CN113907339A - 一种樱桃皮渣酵素的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种樱桃皮渣酵素的制备方法，(1)以樱桃皮渣、苹果和橙子为原料，原料洗净切片备用，通过单因素优化，获得了酵素的最佳发酵条件；(2)菌种活化：酵母菌活化，按要求将酵母、葡萄糖和食品添加剂混合，在活化条件下水浴进行活化；(3)按重量比例添加各水果原料，调整发酵体系的还原糖含量；(4)将乳酸菌和已活化的酵母菌按设定体积比例进行混合，按照体积比接种量接种到铺好原料的玻璃罐中，然后进行搅拌并封口；将玻璃罐置于发酵箱中发酵，直到罐中无气泡产生，发酵结束。具有良好的抗氧化作用，提高樱桃皮渣的利用率。
Description
技术领域
本发明属于营养食品技术领域，具体涉及一种樱桃皮渣酵素的制备。
背景技术
樱桃营养丰富，味道鲜美，但其成熟期短，极不易保存。因此，对樱桃进行一系列的精深加工操作就显得更为有价值，如樱桃汁、樱桃果脯、樱桃酒等。在加工制作工艺之后，樱桃皮渣成为这些加工过程中最主要的固体废弃物，它主要是由樱桃皮、樱桃籽和小部分的一些樱桃果肉组成。樱桃在加工过程中所产生的副产物在整个樱桃中的占比有将近三分之一，这些里面主要是一些梗、皮、籽等，直接以垃圾排放到环境中，不仅会造成严重的环境污染，而且也会造成不必要的资源浪费。若对其加以利用，使资源利用最大化，减少对资源的浪费。在樱桃酒中含有大量多酚，这些多酚类物质，基本分布在皮渣中，针对不同的部位，所含有的多酚略有差异。樱桃酒中的花色素矢车菊素是良好的抗炎活性良药，对于减轻肌肉酸痛具有良效，这对于长时间在电脑前工作的朋友来说，樱桃酒无疑是很好的选择。樱桃酒中花青素含量丰富，不仅是具有抗氧化活性而且能够降低发炎的几率。
对于樱桃来说，其中的色素主要在果皮中，色素主要是一些花青素、甲基花青素等，樱桃中的这种色素是安全无毒而且还含有一定的营养成分。目前许多研究证明了樱桃中的色素在一些酸性条件下会对热、光还有一些常见的金属离子等有良好的稳定性，所以樱桃色素具有一定的开发价值。采用超声波提取法提取色素，用正交试验的方法最终得到色素提取的最佳工艺条件，在此条件下，皮渣中色素的提取率是最高的。也可使用有机溶剂提取色素，得到结果吸光度为0.682。
酵素是一种主要以动物、植物、菌类等为原料，在添加或不添加辅料的条件下，经过微生物的发酵而制备得到的含有某些特定生物性成分的产品。原料方面主要是一些常见的果蔬、糙米、菌类、中药等。生产酵素的过程中可以加入酿造米醋和高浓度异麦芽糖等，这样做是为了防止杂菌生长以及防止酒精的产生，制备酵素的发酵周期较长，多数情况下几个月到两年等。也可以采用二次发酵的工艺方法，经过后熟工艺得到最终的酵素产品。其优点，酵素中含有很多人们体内所需要的各类有益成分。其次酵素对人们的肠胃消化也有一定的作用，尤其是对于缓解腹胀、腹痛和便秘具有一定的疗效。对于水果酵素来说，特点是水果酵素中会有蛋白质成分，能够使人们更好的补充身体所需的蛋白质，有利于人们的生命活动。
发明内容
本发明旨在克服现有技术的缺陷，提供了一种樱桃皮渣酵素的制备方法，利用樱桃皮渣生产酵素的工艺条件，可以提高樱桃皮渣的利用率。樱桃皮渣酵素具有较强的抗氧化能力。通过制作酵素，不仅能减少资源浪费，还能够带来经济效益。
为了解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：
一种樱桃皮渣酵素的制备方法，包括如下步骤：(1)以樱桃皮渣、苹果、橙子为原料，原料洗净切片备用，通过单因素优化；单因素优化是发酵参数进行优化。
(2)菌种活化：酵母菌活化，按要求将酵母、葡萄糖、食品添加剂混合，在活化条件下水浴进行活化。
(3)按重量比例添加原料，加入添加剂糖。
(4)接种：将乳酸菌和已活化的酵母菌按体积比例混合，按照体积比4％接种量接种到铺好原料的玻璃罐中，然后用玻璃棒进行搅拌，并封口。
(5)将玻璃罐置于发酵箱中进行发酵，发酵过程进行定时搅拌；观察直到发酵结束。
优选地，樱桃皮渣为樱桃酒酿造后产生的皮渣，苹果为新鲜苹果，橙子为新鲜橙子。
优选地，糖添加剂量200g/L，糖为白砂糖。
优选地，酵母菌和乳酸菌比例为4:1。
优选地，制备酵素发酵温度为30℃。
优选地，搅拌次数为每天搅拌二次。
一种樱桃皮渣酵素的活性测定方法，包括如下步骤：定期取样吸取含有发酵液的酵素，进行pH、糖度、色度、色调、总酸含量测定；用pH计测定pH，糖度计测定糖度；离心过滤与澄清：发酵液先经过一段时间的静置，然后取上清液在3000r/min的转速条件下离心15分钟，收集上清液得到酵素成品；包装装瓶，冷藏保存。优选地，酵素进行总酚、抗氧化活性的测定。
优选地，抗氧化活性的相关测定：通过DPPH自由基的清除能力、铁离子的还原能力来测定制得。
与现有技术相比较，本发明具有如下的有益效果：
由樱桃皮渣为原料的酵素产品，在发酵期间微生物进行物质代谢，产生有机酸，使pH下降，糖类被微生物利用，使糖度呈下降趋势。由此可见，樱桃皮渣酵素对DPPH自由基的清除能力相比草莓酵素、苹果皮渣酵素的具有较强的抗氧化能力。通过制作酵素，发现了樱桃皮渣更多的利用价值，不仅能减少资源浪费，还能够带来经济效益。在发酵过程中，酵素的颜色逐渐变深，这主要是提取了樱桃皮渣中的花色苷。在发酵期间，总酸含量不断上升后趋于稳定，最终得到的樱桃皮渣酵素总酸含量为4.69g/L，最终总酚含量为45mg/g。
附图说明
图1是本发明樱桃皮渣酵素的制备方法的流程图；
图2是本发明樱桃皮渣酵素发酵过程中总酸含量的变化示意图；
图3是本发明樱桃皮渣酵素发酵过程pH值的变化示意图；
图4是本发明发酵过程糖度值的变化图；
图5是本发明发酵过程的色度变化图；
图6是本发明发酵过程的色调变化图；
图7是本发明发酵过程的总酚标准曲线图；
图8是本发明发酵过程的DPPH自由基清除能力标准曲线图；
图9是本发明发酵过程的Fe3+还原能力标准曲线图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实验材料：原料，樱桃酒酿造后产生的皮渣、新鲜苹果、新鲜橙子、白砂糖；
试剂，Saccharomyces cerevisiae BH8分离自本土选育葡萄酒酿造品种—“北红”葡萄汁的自然发酵液，为本实验室分离菌种。该菌种经中科院微生物研究所鉴定为酿酒酵母，在模拟培养基中可以将糖完全转化为酒精。
植物乳杆菌，葡萄糖、食品添加剂、NaOH溶液、酚酞试剂、DPPH溶液、无水碳酸钠溶液、福林酚试剂、氯化铁溶液、甲醇、没食子酸标准品；
试验仪器设备表1如下
一种樱桃皮渣酵素的制备方法，包括如下步骤：
(1)称取樱桃皮渣，苹果，橙子各300g，洗净切片备用。
(2)菌种活化：酵母菌活化，按要求将酵母、葡萄糖、食品添加剂混合，在40℃条件下水浴一小时进行活化。
(3)按重量比例添加水果，加入白砂糖，一层水果一层白砂糖，预留四分之一空隙；
(4)接种：将乳酸菌和已经进行活化的酵母菌按照1：4的比例，按体积比4％接种量接种到铺好水果的罐中，然后用玻璃棒进行搅拌封口。
(5)30℃发酵箱中发酵，每天搅拌2次；
(6)每天观察，直到发酵结束(无气泡产生状态即为结束)，然后用胶头滴管吸取发酵液，用pH计，糖度计测pH和糖度。
澄清与离心：发酵后的混合物静置，在3000r/min条件下离心15min，收集上清液。装瓶，冷藏保存。
一种樱桃皮渣酵素的活性测定方法，包括如下步骤：定期取样吸取含有发酵液的酵素，进行pH、糖度、色度、色调、总酸含量测定；离心过滤与澄清：发酵后的混合物静置，在3000r/min条件下离心15min，收集上清液得到酵素；装瓶，冷藏保存。
用pH计测定pH，糖度计测定糖度；酵素进行总酚、抗氧化活性的测定。
抗氧化活性的相关测定：通过DPPH自由基的清除能力、铁离子的还原能力来测定制得的酵素的抗氧化性。
酵素发酵条件的优化，原料比例对酵素的影响，分别取三组苹果、橙子与樱桃皮渣按质量比为2:2:1、1:1:1、1:1:2，洗净切片，按以上比例分别向三个罐子中添加水果，加入白砂糖，将已活化的酵母菌和乳酸杆菌按4:1的比例，4％接种量接种到铺好水果的罐中，30℃培养箱中发酵，发酵结束后离心装瓶，进行品鉴。接种的菌种比例对酵素的影响，分别称取三组樱桃皮渣，苹果，橙子各300g，洗净切片备用。分别向三个罐中按比例添加水果，加入白砂糖，酵母菌和乳酸菌的接种比例分别按2:1、4:1、6:1的比例，待活化之后按4％接种量接种，30℃培养箱中发酵，发酵结束后离心装瓶，进行品鉴。
pH值的测定，将保护盖取下，用蒸馏水冲洗电极三次以上之后用滤纸吸干水分，打开pH计开关，将电极插入事先准备好的待测液中，确保电极处于液面以下，开始测量，当pH计发出“嘀”一声后，测量结束，记录示数后，将电极取出，关机，然后用蒸馏水冲洗电极三次以上，用滤纸吸干水分，之后把电极插入保护盖。
糖度的测定，打开折光仪盖板，用干净无尘布仔细擦净检测棱镜。吸取待测溶液于检测棱镜上，合上盖板，注意不要有气泡，使溶液遍布棱镜表面。将检测棱镜对准光源或明亮处，眼睛通过目镜观察，转动视度调节手轮，使显示的蓝白分界线清晰，读出刻度值。
色度、色调的测定，取2mL样品经过0.4μm孔径过滤，先用pH计测其pH，再吸取过滤后的样品置于1cm的比色皿中，在分光光度计上分别测定在波长420nm、520nm、620nm下的吸光值。如溶液浓度高，可通过稀释使最终吸光度在0.2～0.8之间。色度的测定计算是将在分光光度计上测得的在420nm、520nm、620nm下的吸光值三值相加后乘以稀释倍数。
色度表述为：I＝A420+A520+A620，色调表述为：N＝A420/A520。
总酸的测定，加10mL样品(V2)于烧杯中，加50mL水，加2～3滴酚酞试液，搅拌均匀之后，用氢氧化钠标准溶液进行滴定，边滴边搅拌样品溶液，当溶液刚好变色时表示滴定结束。记下消耗的氢氧化钠标准溶液的体积(V1)。
空白实验时，于100mL烧杯中加入60mL水；其他步骤同上，记下空白实验消耗氢氧化钠标准溶液的体积，用V0表示。
X＝[C*(V1-V0)*S1*1000]/V2，式中：X-样品中滴定酸的含量，g/L；C-氢氧化钠标准溶液的物质的量浓度，mol/L；S1-与1.00ml氢氧化钠标准溶液相当的以克表示的试样主题酸的质量，S1＝0.067。
总酚的测定，采用福林-酚比色法进行总酚含量测定，标准品为没食子酸，空白为质量分数为80％的甲醇，在765nm波长下测定系列标准溶液吸光度，绘制得到标准曲线。取0.2mL样品溶液，用质量分数为80％的甲醇溶液定容至2.0mL，然后加入1.0mL10％的福林-酚显色剂，6min后加入2.0mL 7.5g/L的Na2CO3溶液，充分摇匀，定容至10.0mL，在75℃的温度条件下放置10min左右，等待冷却至常温后在765nm波长处测定吸光度。
抗氧化实验，(1)DPPH自由基清除能力测定，首先分别从0、20、30、40、60、80、100μmol/L(80％甲醇溶解)各浓度溶液中吸取2ml于试管中，然后加入4.0mL 0.1mol/L DPPH溶液，避光30min，在517nm波长处测吸光度。绘制出标准曲线。取0.05mL样品溶液，用质量分数为80％的甲醇将其稀释至2mL，同上述操作步骤测定其在517nm波长处吸光度，代入标准曲线方程，得到的结果。
(2)Fe3+还原能力的测定，首先分别从0、100、200、300、400、500、600、700、800μmol/L(80％甲醇溶解)的各浓度溶液中吸取0.20mL于试管中，然后加入6.0mL氯化铁溶液混匀后，37℃水浴30min，冷却后于593nm波长处测定吸光度。绘制出标准曲线。取0.10mL样品溶液，用80％甲醇稀释至0.20mL，同上述操作步骤测定其在593nm波长处吸光度，代入标准曲线方程，得到结果。
按照表2从五个方面对樱桃皮渣酵素进行感官测定评价，取平均值计算得分表2。
感官评价标准
酵素发酵条件的优化结果，原料比例对酵素的影响表3如下：
从以上表格结果显示，苹果，橙子，樱桃皮渣三种原料比例在1:1:1的条件下所制得的酵素从口感、色泽等五个方面是最佳的。
菌种比例对酵素的影响表4如下：
从以上表格显示，当酵母菌与乳酸菌的菌量接种比例为4:1时所制得的酵素，从感官各方面测评是最佳的。
总酸含量变化
如图2所示，樱桃皮渣酵素发酵过程中总酸含量的变化，总酸含量从初始值0.4增长到4.69，总酸含量呈现上升趋势，前期上升幅度较快，后期趋于平缓。是因为在发酵体系中微生物产生有机酸使总酸含量上升，在发酵一段时间后，微生物产酸能力受到抑制，总酸含量达到最高，最后趋于稳定。
发酵过程pH变化
发酵过程中，由于产生酸性物质，使酸性增强，pH下降。由图3可知，pH由3.77下降到3.49，即随着发酵进行，样品pH值呈下降趋势，当pH值趋于稳定时，说明不再产生酸性物质，可以证明发酵结束。
发酵过程糖度变化
在发酵过程中，需要利用一些营养物质，所以会消耗水果中的糖，代谢产酸，这会造成糖度降低。由图4可知，随着发酵的进行，样品糖度呈下降趋势。
发酵过程色度、色调变化，在420nm、520nm、620nm下的吸光度表5如下：
由图5和图6可知，在第一周发酵过程中，色度值由0.341±0.03上升到0.436±0.03，上升率为3.2％，色度值呈上升趋势，在发酵结束后，色度值的增长趋势更加强烈，由0.436±0.03上升至0.887±0.02，上升率为15.0％。在此过程中，色度变化明显，酵素的颜色逐渐变深。这是因为在发酵时期，由于花色苷的浸出，总色度逐渐升高。而色调整体的变化幅度较小，说明在酵母菌、乳酸菌等综合因素的影响下，各颜色之间的变化不明显。
总酚含量测定结果
如图7所示，在765nm下测得三组平行试验的吸光值为0.326,0.327,0.327，最终取吸光度的平均值0.327。根据标准曲线方程y＝0.0935x+0.0142，R2＝0.997。计算得最终酵素的总酚含量为45.00±0.89mg/g。
抗氧化活性，DPPH自由基的清除能力
如图8所示，在517nm下测得三组平行试验的吸光值为0.174，0.183，0.213，最终取吸光度的平均值0.190。根据标准曲线方程y＝0.0074x+0.6413,R2＝0.9989。计算得樱桃皮渣酵素对DPPH自由基的清除能力为642.706±9.35μmol/g。比苹果皮渣酵素高32％左右，比草莓酵素高25％左右。
Fe3+的还原能力
如图9所示，在593nm下测得三组平行试验的吸光值为0.102，0.107，0.101，最终取吸光度的平均值0.103。根据标准曲线方程y＝0.0013x-0.0942，R2＝0.9991。计算得酵素Fe3+还原能力为133.81±7.66μmol/g。比苹果皮渣酵素高15％左右，比草莓酵素高13％左右。由此可见樱桃皮渣酵素Fe3+还原能力较强。
综上所述，酵素活性测定的感官评分结果
表6
在三种水果比例1：1:1，按乳酸菌和酵母菌1:4的比例，接种量为4％，糖添加剂量200g,温度设定为30℃,发酵持续时间为5d的工艺条件下，樱桃皮渣酵素最终感官评分为3.30分。樱桃皮渣酵素色泽呈浅紫色，澄清，均匀，无分层，有独特的樱桃气味和复合水果香气，入口酸甜适中。
以上所述仅为说明本发明的实施方式，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种樱桃皮渣酵素的制备方法，其特征在于,包括如下步骤：
(1)以樱桃皮渣、苹果和橙子为原料，原料洗净切片备用，通过单因素优化，获得了酵素的最佳发酵条件；
(2)菌种活化：酵母菌活化，按要求将酵母、葡萄糖和食品添加剂混合，在活化条件下水浴进行活化；
(3)按重量比例添加各水果原料，调整发酵体系的还原糖含量；
(4)将乳酸菌和已活化的酵母菌按设定体积比例进行混合，按照体积比4％接种量接种到铺好原料的玻璃罐中，然后进行搅拌，并封口；
(5)将玻璃罐置于发酵箱中发酵，直到罐中无气泡产生，发酵结束。
2.根据权利要求1所述一种樱桃皮渣酵素的制备方法，其特征在于，樱桃皮渣为产生后的樱桃皮渣，苹果为新鲜苹果，橙子为新鲜橙子。
3.根据权利要求1所述一种樱桃皮渣酵素的制备方法，其特征在于，还原糖添加剂量200g/L，糖为白砂糖。
4.根据权利要求1所述一种樱桃皮渣酵素的制备方法，其特征在于，酵母菌和乳酸菌体积比例为4:1。
5.根据权利要求1所述一种樱桃皮渣酵素的制备方法，其特征在于，制备酵素发酵温度为30℃。
6.根据权利要求1所述一种樱桃皮渣酵素的制备方法，其特征在于，搅拌次数为每天搅拌二次。
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