CN115088793A - 一种红曲山药饮料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种红曲山药饮料及其制备方法，属于食品加工技术领域。本发明将原料预处理、灭菌、接种、发酵、灭酶、杀菌和调配等步骤，制得红曲山药饮料。本发明中的红曲山药不仅含有山药中的营养成分，还有红曲菌的有益次级代谢产物红曲色素，这些有益成分具有包括抗癌、抗氧化、降血脂、抗菌消炎等重要的生理活性。本发明操作简单，安全可靠，产品附加值高，在兼顾山药营养的同时还具有红曲菌的保健功效，为山药的精深加工利用及山药发酵饮品的品种拓展提供了一种新方法。

Description

一种红曲山药饮料及其制备方法
技术领域
本发明属于食品加工技术领域，具体涉及一种红曲山药饮料及其制备方法。
背景技术
山药亦名署蓣、白山药，其在我国作为一种功能性食品和有较高药用价值的中药而为人们普遍食用，山药中含有多种可以预防疾病的营养物质及功能性成分，如氨基酸、蛋白质、多糖、甾体皂甙和尿囊素等，具有降血脂、抗衰、防癌等功效。目前，山药以新鲜销售为主，对于山药的精深加工利用严重不足，产品附加值不高。
据报道，红曲山药相比于红曲米，产Monacolin K和红曲色素更佳。此外，与红曲米相比，红曲山药含有更多的γ-氨基丁酸和黄色素，并且具有更高的血管紧张素转换酶抑制活性。这些结果表明红曲山药抗高血压生物利用度更高。近年来，以不同加工工艺生产的复合型饮料越来越受到消费者的青睐，开发出一款兼具山药的有益成分和菌种发酵的双重优点的发酵型山药饮料市场广阔，潜力巨大。但目前尚未有以红曲山药为原料，制成富含山药有益成分和红曲菌有益代谢产物的功能性饮料的报道。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种红曲山药饮料及其制备方法，可充分发挥山药营养成分和红曲菌有益次级代谢产物的生理功能，在兼顾口感、红曲山药风味的同时，还具有一定的保健功效。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种红曲山药饮料的制备方法，包括以下步骤：(1)将预处理的山药依次切片、热烫、烘干和灭菌，得山药培养基；
(2)将红曲菌的种子液接种到所述山药培养基中，进行恒温静置发酵，得红曲山药；
(3)将所述红曲山药依次灭酶、烘干和研磨，得红曲山药粉；
(4)将所述红曲山药粉杀菌后，与柠檬酸、柠檬酸钠、黄原胶和葡萄汁进行混合调配，得红曲山药饮料。
优选的，步骤(1)所述预处理，包括将新鲜山药清洗表面后，脱皮。
优选的，步骤(1)所述热烫，包括将切片后的山药片置于热烫液中进行热烫30s～2min；所述热烫的温度为75～95℃；
所述热烫液包括以下质量百分含量的组分：1％～3％的氯化钠、1％～2％柠檬酸和余量的水。
优选的，步骤(2)所述红曲菌的种子液的制备方法，包括：将红曲菌的孢子悬浮液接种至MPPY培养基中，于28℃恒温震荡培养2天，转移至种子培养基继续培养2天，制得红曲菌的种子液；
所述种子培养基中包括以下浓度的组分：30.0g/L葡萄糖、2.0g/L KH2PO4、3.0g/LNaNO3、0.5g/L KCl和0.5g/L MgSO4·7H2O。
优选的，步骤(2)中所述红曲菌的种子液的接种体积为山药培养基体积的10～20％；
恒温静置发酵至山药表面呈紫红色时停止发酵。
优选的，步骤(4)所述杀菌的方法包括辐照；
所述辐照包括利用钴60进行辐照，辐照剂量为7k Gy～8k Gy。
优选的，经步骤(4)所述调配后，各组分的重量百分数为：柠檬酸 0.074％、柠檬酸钠0.050％、黄原胶0.20％、和红曲山药粉1％；
每升所述红曲山药饮料中还包括120mL的葡萄汁。
优选的，在步骤(4)所述调配后，还包括灌装和灭菌。
优选的，步骤(4)所述灭菌包括巴氏灭菌。
本发明还提供了利用上述制备方法制备得到的红曲山药饮料。
有益效果：本发明提供了一种红曲山药饮料的制备方法，通过将红曲菌接种至经预处理的铁棍山药中发酵培养，发酵完成后经灭酶、研磨制成红曲山药粉，随后将红曲山药粉灭菌与葡萄汁及柠檬酸、柠檬酸钠和黄原胶按一定比例混合调配，制备得到红曲山药饮料。本发明将铁棍山药与红曲菌进行固态发酵后，利用山药本身营养成分、红曲菌产生的有益次级代谢产物及葡萄汁主要原料加工制成饮品，可充分发挥山药营养成分和红曲菌有益次级代谢产物的生理功能，在兼顾口感、红曲山药风味的同时，还具有一定的保健功效。且本发明可操作性强，安全可靠，工艺稳定，所得产品附加值高，市场广阔，潜力巨大。
附图说明
图1为本发明所述红曲山药饮料的制备流程图；
图2为所述红曲山药饮料的UPLC-QTOF-MS检测结果图。
具体实施方式
本发明提供了一种红曲山药饮料的制备方法，流程如图1所示，包括以下步骤：(1)将预处理的山药依次切片、热烫、烘干和灭菌，得山药培养基；
(2)将红曲菌的种子液接种到所述山药培养基中，进行恒温静置发酵，得红曲山药；
(3)将所述红曲山药依次灭酶、烘干和研磨，得红曲山药粉；
(4)将所述红曲山药粉杀菌后，与柠檬酸、柠檬酸钠、黄原胶和葡萄汁进行混合调配，得所述红曲山药饮料。
本发明将预处理的山药依次切片、热烫、烘干和灭菌，得山药培养基。本发明所述预处理优选包括将新鲜山药清洗表面后，脱皮。本发明所述山药优选包括无损伤、无霉变、表面光滑的新鲜山药。本发明对选用的新鲜山药进行表面清洗，并优选化学脱皮法进行脱皮。本发明对所述表面清洗的方法并没有特殊限定，所述化学脱皮法优选包括利用质量百分含量为8％的碱液(NaOH)，于75℃条件下处理5min。本发明在所述脱皮后切片，所述切片优选采用切片机，切成3mm～5mm的薄片。
本发明在所述切片后优选立刻进行热烫，所述热烫，优选包括将切片后的山药片置于热烫液中进行热烫30s～2min；所述热烫的温度优选为 75～95℃。本发明所述热烫可使多酚氧化酶失活，以免发生酶促褐变。本发明在所述热烫后，优选还包括于55℃烘箱中烘4h备用。本发明优选将烘干后的山药片在灭菌后作为山药培养基，所述灭菌优选包括在121℃下灭菌20 min。
得山药培养基后，本发明将红曲菌的种子液接种到所述山药培养基中，进行恒温静置发酵，得红曲山药。本发明所述红曲菌的种子液的制备方法，优选包括：将红曲菌的孢子悬浮液接种至MPPY培养基中，于28℃恒温震荡培养2天，转移至种子培养基继续培养2天，制得红曲菌的种子液；所述种子培养基中包括以下浓度的组分：30.0g/L葡萄糖、2.0g/LKH2PO4、3.0g/L NaNO3、0.5g/L KCl和0.5g/L MgSO4·7H2O。在本发明中，优选将浓度约为106个/mL的红曲菌孢子悬浮液接种至MPPY培养基中，于28℃恒温震荡培养箱中，培养2天后，转移至种子培养基继续培养2 天，制成红曲菌种子液。本发明所述MPPY培养基优选包括以下浓度的组分：1.0～2.0g/L酵母浸粉、20.0～40.0g/L葡萄糖、0.1～0.5g/L KCl和1.0～3.0g/L NaNO3，培养基pH为6.5左右。实施例在制备所述MPPY培养基时，优选利用蒸馏水将上述组分进行溶解后，分装于250mL锥形瓶中，于121℃灭菌20min，无菌环境自然晾凉后使用。本发明所述转移时，经2天培养的红曲菌孢子悬浮液的体积优选为所述种植培养基体积的1/100。本发明对所述红曲菌的种类并没有特殊限定，实施例中以紫色红曲菌30141为发酵菌株进行说明，但是不能仅将其认定为本发明的全部保护范围。
本发明所述红曲菌的种子液的接种体积优选为山药培养基体积的 10～20％；恒温静置发酵至山药表面呈紫红色时停止发酵，实施例中优选于恒温静置培养箱中，30℃恒温静置发酵15d，每隔24h摇瓶1次。
得红曲山药后，本发明将所述红曲山药依次灭酶、烘干和研磨，得红曲山药粉。本发明所述灭酶优选包括将所述红曲山药放入体积浓度为1.3％的过氧化氢溶液中漂洗，红曲山药与过氧化氢溶液的重量比优选为1∶3，充分摇匀25min后，将其置于55℃的烘箱中，直至水分含量为12％以下。本发明优选对烘干后的红曲山药进行研磨，本发明对所述研磨的方法并没有特殊限定，能够得到过100目筛的红曲山药粉即可。
得红曲山药粉后，本发明将所述红曲山药粉杀菌后，与柠檬酸、柠檬酸钠、黄原胶和葡萄汁进行混合调配，得所述红曲山药饮料。本发明所述杀菌优选包括将所述红曲山药粉采用钴60进行辐照，辐照剂量为7k Gy～8k Gy。本发明在进行所述辐照时，钴60辐照装置最好带有灯罩，将光源集中在山药上，并不时将山药进行翻动，该操作利于增强杀菌及降解桔霉素的效果。在生产加工过程中，所有器具都必须消毒，不允许未经消毒的器具接触山药，否则会导致红曲山药质量不过关。
本发明所述混合调配优选包括将柠檬酸、柠檬酸钠以及黄原胶按一定比例混合，随后再与红曲山药粉和葡萄汁混合，经所述调配后，各组分的重量百分数为：柠檬酸0.074％、柠檬酸钠0.050％、黄原胶0.20％、和红曲山药粉1％；每升所述红曲山药饮料中还包括120mL的葡萄汁。本发明所述葡萄汁优选由葡萄汁浓缩原浆按照原浆：水(v∶v)＝1∶5的比例调配而成。
本发明在所述调配后，优选还包括灌装和灭菌，所述灭菌优选包括巴氏灭菌，更优选为在75℃～90℃灭菌15s。
本发明还提供了利用上述制备方法制备得到的红曲山药饮料。
利用本发明所述方法制备得到的红曲山药饮料，其中每克红曲山药中含 3.5～5mg的红曲黄色素(红曲素和红曲黄素)，红曲黄色素赋予红曲山药多种生物活性，如抗菌、降脂和抗癌活性；制备出的红曲山药饮料(或称红曲山药葡萄汁)，色泽呈暗红色、红曲山药固形物悬浮于葡萄汁中，具有葡萄和山药香味的同时兼具红曲风味，口感清爽，酸甜适中，无异味，澄清，无浑浊现象。
下面结合实施例对本发明提供的一种红曲山药饮料及其制备方法进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
1)原料预处理：选用无损伤、无霉变、表面光滑的新鲜山药以及葡萄汁浓缩原浆为原料；山药表面洗净，选用化学脱皮法，碱液浓度为8％，温度为75℃，时间5min。切片机切成3mm～5mm薄片。
2)热烫：切片后立即热烫处理，即将2％的氯化钠、1％柠檬酸与水混合，加热至90℃，放入山药薄片热烫2min。热烫后于55℃烘箱中烘4h备用。
3)MPPY培养基的制备：每升培养基中添加2.0g酵母浸粉，20.0g葡萄糖，0.5g KCl，1.0g NaNO3，培养基pH为6.5左右，分装于250mL锥形瓶中，于121℃灭菌20min。
4)种子培养基的制备：每升培养基中添加30.0g葡萄糖，2.0g KH2PO4， 3.0gNaNO3，0.5g KCl，0.5g MgSO4·7H2O，蒸馏水溶解，分装于250mL 锥形瓶中，121℃灭菌20min。
5)种子液的制备：取1.0mL孢子浓度为1.0×106个/mL的孢子液，接种于装液量为100mL的种子培养基的250mL锥形瓶中，在恒温震荡(180 rpm、30℃)培养箱中发酵培养48h，即得红曲菌种子液。
6)山药培养基：称取500g山药作为固态发酵培养基，于121℃下灭菌 20min。
7)发酵：将红曲菌种子液接种至山药培养基中，接种量为20％。然后将其置于恒温静置培养箱中，30℃培养15d，每隔24h摇瓶1次，待红曲发酵山药表面呈紫红色即发酵完成。
8)灭酶：将发酵培养获得的红曲山药放入浓度为1.2％的过氧化氢溶液中漂洗，红曲山药与过氧化氢溶液的重量比为1∶3，充分摇匀25min后，将其置于55℃的烘箱中，直至水分含量为12％以下。
9)研磨：用多功能料理机对红曲山药试样进行研磨，过100目筛后收集备用。
10)辐照：将灭酶处理后的红曲山药采用钴60进行辐照，辐照剂量为 7k Gy～8kGy。辐照处理时钴60辐照装置最好带有灯罩，将光源集中在山药上，并不时将山药进行翻动。在生产加工过程中，所有器具都必须消毒，不允许未经消毒的器具接触山药，否则会导致红曲山药质量不过关。
11)混合调配：将柠檬酸、柠檬酸钠以及黄原胶按一定比例混合，随后将这三者加入红曲山药葡萄汁中混合。饮料配方中各组分重量百分数为柠檬酸0.074％，柠檬酸钠添加量为0.050％，黄原胶添加量为0.14％、1.5％的红曲山药和120mL的葡萄汁组成，葡萄汁由葡萄汁原浆：水(v∶v)按1∶5的比例调配而成。
12)灌装、灭菌：将调配完毕、混合均匀的饮料灌入洁净空瓶中，进行巴氏杀菌(75℃，15s)，经自然冷却后即得成品。
实施例2
1)原料预处理：选用无损伤、无霉变、表面光滑的新鲜山药以及葡萄汁浓缩原浆为原料；山药表面洗净，选用化学脱皮法，碱液浓度为8％，温度为75℃，时间5min。切片机切成3mm～5mm薄片。
2)热烫：切片后立即热烫处理，即将1.5％的氯化钠、2％的柠檬酸与水混合，加热至95℃，放入山药薄片热烫2min。热烫后于55℃烘箱中烘4h 备用。
3)MPPY培养基的制备：每升培养基中添加2.0g酵母浸粉，20.0g葡萄糖，0.5g KCl，3.0g NaNO3，培养基pH为6.5左右，分装于250mL锥形瓶中，于121℃灭菌20min。
4)种子培养基的制备：每升培养基中添加30.0g葡萄糖，2.0g KH2PO4， 3.0gNaNO3，0.5g KCl，0.5g MgSO4·7H2O，蒸馏水溶解，分装于250mL 锥形瓶中，121℃灭菌20min。
5)种子液的制备：取1.0mL孢子浓度为1.0×106个/mL的孢子液，接种于装液量为100mL的种子培养基的250mL锥形瓶中，在恒温震荡(180 rpm、30℃)培养箱中发酵培养48h，即得红曲菌种子液。
6)山药培养基：称取500g山药作为固态发酵培养，在121℃下灭菌20 min。
7)发酵：将红曲菌种子液接种至山药培养基中，接种量为20％。然后将其置于恒温静置培养箱中，30℃培养15d，每隔12h摇瓶1次，待红曲发酵山药表面呈紫红色即发酵完成。
8)灭酶：将发酵培养获得的红曲山药放入浓度为1.3％的过氧化氢溶液中漂洗，红曲山药与过氧化氢溶液的重量比为1∶3，充分摇匀25min后，将其置于55℃的烘箱中，直至水分含量为12％以下。
9)研磨：用多功能料理机对红曲山药试样进行研磨，过100目筛后收集备用。
10)辐照：将灭酶处理后的红曲山药采用钴60进行辐照，辐照剂量为 7k Gy～8kGy。辐照处理时钴60辐照装置最好带有灯罩，将光源集中在山药上，并不时将山药进行翻动。在生产加工过程中，所有器具都必须消毒，不允许未经消毒的器具接触山药，否则会导致红曲山药质量不过关。
11)混合调配：将柠檬酸、柠檬酸钠以及黄原胶按一定比例混合，随后将这三者加入红曲山药葡萄汁中混合。饮料配方中各组分重量百分数为柠檬酸0.074％，柠檬酸钠添加量为0.050％，黄原胶添加量为0.20％、1％的红曲山药和120mL的葡萄汁组成，葡萄汁由葡萄汁原浆：水(v∶v)按1∶5的比例调配而成。
12)灌装、灭菌：将调配完毕、混合均匀的饮料灌入洁净空瓶中，进行巴氏杀菌(90℃，15s)，经自然冷却后即得成品。
实施例3
1)原料预处理：选用无损伤、无霉变、表面光滑的新鲜山药以及葡萄汁浓缩原浆为原料；山药表面洗净，选用化学脱皮法，碱液浓度为8％，温度为75℃，时间5min。切片机切成3mm～5mm薄片。
2)热烫：切片后立即热烫处理，即将3％的氯化钠、1％的柠檬酸与水混合，加热至85℃，放入山药薄片热烫3min。热烫可使多酚氧化酶失活，以免发生酶促褐变。热烫后于55℃烘箱中烘4h备用。
3)MPPY培养基的制备：每升培养基中添加2.0g酵母浸粉，30.0g葡萄糖，0.5g KCl，3.0g NaNO3，培养基pH为6.5左右，分装于250mL锥形瓶中，于121℃灭菌20min。
4)种子培养基的制备：每升培养基中添加30.0g葡萄糖，2.0g KH2PO4， 3.0gNaNO3，0.5g KCl，0.5g MgSO4·7H2O，蒸馏水溶解，分装于250mL 锥形瓶中，121℃灭菌20min。
5)种子液的制备：取1.0mL孢子浓度为1.0×106个/mL的孢子液，接种于装液量为100mL的种子培养基的250mL锥形瓶中，在恒温震荡(180 rpm、30℃)培养箱中发酵培养48h，即得红曲菌种子液。
6)山药培养基：称取500g山药作为固态发酵培养基、121℃下灭菌20 min。
7)发酵：将红曲菌种子液接种至山药培养基中，20％的接种量。然后将其置于恒温静置培养箱中，30℃培养15d，每隔24h摇瓶1次，待红曲发酵山药表面呈紫红色即发酵完成。
8)灭酶：将发酵培养获得的红曲山药放入浓度为1.3％的过氧化氢溶液中漂洗，红曲山药与过氧化氢溶液的重量比为1∶3，充分摇匀25min后，将其置于55℃的烘箱中，直至水分含量为12％以下。
9)研磨：用多功能料理机对红曲山药试样进行研磨，过100目筛后收集备用。
10)辐照：将灭酶处理后的红曲山药采用钴60进行辐照，辐照剂量为 7k Gy～8kGy。辐照处理时钴60辐照装置最好带有灯罩，将光源集中在山药上，并不时将山药进行翻动。在生产加工过程中，所有器具都必须消毒，不允许未经消毒的器具接触山药，否则会导致红曲山药质量不过关。
11)混合调配：将柠檬酸、柠檬酸钠以及黄原胶按一定比例混合，随后将这三者加入红曲山药葡萄汁中混合。饮料配方中各组分重量百分数为柠檬酸0.074％、柠檬酸钠0.046％、黄原胶0.14％、2％的红曲山药和120mL的葡萄汁组成，葡萄汁由葡萄汁原浆：水(v∶v)按1∶5的比例调配而成。
12)灌装、灭菌：将调配完毕、混合均匀的饮料灌入洁净空瓶中，进行巴氏杀菌(80℃，15s)，经自然冷却后即得成品。
本发明制备出的红曲山药饮料经UPLC-QTOF-MS检测，发现具有多种有益成分，如红曲色素、黄芩素、橙皮素、甘露糖醇、维生素B5、L-赖氨酸和L-亮氨酸等，这些成分赋予红曲山药抗氧化、抗菌、降脂等生物功能(图 2)。因此，本发明制备出的红曲山药葡萄汁口感清爽，酸甜适中，具有抗氧化，抗衰老等多种活性，兼具红曲风味与山药清香，在维持口感的同时具有一定的保健功能，是一款比较理想的红曲山药葡萄新产品。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种红曲山药饮料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将预处理的山药依次切片、热烫、烘干和灭菌，得山药培养基；
(2)将红曲菌的种子液接种到所述山药培养基中，进行恒温静置发酵，得红曲山药；
(3)将所述红曲山药依次灭酶、烘干和研磨，得红曲山药粉；
(4)将所述红曲山药粉杀菌后，与柠檬酸、柠檬酸钠、黄原胶和葡萄汁进行混合调配，得红曲山药饮料。
2.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，步骤(1)所述预处理，包括将新鲜山药清洗表面后，脱皮。
3.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，步骤(1)所述热烫，包括将切片后的山药片置于热烫液中进行热烫30s～2min；所述热烫的温度为75～95℃；
所述热烫液包括以下质量百分含量的组分：1％～3％的氯化钠、1％～2％柠檬酸和余量的水。
4.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，步骤(2)所述红曲菌的种子液的制备方法，包括：将红曲菌的孢子悬浮液接种至MPPY培养基中，于28℃恒温震荡培养2天，转移至种子培养基继续培养2天，制得红曲菌的种子液；
所述种子培养基中包括以下浓度的组分：30.0g/L葡萄糖、2.0g/L KH2PO4、3.0g/LNaNO3、0.5g/L KCl和0.5g/L MgSO4·7H2O。
5.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述红曲菌的种子液的接种体积为山药培养基体积的10～20％；
恒温静置发酵至山药表面呈紫红色时停止发酵。
6.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，步骤(4)所述杀菌的方法包括辐照；
所述辐照包括利用钴60进行辐照，辐照剂量为7k Gy～8k Gy。
7.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，经步骤(4)所述调配后，各组分的重量百分数为：柠檬酸0.074％、柠檬酸钠0.050％、黄原胶0.20％、和红曲山药粉1％；
每升所述红曲山药饮料中还包括120mL的葡萄汁。
8.根据权利要求1或7所述制备方法，其特征在于，在步骤(4)所述调配后，还包括灌装和灭菌。
9.根据权利要求8所述制备方法，其特征在于，步骤(4)所述灭菌包括巴氏灭菌。
10.利用权利要求1～9任一项所述制备方法制备得到的红曲山药饮料。
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