CN114698760B - 一种无草酸生物发酵杨桃饮品及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于食品加工技术领域，公开了一种无草酸生物发酵杨桃饮品及其制备方法，具体公开了一种草酸降解组合物，所述组合物包括醋酸菌菌剂、酵母菌菌剂和乳酸菌菌剂，所述醋酸菌菌剂、酵母菌菌剂和乳酸菌菌剂的质量比为(50～2000)：1：(100～200)。本发明提供的草酸降解组合物可有效降解草酸，为生物降解草酸提供新的可能。
Description
技术领域
本发明属于食品加工技术领域，具体涉及一种无草酸生物发酵杨桃饮品及其制备方法。
背景技术
杨桃是我国南方的重要水果之一，主要分布于福建、广西、广东、海南等地。2018年，全国杨桃栽培总面积约0.43万hm2，年产量达200万吨，年产值96亿元。
杨桃果实多汁、营养丰富，还有去风热、生津止渴、止血生肌等药效，但其果实肉软，易腐烂，存储困难，鲜果的销路受到很大影响。杨桃鲜甜美味，但亦不能多吃，多数杨桃果实含草酸量较高，而草酸是一种毒素和抗营养因子，能直接或间接危害人体健康。草酸如果在人体内积累过多，会导致高草酸尿症、肾结石、心肌炎和低钙血症等疾病。
除鲜食外，目前杨桃常见的加工产品有杨桃罐头、杨桃干、鲜果汁等。现有加工产品及技术并未关注杨桃中有害成分草酸，也没有关于无草酸杨桃饮品的制备研究报道。
目前，Weese从犬粪便中分离到33株具有体外降解草酸能力的菌株，其中23株在体外能够降解10％以上的草酸。日本研究人员发现了一株潜在的草酸降解菌迟缓真杆菌(WYH-1strain)，该株细菌能够迅速分解人工肠液中的1mg/mL草酸盐，但是没有进一步的研究报道。Federici等研究发现动物双歧杆菌乳亚种DSM 10140能降解培养基中61％的草酸盐；而长双歧杆菌MB 282和青春双歧杆菌MB 238的草酸盐降解率分别为35％和57％，短双歧杆菌MB 283菌株可降解38％的草酸盐，而MB 151菌株的草酸盐降解率仅为1％；12株双歧杆菌在含有5mmol/L草酸钠的培养基中培养5d，供试菌株中动物双歧杆菌乳亚种DSM 10140菌株草酸盐降解活性最强，可降解培养基中61％的草酸钠。授权专利ZL201110169374.2草酸降解菌NJODE1及其应用中所筛选的草酸降解菌NJ0DE1(屎肠球菌)能在含有草酸的MRS琼脂培养基上生长，用草酸降解菌NJ0DE1发酵含草酸MRS发酵培养基，草酸降解率为40.75％。可见，现研究多集中于从人体内筛选降解草酸的菌株，大多降解效率不足，且并无完全降解水果中草酸的研究发现。
发明内容
本发明第一方面的目的，在于提供一种草酸降解组合物。
本发明第二方面的目的，在于提供本发明第一方面的草酸降解组合物在制备无草酸食品中的应用。
本发明第三方面的目的，在于提供一种无草酸饮品的制备方法。
本发明第四方面的目的，在于提供一种无草酸饮品。
本发明第五方面的目的，在于提供本发明第四方面的制备方法在降解食品或饮品中草酸的应用。
为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：
本发明的第一个方面，提供一种草酸降解组合物，所述组合物包括醋酸菌菌剂、酵母菌菌剂和乳酸菌菌剂，所述醋酸菌菌剂、酵母菌菌剂和乳酸菌菌剂的质量比为(50～2000)：1：(100～200)。
优选地，所述醋酸菌菌剂、酵母菌菌剂和乳酸菌菌剂的质量比为(50～2000)：1：(100～150)；进一步为(50～2000)：1：100。
优选地，所述醋酸菌为醋酸杆菌、恶臭醋酸杆菌、加纳醋杆菌、巴氏醋杆菌中的一种多或多种。
优选地，所述乳酸菌为卷曲乳杆菌、保加利亚乳杆菌、瑞士乳杆菌、唾液乳杆菌、嗜酸乳酸杆菌、植物乳酸杆菌、路氏乳杆菌、发酵乳杆菌、短乳杆菌中的一种或多种。
优选地，所述酵母菌为酿酒酵母、椭圆酵母、卡尔酵母、异常汉逊酵母中的一种或多种
本发明的第二个方面，提供本发明第一方面的草酸降解组合物在(1)～(3)中任一种中的应用；
(1)制备无草酸食品；
(2)制备低草酸食品；
(3)降解草酸。
本发明的第三个方面，提供一种无草酸饮品的制备方法，包括以下步骤：将样品与碳源混合，得到样品混合物；样品混合物与酵母菌、乳酸菌混合，第一次发酵，得到发酵液；发酵液与醋酸菌混合，第二次发酵，得到无草酸饮品。
优选地，所述酵母菌和乳酸菌总的用量为样品混合物质量的0.3‰～2‰，进一步为0.3‰～1.5‰，最优选为0.3‰～1.0‰。
优选地，所述酵母菌、乳酸菌的质量比为1:(100～200)，进一步为1:(100～150)，最优选为1:100。
优选地，所述醋酸菌为醋酸杆菌、恶臭醋酸杆菌、加纳醋杆菌、巴氏醋杆菌中的一种或多种。
优选地，所述酵母菌为酿酒酵母、椭圆酵母、卡尔酵母、异常汉逊酵母中的一种或多种。
优选地，所述乳酸菌为卷曲乳杆菌、保加利亚乳杆菌、瑞士乳杆菌、唾液乳杆菌、嗜酸乳酸杆菌、植物乳酸杆菌、路氏乳杆菌、发酵乳杆菌、短乳杆菌中的一种或多种。
优选地，所述碳源的用量为样品质量的0.5％～25％，进一步为0.5％～20％。
优选地，所述碳源为糖类。
优选地，所述碳源为葡萄糖、蔗糖、果糖、麦芽糖、乳糖、半乳糖中的一种或多种。
优选地，所述醋酸菌的用量为发酵液质量的0.3‰～2‰，进一步为0.3‰～1.5‰，最优选为0.3‰～1.2‰。
优选地，所述样品与糖混合前，将样品洗净、沥干、切片。
进一步优选地，所述切片为1～20mm的薄片。
优选地，所述静置为直至出汁量≥果肉质量的30％。
进一步优选地，所述静置为直至出汁量为果肉质量的30％～70％。
优选地，所述第一次发酵的条件为25～40℃密封静置发酵2～5天。
优选地，所述第一次发酵后用3～5层纱布过滤得到发酵液。
优选地，所述第二次发酵的条件为15～35℃静置发酵，直至乙醇浓度降低至5‰以下。
优选地，所述第二次发酵前用6～10层纱布封口。
优选地，所述第二次发酵开始后，每天搅拌1～3次。
优选地，所述无草酸饮品的制备方法还包括杀菌。
优选地，所述杀菌的条件为60～65℃杀菌30～35min。
本发明的第四个方面，提供一种无草酸饮品，由本发明第三方面的制备方法制备得到，所述无草酸饮品中乙酸含量为25～40mg/mL。
优选地，所述无草酸饮品中乙酸含量为27～37mg/mL。
优选地，所述无草酸饮品中琥珀酸含量为3～6mg/mL，进一步为3～5mg/mL
优选地，所述无草酸饮品中乳酸含量为0.4～1mg/mL，进一步为0.4～0.8mg/mL。
优选地，所述无草酸饮品中苹果酸含量为0.6～2mg/mL，进一步为0.6～1.2mg/mL。
优选地，所述无草酸饮品中酒石酸含量为0.1～0.6mg/mL，进一步为0.2～0.4mg/mL。
优选地，所述无草酸饮品中柠檬酸含量为0.3～0.8mg/mL，进一步为0.4～0.7mg/mL。
本发明的第五个方面，提供本发明第三方面的制备方法在降解食品或饮品中草酸的应用。
本发明的有益效果是：
本发明提供的草酸降解组合物可有效降解草酸，为生物降解草酸提供新的可能。
本发明提供了一种无草酸生物发酵杨桃饮品的制备方法，具体为二步法协同发酵降解杨桃中草酸成分，适当破碎杨桃后，利用酵母菌、乳酸菌并额外添加适量糖进行初步发酵，发酵后取过滤发酵液辅以醋酸菌继续发酵，即利用三类微生物分泌的草酸降解酶体系，协同作用，高效降解杨桃中的草酸并优化了有机酸的组成和含量，改善了杨桃饮品的口感，提高了营养价值，且所使用的菌为食品加工过程中常见菌株，保障了食用安全性，为杨桃的深加工手段提供了新的思路。
本发明提供的无草酸生物发酵杨桃饮品的制备方法工艺简单，条件温和，无需严苛的反应条件和复杂的加工设备，也无需添加任何化学添加剂，最大程度地保证了产品的天然性，可实现杨桃饮品的大规模生产。
本发明提供一种无草酸杨桃饮品，该饮品保留了杨桃特有风味，酸甜易饮，且将多种发酵菌株发酵带来的香气和杨桃本身的特有香气相结合，展现出了令人愉悦的香气，同时由于微生物作用使得口感更柔和、顺滑。
将本发明提供的草酸生物发酵杨桃饮品的制备方法用于制备无草酸食品或低草酸食品，可有效降低在饮食过程中与其他食物或体内的钙形成钙沉淀而引发结石或骨质疏松的风险。
附图说明
图1为本发明无草酸杨桃饮品的制备方法中的部分加工过程图。
图2为实施例1～6制得的无草酸杨桃饮品中草酸含量以及pH值随发酵时间的变化图；其中a～f分别代表实施例1～6所制得的无草酸杨桃饮品。
图3为对比例1～11所制得的杨桃饮品中草酸含量的数据统计图。
具体实施方式
现结合具体实施例对本发明进行详细说明，但不限制本发明的范围。
本实施例中所使用的材料、试剂等，如无特别说明，为从商业途径得到的材料和试剂。
实施例1
一种无草酸杨桃饮品的制备方法，包括以下步骤：
(1)将市售杨桃用自来水进行清洗、沥干，切成2mm厚度的薄片；
(2)称重后加入蔗糖，添加量为杨桃质量的8％，静置出汁，直至静置出汁量为杨桃质量的65％，得到杨桃混合物；
(3)按杨桃混合物总质量的1‰添加混合菌剂(酿酒酵母(CICC 32883)菌剂、卷曲乳杆菌(CICC 24879)菌剂和瑞士乳杆菌(CICC 6024)菌剂按质量比1:50:50混合，各菌剂中的活菌数均为108～109CFU/g)，于28℃下密封静置发酵2天；
(4)用5层纱布过滤，得一级发酵液，按一级发酵液质量的1‰添加巴氏醋杆菌(ATCC 15973)菌剂(活菌数为108～109CFU/g)，5层纱布封口，30℃条件下静置，每天搅拌1次；
(5)静置发酵至乙醇浓度降低至5‰以下，发酵结束，65℃巴氏杀菌30min，得到无草酸杨桃饮品。
实施例2
一种无草酸杨桃饮品的制备方法，包括以下步骤：
(1)将市售杨桃用自来水进行清洗、沥干，切成5mm厚度的薄片；
(2)称重后加入蔗糖，添加量为杨桃质量的5％，静置出汁，直至静置出汁量为杨桃质量的68％，得到杨桃混合物；
(3)按杨桃混合物总质量的0.3‰添加混合菌剂(酿酒酵母(CICC 32883)菌剂、椭圆酵母(CICC 31267)菌剂、保加利亚乳杆菌(22153)菌剂和瑞士乳杆菌(CICC 6024)菌剂按质量比0.5:0.5:50:50混合，各菌剂中的活菌数均为108～109CFU/g)，于25℃下密封静置发酵2天；
(4)用5层纱布过滤，得一级发酵液，按一级发酵液质量的1‰添加混合菌剂(巴氏醋杆菌(ATCC 15973)菌剂和加纳醋杆菌(CICC 7002)菌剂按质量比1:1混合，各菌剂中的活菌数均为108～109CFU/g)，6层纱布封口，35℃条件下静置，每天搅拌1次；
(5)静置发酵至乙醇浓度降低至5‰以下，发酵结束，65℃巴氏杀菌30min，得到无草酸杨桃饮品。
实施例3
一种无草酸杨桃饮品的制备方法，包括以下步骤：
(1)将市售杨桃用自来水进行清洗、沥干，切成11mm厚度的薄片；
(2)称重后加入蔗糖，添加量为杨桃质量的0.5％，静置出汁，直至静置出汁量为杨桃质量的45％，得到杨桃混合物；
(3)按杨桃混合物总质量的0.65‰添加混合菌剂(酿酒酵母(CICC 32883)菌剂、异常汉逊酵母(CICC 1295)菌剂和保加利亚乳杆菌(22153)菌剂按质量比0.5:0.5:100混合，各菌剂中的活菌数均为108～109CFU/g)，于28℃下密封静置发酵4天；
(4)用4层纱布过滤，得一级发酵液，按一级发酵液质量的1.2‰添加混合菌剂(巴氏醋杆菌(ATCC 15973)菌剂和恶臭醋杆菌(BNCC183824)菌剂按质量比1:1混合，各菌剂中的活菌数均为108～109CFU/g)，8层纱布封口，30℃条件下静置，每天搅拌1次；
(5)静置发酵至乙醇浓度降低至5‰以下，发酵结束，65℃巴氏杀菌30min，得到无草酸杨桃饮品。
实施例4
一种无草酸杨桃饮品的制备方法，包括以下步骤：
(1)将市售杨桃用自来水进行清洗、沥干，切成15mm厚度的薄片；
(2)称重后加入蔗糖，添加量为杨桃质量的15％，静置出汁，直至静置出汁量为杨桃质量的55％，得到杨桃混合物；
(3)按杨桃混合物总质量的1‰添加混合菌剂(卡尔酵母(CICC 31233)菌剂和唾液乳杆菌(CICC 23174)菌剂按质量比1:100混合，各菌剂中的活菌数均为108～109CFU/g)，于32℃下密封静置发酵2天；
(4)用4层纱布过滤，得一级发酵液，按一级发酵液质量的0.5‰添加巴氏醋杆菌(ATCC 15973)菌剂(活菌数为108～109CFU/g)，10层纱布封口，28℃条件下静置，每天搅拌3次；
(5)静置发酵至乙醇浓度降低至5‰以下，发酵结束，65℃巴氏杀菌30min，得到无草酸杨桃饮品。
实施例5
一种无草酸杨桃饮品的制备方法，包括以下步骤：
(1)将市售杨桃用自来水进行清洗、沥干，切成19mm厚度的薄片；
(2)称重后加入蔗糖，添加量为杨桃质量的20％，静置出汁，直至静置出汁量为杨桃质量的30％，得到杨桃混合物；
(3)按杨桃混合物总质量的0.45‰添加混合菌剂(椭圆酵母(CICC 31267)菌剂、异常汉逊酵母(CICC 1295)菌剂、瑞士乳杆菌(CICC 6024)菌剂和唾液乳杆菌(CICC 23174)菌剂按质量比1:1:100:100混合，各菌剂中的活菌数均为108～109CFU/g)，于35℃下密封静置发酵4天；
(4)用3层纱布过滤，得一级发酵液，按一级发酵液质量的0.7‰添加加纳醋杆菌(CICC 7002)菌剂(活菌数为108～109CFU/g)，10层纱布封口，15℃条件下静置，每天搅拌2次；
(5)静置发酵至乙醇浓度降低至5‰以下，发酵结束，65℃巴氏杀菌30min，得到无草酸杨桃饮品。
实施例6
一种无草酸杨桃饮品的制备方法，包括以下步骤：
(1)将市售杨桃用自来水进行清洗、沥干，切成8mm厚度的薄片；
(2)称重后加入蔗糖，添加量为杨桃质量的12％，静置出汁，直至静置出汁量为杨桃质量的58％，得到杨桃混合物；
(3)按杨桃混合物总质量的0.9‰添加混合菌剂(酿酒酵母(CICC 32883)菌剂和卷曲乳杆菌(CICC 24879)菌剂按质量比1:100混合，各菌剂中的活菌数均为108～109CFU/g)，于39℃下密封静置发酵2天；
(4)用3层纱布过滤，得一级发酵液，按一级发酵液质量的0.3‰添加巴氏醋杆菌(ATCC 15973)菌剂(活菌数为108～109CFU/g)，6层纱布封口，25℃条件下静置，每天搅拌2次；
(5)静置发酵至乙醇浓度降低至5‰以下，发酵结束，65℃巴氏杀菌30min，得到无草酸杨桃饮品。
对比例1
一种杨桃饮品的制备方法，包括以下步骤：
(1)将市售杨桃用自来水进行清洗、沥干，切成2mm厚度的薄片；
(2)称重后加入蔗糖，添加量为杨桃质量的20％，静置出汁，直至静置出汁量为杨桃质量的60％，得到杨桃混合物；
(3)按杨桃混合物总质量的1‰添加酿酒酵母(CICC 32883)菌剂(活菌数为108～109CFU/g)，于30℃下密封静置发酵5天；
(4)用5层纱布过滤，得一级发酵液，按一级发酵液质量的1.5‰添加酿酒酵母(CICC 32883)菌剂(活菌数为108～109CFU/g)，6层纱布封口，30℃条件下静置，每天搅拌2次；
(5)静置发酵至乙醇浓度降低至5‰以下，发酵结束，65℃巴氏杀菌30min，得到杨桃饮品杨桃饮品。
对比例2
一种杨桃饮品的制备方法，与对比例1唯一不同的是：步骤(3)和步骤(4)所添加的菌剂为椭圆酵母(CICC 31267)菌剂。
对比例3
一种杨桃饮品的制备方法，与对比例1唯一不同的是：步骤(3)和步骤(4)所添加的菌剂为异常汉逊酵母(CICC 1295)菌剂。
对比例4
一种杨桃饮品的制备方法，与对比例1唯一不同的是：步骤(3)和步骤(4)所添加的菌剂为卡尔酵母(CICC 31233)菌剂。
对比例5
一种杨桃饮品的制备方法，与对比例1唯一不同的是：步骤(3)和步骤(4)所添加的菌剂为卷曲乳杆菌(CICC 24879)菌剂。
对比例6
一种杨桃饮品的制备方法，与对比例1唯一不同的是：步骤(3)和步骤(4)所添加的菌剂为保加利亚乳杆菌(22153)菌剂。
对比例7
一种杨桃饮品的制备方法，与对比例1唯一不同的是：步骤(3)和步骤(4)所添加的菌剂为瑞士乳杆菌(CICC 6024)菌剂。
对比例8
一种杨桃饮品的制备方法，与对比例1唯一不同的是：步骤(3)和步骤(4)所添加的菌剂为唾液乳杆菌(CICC 23174)菌剂。
对比例9
一种杨桃饮品的制备方法，与对比例1唯一不同的是：步骤(3)和步骤(4)所添加的菌剂为巴氏醋杆菌(GDMCC 1.67)菌剂。
对比例10
一种杨桃饮品的制备方法，与对比例1唯一不同的是：步骤(3)和步骤(4)所添加的菌剂为加纳醋杆菌(CICC 7002)菌剂。
对比例11
一种杨桃饮品的制备方法，与对比例1唯一不同的是：步骤(3)和步骤(4)所添加的菌剂为恶臭醋杆菌(BNCC183824)菌剂。
效果实施例
参考“周颖，生姜可控发酵工艺优化及其粉剂产品的制备[D]，华南理工大学，2019第三章第三节糖、有机酸测定”中有机酸的检测方法检测实施例1～6中步骤(4)中的静置发酵不同时间的杨桃饮品中草酸的含量以及对比例1～11中步骤(2)制得的杨桃混合物和步骤(5)中制备得到的杨桃饮品中草酸的含量。
结果表明，实施例1～6制备得到的杨桃饮品中的草酸得到降解，当发酵时间在10～20天内，各实施例的杨桃饮品中草酸基本上全部降解，草酸降解率为100％(图2)，表明酵母菌菌剂、乳酸菌菌剂和醋酸菌菌剂组合使用可高效的降解杨桃中的草酸。当杨桃饮品制备过程中仅添加酿酒酵母菌剂、椭圆酵母菌剂、异常汉逊酵母菌剂、卡尔酵母菌剂、保加利亚乳杆菌菌剂、瑞士乳杆菌菌剂、巴氏醋杆菌菌剂、恶臭醋酸杆菌菌剂、加纳醋杆菌菌剂等菌剂中的任意一种时，其杨桃饮品(即对比例1～11制得的杨桃饮品)中的草酸存在不同程度的降解，其中，使用单一酵母菌菌剂时，其草酸几乎没有发生降解，使用单一醋酸菌菌剂时，草酸降解效果好于单独使用瑞士乳杆菌(图3)，表明使用酵母菌、乳酸菌和醋酸菌中的任意一种微生物菌剂，其对杨桃中草酸的降解效果均不明显。利用三种微生物分泌的草酸降解酶体系，表现出优于使用单一微生物的降解效果。
进一步利用上述检测方法检测实施例1～6制得的无草酸杨桃饮品以及杨桃混合物中乙酸、琥珀酸、乳酸、苹果酸、酒石酸和柠檬酸的含量。结果如表1所示，利用酵母菌、乳酸菌并额外添加适量蔗糖进行第一步发酵，发酵后取过滤发酵液辅以醋酸菌继续协同进行第二步发酵，可有效提到所制得的无草酸杨桃饮品中乙酸、琥珀酸等有机酸的含量，降低了乳酸、苹果酸含量，改善了口感且提高了营养价值。
表1实施例1～6制得的杨桃混合物和无草酸杨桃饮品中部分有机酸的含量
上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
Claims (4)
1.一种无草酸饮品的制备方法，包括以下步骤：将杨桃洗净、沥干、切片后，与碳源混合，静置出汁，直至静置出汁量为杨桃质量的30~70%，得到杨桃混合物；杨桃混合物与酵母菌、乳酸菌混合，第一次发酵，得到发酵液；发酵液与醋酸菌混合，第二次发酵，得到无草酸饮品；所述酵母菌和乳酸菌总的用量为杨桃混合物质量的0.3‰~2‰；所述酵母菌、乳酸菌的质量比为1:（100~200）；所述醋酸菌的用量为发酵液质量的0.3‰~2‰；其中，所述第一次发酵的条件为25～40℃密封静置发酵2～5天，所述第一次发酵后用3～5层纱布过滤得到发酵液，所述第二次发酵的条件为15~35℃静置发酵，直至乙醇浓度降低至5‰以下，所述第二次发酵前用6~10层纱布封口，所述第二次发酵开始后，每天搅拌1~3次。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述醋酸菌为恶臭醋酸杆菌、加纳醋杆菌、巴氏醋杆菌中的一种或多种；所述乳酸菌为卷曲乳杆菌、保加利亚乳杆菌、瑞士乳杆菌、唾液乳杆菌、嗜酸乳酸杆菌、植物乳酸杆菌、路氏乳杆菌、发酵乳杆菌、短乳杆菌中的一种或多种；所述酵母菌为酿酒酵母、椭圆酵母、卡尔酵母、异常汉逊酵母中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳源的用量为样品质量的0.5%~25%。
4.一种无草酸饮品，由权利要求1~3中任一项所述的制备方法制备得到，所述无草酸饮品中乙酸含量为25~40mg/mL；所述无草酸饮品中琥珀酸含量为3~6mg/mL；所述无草酸饮品中乳酸含量为0.4~0.8mg/mL。
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