下蒸熟6小时,然后放入磨碎器磨碎并在95℃温度下进行减压浓缩,制成10Brix当量的红参提取液。
将红参提取液与干酵母C-150p和维生素C按照不同的比例混合后放入发酵器中,去除氧气并在厌氧的状态下,在37℃恒温中分别检测1日(24小时)、2日(48小时)、3日(72小时)、4日(96小时)的发酵状态。
检测发酵状态是通过检测发酵器内的二氧化碳的产生量进行的。用来检测二氧化碳的仪器是日本Gastec Corporation生产的Gastec no.2HT测量仪器,使用的是MeasuringRange 1~100%,Sample Time 20ml/20seconds,检测原理是CO2+N2H2=NH2NHCOOH。
表4检测干酵母C-150p与维生素C发酵状态检测(二氧化碳量)
通过表4可知,没有添加干酵母C-150p和维生素C的A组红参提取液连续4天都没有发酵反应,没有添加维生素C的B组情况来看,干酵母C-150p含量达到0.1%时,连续4天没有发酵反应,含量为0.5%时,第3天检测出10%的CO2,第4天检测出30%CO2;干酵母C-150p含量为1%时,第3天和第4天分别检测出5%和30%的CO2。在添加3%维生素C的C组情况来看,含有0.1%干酵母C-150p的试料分别在第3天和第4天检测出20%和60%的CO2,而含有05%和1.0%干酵母C-150p试料从第2天起就检测出100%的CO2。可以说,添加0.5%干酵母C-150p是最为经济的发酵方法。
我们同时还比较了B组添加0.5%干酵母C-150p发酵4天的红参发酵液(B)与C组添加维生素C和0.5%干酵母C-150p发酵2天的红参发酵液(C)中的皂苷含量,见下表5。
表5红参发酵液皂苷含量mg/g
通过表5可知,C组Rg3和Rh2含量相对较高,可以说从经济层面来看,C组发酵方法最适合。
实验5
我们用实验4的方法也检测了仅添加水果酵素与混合添加维生素C跟水果酵素的试料发酵状态的不同变化情况,使用日本Gastec Corporation生产的Gastec no.2HT检测器和5只检测试管,检测试管刻度从100ppm至2000ppm。使用该检测器和检测试管对收集到的气体先后进行检测,结果显示发酵产生了2000ppm以上的CO2。
为了测量发酵程度,在发酵器中安装了压力测量仪。压力测量仪共有2种刻度盘,一种刻度为0MPa~0.2Mpa(黑色标记),另一种以1Kgf/cm2为单位范围0~2Kgf/cm2(红色标记)。当温度达到37℃时,达到最佳发酵程度,此时压力测量仪显示0.1MPa,设定此时CO2含量为100%;0.1MPa时CO2为100%;0MPa时CO2为0%;0.01MPa时CO2为10%;0.02MPa时CO2为20%;0.05MPa时CO2为50%,以此类推。以下在37℃下检测添加不同含量水果酵素的红参发酵液,具体检测结果见下表6。
表6添加水果酵素与混合添加水果酵素+维生素C的发酵状态比较
根据表6可知,没有添加水果酵素和维生素C的A组(对照组)红参提取液连续4天没有发酵反应,仅添加水果酵素的B组的情况来看,当水果酵素含量达到0.6%时,第3日检测到20%的CO2,第4日达到50%,当水果酵素含量达到9%时,第3日和第4日产生的CO2含量分别达到20%和60%。然而,添加水果酵素和维生素C(3%含量)的C组情况来看,当水果酵素含量为1%时,到第2天也没有出现发酵反应;当水果酵素含量为6%和12%时,都从第2日开始出现发酵反应,检测到100%CO2。结果表明,在维生素C含量为3%,水果酵素含量为6%时,会产生最适合的发酵现象。
本发明实施例的富含Rg3和Rh2的发酵红参具有抗肿瘤、抗血栓、增进免疫、增进记忆力等功能,可以作为药品原料,以及增进免疫力的保健食品加以利用。
以上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种红参的发酵方法,其特征在于,包括:
在厌氧状态下,用酵母和维生素C对红参液进行发酵,得到第一红参发酵液;
在厌氧状态下,用水果酵素和维生素C对第一红参发酵液进行发酵,得到第二红参发酵液。
2.如权利要求1所述红参的发酵方法,其特征在于,所述酵母为干酵母C-150P。
3.如权利要求1所述红参的发酵方法,其特征在于,所述水果酵素包括柠檬酵素、猕猴桃酵素和青梅酵素中的一种或多种。
4.如权利要求2或3所述红参的发酵方法,其特征在于,所述在厌氧状态下,用酵母和维生素C对红参液进行发酵,得到第一红参发酵液;包括:
将红参发酵液、酵母和维生素C按照质量比例100:0.1~10:0.5~10,在25-65℃厌氧发酵4-360h。
5.如权利要求4所述红参的发酵方法,其特征在于,所述在厌氧状态下,用酵母和维生素C对红参液进行发酵,得到第一红参发酵液;包括:
将红参发酵液、酵母和维生素C按照质量比例100:0.5:3,在37℃厌氧发酵8h。
6.如权利要求2或3所述红参的发酵方法,其特征在于,所述在厌氧状态下,用水果酵素和维生素C对第一红参发酵液进行发酵,得到第二红参发酵液;包括:
将第一红参发酵液、水果酵素和维生素C按照质量比例100:1~50:0.5~10,在25~80℃厌氧发酵12-360h。
7.如权利要求6所述红参的发酵方法,其特征在于,所述在厌氧状态下,用水果酵素和维生素C对第一红参发酵液进行发酵,得到第二红参发酵液;包括:
将第一红参发酵液、水果酵素和维生素C按照质量比例100:6:3,在37℃厌氧发酵48h。
8.如权利要求1所述红参的发酵方法,其特征在于,所述红参液采用人参液或蒸熟水参制得。
9.一种红参发酵液,其特征在于,采用权利要求1-7任意一项所述发酵方法制得。
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林标声等: ""适合银杏叶发酵的菌株筛选及发酵效果"" * |
浦凤玲;侯萍萍;张铁华;: "人参发酵工艺研究进展" * |
苏敏等: ""产β-葡萄糖苷酶酵母菌的分离鉴定及其在人参皂苷Rg3转化中的应用"" * |
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