CN115380955B - 一种牡丹水及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于食品化学领域，公开了一种牡丹水及其制备方法和应用。具体步骤为：先将牡丹基质制备碳基固体酸，然后将碳基固体酸加入牡丹浆料中高温高压处理，得到牡丹水。本发明还制备了一种牡丹酸奶，添加有牡丹发酵水和改性牡丹膳食纤维；所述牡丹发酵水由牡丹水经酶解、发酵处理而成，所述改性牡丹水膳食纤维提取自将牡丹花进行蒸汽爆破处理得到的牡丹花。本发明制备的牡丹水和牡丹酸奶兼具营养、健康，同时具有牡丹香味，以牡丹中的膳食纤维作为稳定剂加入酸奶中，不仅有助于增加酸奶持水性，使酸奶具有较好的凝固性、稳定性以及成品口感，而且实现了生物资源的充分利用。

Description

一种牡丹水及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于食品化学领域，具体涉及一种牡丹水及其制备方法和应用。

背景技术

酸奶以优质新鲜的牛乳、羊乳或复原乳为原料，加入各种辅料，经过均质、杀菌，再利用乳酸菌通过发酵作用、后熟而得到的一种具有特殊风味的乳制品。酸奶可以提高人的免疫力、促进消化并降低胆固醇，对于老年人的长期便秘也有很好的治疗效果，深受众多年龄段人群的喜爱。这是因为发酵后酸奶中的不仅可以使钙转化成为更易于人体吸收的水溶性钙离子，还可以产生游离氨基酸、多肽以及大量维生素，长期食用，可以提高人体免疫力，延缓衰老。同时，乳酸菌发酵产生的乳酸，可大大降低乳糖不耐症，尤其适用于乳糖不耐症和胃肠道功能紊乱者。随着消费者口味的不断变化和营养意识的不断增强，对食品营养性、安全性和享受性的要求越来越高，口感单一的普通酸奶，其益生功能以及营养价值也逐渐满足不了消费者需求，人们需有要更多不同风味和营养更加均衡的酸奶出现。

持水力是酸奶蛋白凝胶网络对水的保持能力，持水能力弱，则易发生乳清析出，酸奶质地差；持水力侧面反映凝胶网络的致密性及酸奶的质地，一般都是呈正相关。因此，持水力是衡量酸奶品质的一个重要指标，是研制酸奶的需要考虑的重要因素。

《本草纲目》记载牡丹是清热解毒的传统药材,其味苦、性平,具有和血、生血、凉血之功效,主治血中伏火、除燥热。现代研究称丹凤牡丹有降低冠心病发病率、调节免疫力、抗氧化等功效，营养和保健价值极高。将牡丹与酸奶制作工艺有机地结合在一起，开发出营养、口感、风味俱佳的酸奶是本发明需要解决的问题。

发明内容

针对现有技术中存在的问题和不足，本发明的目的在于提供一种牡丹水及其制备方法和应用。

基于上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明第一方面提供了一种牡丹水的制备方法，包括如下步骤：

(1)制备碳基固体酸：将牡丹碎粉在保护气体氛围下加热碳化，得到碳化粉末；将硫酸加入所述碳化粉末中，在保护气体氛围下加热至78-100℃进行磺化处理，得到磺化产物；将所述磺化产物水洗、过滤、干燥，得到碳基固体酸；

(2)制备牡丹水：将牡丹花加入水中打浆，得到浆料；将步骤(1)得到的碳基固体酸加入浆料中搅拌均匀，得到混合浆料；将混合浆料在120-135℃下高压处理后过滤除去滤渣，得到牡丹水。

更加优选地，所述牡丹碎粉是由牡丹叶或牡丹茎粉碎处理后制备而成。更加优选地，所述牡丹碎粉粒度为100-200目。

更加优选地，步骤(1)中所述碳化处理条件为：加热至350℃保温30min后，再升温至420℃保温50min。

更加优选地，步骤(1)中所述硫酸的用量为每克碳化粉末中加入硫酸10-15mL。更加优选地，所述硫酸为发烟硫酸。

更加优选地，步骤(1)中所述磺化处理温度为86℃。更加优选地，步骤(1)中所述磺化处理时间为2-3h。

更加优选地，步骤(1)中所述水洗处理步骤具体为：将磺化产物用70-80℃的水洗涤至无硫酸根离子检出。更加优选地，步骤(1)中所述干燥过程为80℃烘干。

更加优选地，步骤(1)中所述保护气体为氮气或氩气。

优选地，步骤(2)中所述牡丹花与水的质量比为1∶(20-28)。

优选地，步骤(2)中所述碳基固体酸与牡丹花的质量比为1∶(6-8)。

更加优选地，步骤(2)中所述高压处理条件为0.2-0.4MPa。更加优选地，步骤(2)中所述混合浆料处理时间为1-2h。

更加优选地，步骤(2)中所述滤渣经水洗和干燥后，可加入牡丹碎粉中继续进行碳化处理。

更加优选地，所述牡丹为丹凤牡丹。

本发明第二方面提供了利用上述制备方法制备的牡丹水。

本发明第三方面提供了所述牡丹水在食品中的应用。更加优选地，所述牡丹水在酸奶食品中的应用。

本发明第四方面提供了一种牡丹酸奶，按照重量份数计，所述牡丹酸奶由以下原料发酵而成：牛奶200-300份、糖10-30份、牡丹发酵水5-20份、发酵剂0.3-1份、甜味剂0.06-0.15份、稳定剂1-10份；

所述牡丹发酵水的制备方法为：将上述第二方面所述的牡丹水进行酶解处理，得到牡丹酶解水；然后将牡丹酶解水进行发酵处理，得到所述牡丹发酵水；

所述稳定剂为果胶、琼脂和多糖类膳食纤维的组合物；所述多糖类膳食纤维包括改性牡丹膳食纤维、聚葡萄糖、菊粉、抗性糊精中的一种或两种以上的组合。更加优选地，所述多糖类膳食纤维为改性牡丹膳食纤维。

优选地，所述稳定剂中果胶、琼脂和多糖类膳食纤维的质量比为(3-4)∶(4-6)∶(1-2)。

优选地，所述牡丹发酵水的制备方法中，酶解处理采用的酶为热稳定α-淀粉酶和热稳定纤维素酶。

更加优选地，所述热稳定α-淀粉酶和热稳定纤维素酶的质量和与牡丹水的质量/体积比为(3-7)∶1g/L。

优选地，所述热稳定α-淀粉酶的加入量占热稳定α-淀粉酶和热稳定纤维素酶两者总质量的(20-45)％。

更加优选地，所述热稳定α-淀粉酶和热稳定纤维素酶的酶活力均为10000U/g。

更加优选地，所述酶解条件为pH4.5-4.7条件下于70-95℃酶解100-140min。

更加优选地，制备所述牡丹酶解水过程中，酶解处理后还需进行灭酶处理，所述灭酶处理条件为煮沸10min。

更加优选地，所述牡丹发酵水的制备方法中，所述牡丹酶解水在进行发酵前还需进行真空过滤、浓缩、均质和灭菌处理。更加优选地，所述浓缩处理后，液体体积为浓缩前液体体积的20％-30％。更加优选地，所述均质处理条件为：在40℃、20MPa条件下均质15min。更加优选地，所述灭菌处理条件为：121℃高压灭菌20-30min。

优选地，所述牡丹发酵水的制备方法中，发酵处理采用的菌种为冠突散囊菌和植物乳杆菌。

优选地，所述冠突散囊菌和植物乳杆菌的接种比例为1∶(1-4)。

更加优选地，所述牡丹发酵水的制备方法中，发酵处理条件为在28℃、70％湿度条件下恒温恒湿培养1-3d。

优选地，所述改性牡丹膳食纤维的制备步骤具体为：将牡丹花加入反应器后充入高温气体，在0.6-1.5Mpa条件下维持30-150s后瞬间解压，完成爆破，得到爆破后的牡丹花样品；提取爆破后的牡丹花样品中的可溶性膳食纤维，得到改性牡丹膳食纤维。

更加优选地，所述高温气体温度为160-260℃。

更加优选地，所述瞬间解压时间不超过0.00875s。

更加优选地，所述牡丹花在改性前需要进行清洗、干燥处理；所述清洗处理为蒸馏水清洗，所述干燥处理为常压鼓风干燥干燥温度55-65℃,干燥时间4-6h。

更加优选地，所述提取爆破后的牡丹花样品中可溶性膳食纤维，得到改性牡丹膳食纤维的具体步骤为：

(a)向每克爆破后的牡丹花样品中加入25mLpH6.0的磷酸盐缓冲液，混合均匀后加入100μL的热稳定α-淀粉酶溶液于95-100℃水浴15min，得到酶解液a；冷却后调节酶解液a的pH值至1.5，加入100μL胃蛋白酶液于40℃水浴60min，得到酶解液b；冷却后调节酶解液b的pH值至6.8，加入100μL胰酶继续于40℃水浴60min，得到酶解液c；冷却后调节酶解液c的pH值至4.5，4000r/min离心10min，过滤得到沉淀物a和滤液a；

(b)将步骤(a)得到的滤液a与预热至60℃的体积分数95％的乙醇溶液按体积比1∶4混合，室温静置过夜，4000r/min离心10min后除去上清液，得到沉淀物b，依次用15mL体积分数78％的乙醇溶液、15mL体积分数95％的乙醇溶液和15mL无水丙酮洗涤沉淀物b，将沉淀物b置于105℃烘箱中烘干至恒量，得到改性牡丹膳食纤维。

更加优选地，所述发酵剂为保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌、嗜酸乳杆菌、双歧杆菌、干酪乳杆菌、副干酪乳杆菌、植物乳杆菌、鼠李糖乳杆菌中的至少一种。

更加优选地，所述发酵剂为保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌的组合物。所述发酵剂中保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌的质量比为1∶(2-5)。

更加优选地，所述牛奶为全脂牛奶，所述糖为白砂糖，所述甜味剂为阿斯巴甜。

本发明第五方面提供了一种上述第四方面所述的牡丹酸奶的制备方法，包括如下步骤：按照上述第四方面所述牡丹酸奶配比称取各原料组分，其中将多糖类膳食纤维分成两份分两次加入；将牛奶、糖、牡丹发酵水、甜味剂份、果胶、琼脂和第一份多糖类膳食纤维混匀，进行第一次均质后杀菌，然后加入发酵剂发酵；发酵结束后加入第二份多糖类膳食纤维进行第二次均质，得到牡丹酸奶；其中第一份多糖类膳食纤维占多糖类膳食纤维总质量的45％-50％，第二份多糖类膳食纤维占多糖类膳食纤维总质量的50％-55％。

更加优选地，所述多糖类膳食纤维为改性牡丹膳食纤维。

更加优选地，所述第一次均质温度为50-70℃，一次均质压力为17-22Mpa。

更加优选地，所述第二次均质温度为50-70℃，二次均质压力15-20MPa。

优选地，所述发酵温度为38-43℃。

更加优选地，酸奶发酵结束后还可进行后熟处理；所述后熟处理条件为2-6℃后熟12-24h。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

(1)本发明采用碳基固体酸处理牡丹花，能够有效破坏植物细胞壁中的果胶和纤维素，促使细胞释放多糖等营养物质，黄酮等活性成分，以及芳香类物质。而且，由碳基固体酸得到的牡丹水营养、健康、具有牡丹香味，可用于开发酸奶等产品，同时制备牡丹水剩余的滤渣可以重复进行碳基固体酸的制备，实现生物资源的循环利用。

(2)本发明将制备的牡丹水进一步采用热稳定α-淀粉酶和热稳定纤维素酶酶解后利用冠突散囊菌和植物乳杆菌发酵，得到牡丹发酵水。热稳定α-淀粉酶和热稳定纤维素酶能够促使黄酮等活性物质尽可能多地析出；冠突散囊菌和植物乳杆菌可以进一步促使牡丹花细胞内黄酮的溶出以及其他营养物质如淀粉、多糖进行生物转化生成黄酮类物质，进一步提高水溶性总黄酮含量，使制得的牡丹发酵水具有更好的抗氧化性。

(3)本发明对牡丹花进行蒸汽爆破处理，然后提取出的可溶性膳食纤维得到改性牡丹膳食纤维，并将改性牡丹膳食纤维作为稳定剂添加到牡丹花酸奶中，实现牡丹花资源的进一步利用。牡丹花经蒸汽爆破过程中，发生了类酸性降解、热降解、类机械断裂等作用，使得木质纤维素晶体结构破裂，半纤维素和木质素的降解加快，使膳食纤维从细胞内充分溶出，这不仅促进了SDF(可溶性膳食纤维)的溶出，而且瞬间释压过程中纤维素、不溶性半纤维素等大分子聚合物的糖苷键断裂，发生改性，也会使IDF(不可溶性膳食纤维)转化为SDF，促进SDF含量的进一步增加。SDF在热水和温水中可以溶解形成粘性凝胶，不经过小肠的消化且易被大肠菌群发酵，具有较好的凝胶性能、膨胀力、吸水性、黏度，而提高膳食纤维的膨胀力和吸水性有助于增加酸奶持水性。持水力是衡量酸奶品质的一个重要指标，有利于酸奶的凝固性、稳定性以及成品口感。因此，改性牡丹膳食纤维的加入可以提高酸奶品质。

(4)本发明还将改性牡丹膳食纤维分成两份分别在牡丹酸奶发酵前和发酵后加入，以便进一步增加牡丹酸奶持水力。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本申请。

(一)牡丹水制备方法中碳基固体酸及其处理条件的探讨

为了探讨碳基固体酸及其处理条件对制得的牡丹水的多糖和黄酮含量的影响，发明人分别做了以下实验，即实施例1-3和对比例1-3，其对应的碳基固体酸加入量及其处理条件如表1所示，对制得的牡丹水的多糖和黄酮含量测定结果如表1所示。

实施例1

本实施例提供一种牡丹水，其制备方法包括如下步骤：

(1)制备碳基固体酸：取牡丹落叶(或干制后的牡丹叶)粉碎至100-200目，得到牡丹碎粉；将牡丹碎粉置于炭化炉中，在保护气体氛围下(氮气或氩气)350℃加热碳化30min后420℃继续加热50min，自然冷却后得到黑色或深色碳化粉末；每克碳化粉末中加入13mL发烟硫酸，在保护气体氛围下86℃加热磺化2.5h，得到磺化产物；将所述磺化产物加水过滤后用75℃去离子水洗涤至无硫酸根离子检出，80℃烘干，得到碳基固体酸。

(2)制备牡丹水：将丹凤牡丹花(包括花瓣和花蕊)加入水中打浆，待没有明显花瓣后得到浆料；其中牡丹花和水的质量比为1∶24。

(3)将步骤(1)得到的碳基固体酸加入步骤(2)得到的浆料中搅拌均匀，得到混合浆料，其中碳基固体酸与牡丹花的质量比为1∶8；将混合浆料在125℃、0.3MPa压力条件下高温高压处理1.5h后过滤除去滤渣，得到牡丹水。

实施例2

一种牡丹水内容与实施例1的内容基本相同，其不同之处在于：步骤(3)中碳基固体酸与牡丹花的质量比为1∶7。

实施例3

一种牡丹水内容与实施例1的内容基本相同，其不同之处在于：步骤(3)中碳基固体酸与牡丹花的质量比为1∶6。

对比例1

一种牡丹水内容与实施例1的内容基本相同，其不同之处在于：步骤(3)中得到混合浆料后不进行高温高压处理，直接进行过滤除去滤渣，得到牡丹水。

对比例2

一种牡丹水内容与实施例1的内容基本相同，其不同之处在于：步骤(3)中不加碳基固体酸，直接将步骤(2)得到的浆料进行高温高压处理，过滤除去滤渣后得到牡丹水。

对比例3

一种牡丹水内容与实施例1的内容基本相同，其不同之处在于：不进行步骤(3)的制备，直接将步骤(2)得到的浆料过滤除去滤渣，得到牡丹水。

表1碳基固体酸及其处理条件对制得的牡丹水中多糖和黄酮含量的影响

由表1可以看出，将实施例1与对比例1-3对比后我们发现，加入碳基固体酸进行高温高压处理后得到的牡丹水中，多糖和黄酮含量最高。这是因为，碳基固体酸在常温常压下(对比例1)，分解植物细胞壁中的果胶和纤维素的能力弱，细胞不能释放较多的营养物质及活性成分，使得多糖和黄酮含量低于高温高压下加入碳基固体酸的含量；仅进行高温高压处理(对比例2)后，牡丹花细胞壁在高温高压下发生破裂，细胞结构遭到一定损坏，可以使细胞中的部分有效成分溶，但多糖和黄酮低于高温高压下加入碳基固体酸的含量，因为碳基固体酸在高温高压下能有效分解植物细胞壁中的果胶和纤维素，可以加速营养物质及有效成分的溶出；仅进行打浆处理(对比例3)不足以使细胞发生破裂，使有效成分溶出，因此多糖和黄酮含量远远低于高温高压下加入碳基固体酸的含量。因此，优选将碳基固体酸加入牡丹花和水制备的浆料中进行高温高压处理制备牡丹水。

对比实施例1-3我们发现，随着混合浆料中碳基固体酸占比的增加，牡丹水中多糖和黄酮含量呈现先升高后降低的趋势，这是因为在一定范围内提高碳基固体酸含量，可以增加碳基固体酸与牡丹花颗粒表面接触反应的比率，有助于黄酮类物质的溶出，但是碳基固体酸含量越高其他杂质溶出率也越高，过多的杂质可能影响黄酮类物质的溶出和提取。因此，优选1∶7为碳基固体酸与牡丹花的质量比。

(二)牡丹酶解水制备过程中酶比的探讨

为了探讨酶解过程中热稳定α-淀粉酶占热稳定α-淀粉酶和热稳定纤维素酶二者质量和的百分比对制得的牡丹酶解水的黄酮含量的影响，发明人分别做了以下实验，即实施例4-8、对比例4-6，其对应加入的热稳定α-淀粉酶占热稳定α-淀粉酶和热稳定纤维素酶二者质量和(总酶质量)的百分比分别为：15％、20％、30％、40％、45％、0％、100％、两种酶均不加。结果如表2所示。

实施例4

本实施例提供一种牡丹酶解水，其制备方法包括如下步骤：

将实施例2制备的牡丹水pH调节到4.5-4.7，在85℃条件下加入热稳定α-淀粉酶(酶活力为10000U/g)和热稳定纤维素酶(酶活力为10000U/g)对牡丹水进行酶解处理120min，酶解处理后煮沸10min灭酶，得到牡丹酶解水。

所述热稳定α-淀粉酶的加入量占热稳定α-淀粉酶和热稳定纤维素酶二者质量和的15％，总酶(热稳定α-淀粉酶和热稳定纤维素酶)的加入量为每升牡丹水加入7g。

实施例5

一种牡丹酶解水内容与实施例4的内容基本相同，其不同之处在于：所述热稳定α-淀粉酶的加入量占热稳定α-淀粉酶和热稳定纤维素酶二者质量和的20％。

实施例6

一种牡丹酶解水内容与实施例4的内容基本相同，其不同之处在于：所述热稳定α-淀粉酶的加入量占热稳定α-淀粉酶和热稳定纤维素酶二者质量和的30％。

实施例7

一种牡丹酶解水内容与实施例4的内容基本相同，其不同之处在于：所述热稳定α-淀粉酶的加入量占热稳定α-淀粉酶和热稳定纤维素酶二者质量和的40％。

实施例8

一种牡丹酶解水内容与实施例4的内容基本相同，其不同之处在于：所述热稳定α-淀粉酶的加入量占热稳定α-淀粉酶和热稳定纤维素酶二者质量和的45％。

对比例4

一种牡丹酶解水内容与实施例4的内容基本相同，其不同之处在于：不加入热稳定α-淀粉酶，所述热稳定纤维素酶的加入量为总酶的加入量。

对比例5

一种牡丹酶解水内容与实施例4的内容基本相同，其不同之处在于：不加入热稳定纤维素酶，所述热稳定α-淀粉酶的加入量为总酶的加入量。

对比例6

一种牡丹酶解水内容与实施例4的内容基本相同，其不同之处在于：不加热稳定α-淀粉酶和热稳定纤维素酶。

表2热稳定α-淀粉酶占总酶质量的不同百分比对制得的牡丹酶解水中黄酮含量的影响

由表2可以看出，在牡丹水中加入热稳定α-淀粉酶和热稳定纤维素酶酶解处理后，其黄酮含量明显高于不加酶的牡丹水(对比例6)。而且单独加入热稳定α-淀粉酶(对比例5)或热稳定纤维素酶(对比例4)得到的牡丹酶解水，其黄酮含量虽高于不加酶的牡丹水(对比例6)，但是低于同时加入热稳定α-淀粉酶和热稳定纤维素酶酶解得到牡丹酶解水。这是因为热稳定α-淀粉酶的作用是分解淀粉类物质，牡丹花中含有丰富的淀粉，在加热处理时，淀粉很容易发生糊化和老化，使得产物的粘度过大，影响其他物质的溶出和提取，所以需要除去淀粉类物质或将其转化为可溶性物质；热稳定纤维素酶的作用是破坏构成药材细胞壁和细胞间质的果胶、纤维素、半纤维素等大分子化合物，使细胞内物质充分溶解，提高有效成分的溶出速率，二者复合使用不仅可以有效地帮助溶解和软化细胞壁，还能够对细胞壁的主要成分纤维素的β-1,4-糖苷键及细胞中淀粉粒的α-l,4-糖苷键产生破坏作用，使得细胞结构比较疏松，其耐高温从而可增加酶解液的稳定性还可以促进黄酮等活性物质尽可能多地析出。

从表内实施例4-8可以看出，随着热稳定纤维素酶占比的增加，牡丹酶解水中黄酮含量呈现先升高后降低的趋势，这是因为适当增加热稳定纤维素酶的含量促进了纤维素酶对细胞壁中纤维素的降解作用，使得黄酮类物质失去屏障后更容易向溶液的主体中扩散，促使黄酮类溶出加快，但是过量的热稳定纤维素酶会使酶与底物的作用达到饱和，酶解后的部分纤维素和过多的酶附着在颗粒表面，阻碍了黄酮类物质向溶液中析出，进而导致黄酮含量下降。当热稳定α-淀粉酶的加入量占热稳定α-淀粉酶和热稳定纤维素酶二者质量和的30％时，本申请牡丹酶解水中黄酮含量达到最高，为2.01％。因此优选热稳定α-淀粉酶占热稳定α-淀粉酶和热稳定纤维素酶二者质量和的30％加入牡丹水进行酶解处理。

(三)牡丹发酵水制备过程中发酵菌的接种比例的探讨

为了探讨发酵过程中冠突散囊菌和植物乳杆菌的接种比例对制得的牡丹发酵水的黄酮含量的影响，发明人分别做了以下实验，即实施例9-12和对比例7-9，其对应加入的冠突散囊菌和植物乳杆菌的接种比例分别为：1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、0∶1、1∶0、不加菌。结果如表3所示。

实施例9

本实施例提供一种牡丹发酵水，其制备方法包括如下步骤：

(a)将实施例6制备的牡丹酶解水真空过滤，取滤出液进行浓缩处理，将液体体积浓缩至原体积的20％-30％，得到浓缩液；将浓缩液在40℃、20MPa条件下均质15min，然后在121℃高温高压灭菌20-30min，得到牡丹酶解水提取液。

(b)在温度28℃、湿度70％条件下，按2％(v/v)的接种量将活化后的冠突散囊菌和植物乳杆菌接入步骤(a)得到的牡丹酶解水提取液进行培养发酵3d，得到牡丹发酵水。所述冠突散囊菌和植物乳杆菌的接种比例为1∶1。

实施例10

一种牡丹发酵水内容与实施例9的内容基本相同，其不同之处在于：所述冠突散囊菌和植物乳杆菌的接种比例为1∶2。

实施例11

一种牡丹发酵水内容与实施例9的内容基本相同，其不同之处在于：所述冠突散囊菌和植物乳杆菌的接种比例为1∶3。

实施例12

一种牡丹发酵水内容与实施例9的内容基本相同，其不同之处在于：所述冠突散囊菌和植物乳杆菌的接种比例为1∶4。

对比例7

一种牡丹发酵水内容与实施例9的内容基本相同，其不同之处在于：所述冠突散囊菌和植物乳杆菌的接种比例为0∶1。

对比例8

一种牡丹发酵水内容与实施例9的内容基本相同，其不同之处在于：所述冠突散囊菌和植物乳杆菌的接种比例为1∶0。

对比例9

一种牡丹发酵水内容与实施例9的内容基本相同，其不同之处在于：不加入所述冠突散囊菌和植物乳杆菌。

表3冠突散囊菌和植物乳杆菌不同接种比例对制得的牡丹发酵水中黄酮含量的影响

由表3可以看出，在牡丹酶解水中加入冠突散囊菌和植物乳杆菌发酵处理后，其黄酮含量明显高于不发酵的牡丹酶解水(对比例9)。而且单独加入植物乳杆菌(对比例7)或冠突散囊菌(对比例8)得到的牡丹酶解水，其黄酮含量虽高于未发酵的牡丹酶解水(对比例9)，但是低于同时加入冠突散囊菌和植物乳杆菌发酵得到牡丹发酵水。这是因为冠突散囊菌可以在生长代谢的过程中利用其他营养物质如淀粉、多糖进行生物转化而生成黄酮类物质；植物乳杆菌可以分泌一些有利于牡丹花细胞壁降解的酶系，提高胞内物质的释放效率，从而进一步提高黄酮的含量，二者复合使用可以达到更优的效果。

从实施例9-12还可以看出，随着植物乳杆菌占比的增加，牡丹发酵水中黄酮含量呈现先升高后降低的趋势。植物乳杆菌能够利用营养物质来产生黄酮，增加植物乳杆菌比例，能提黄酮的产出效率，但是植物乳杆菌同时也会消耗掉一部分黄酮物质，当其比例增大到一定程度时，对黄酮产生的消耗逐渐占据优势，从而导致黄酮含量开始下降。当冠突散囊菌和植物乳杆菌接种比例为1∶2时，本申请牡丹发酵水中黄酮含量达到最高，为2.53％。因此优选对牡丹水采用接种比例为1∶2的冠突散囊菌和植物乳杆菌进行发酵处理。

(四)牡丹酸奶制备方法中影响因素的探讨

(1)牡丹酸奶制备方法中多糖类膳食纤维种类的探讨

为了探讨多糖类膳食纤维种类对制得的牡丹酸奶持水力和乳酸菌总数的影响，发明人分别做了以下实验，即实施例13-16，其对应多糖类膳食纤维种类分别为：改性牡丹膳食纤维、聚葡萄糖、菊粉、抗性糊精。结果如表4所示。

实施例13

本实施例提供一种牡丹酸奶，按照重量份数计，所述牡丹酸奶由以下原料发酵而成：牛奶250g，白砂糖25g，实施例10制备的牡丹发酵水12g，发酵剂0.6g(接种量为0.2％)，阿斯巴甜(甜味剂)0.1g，稳定剂5.8g。所述发酵剂为保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌的混合物，且保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌的质量比为1∶3；所述稳定剂为果胶、琼脂和改性牡丹膳食纤维的组合物，且果胶、琼脂和改性牡丹膳食纤维的质量比为2∶2∶1。

所述牡丹酸奶的制备方法包括如下步骤：

称取上述牡丹酸奶各原料组分；将除发酵剂以外的各原料组分中搅拌均匀，然后预热到60℃，在20MPa压力条件下第一次均质处理，得到混合料；将混合料在90℃的温度条件下杀菌20min，然后加入发酵剂在40℃温度条件下发酵；发酵结束后在18Mpa压力、60℃温度条件下第二次均质后，得到牡丹酸奶。

其中，所述改性牡丹膳食纤维的制备过程为：称取300g预处理过的牡丹花，放入蒸汽爆破试验台的汽爆缸中，拧上活塞，将高温高压气体从进气阀通入气缸，气缸内蒸汽爆破压力达到设置的0.6MPa后，进气阀门关闭并维持90s，然后瞬间解压(0.00875s)完成牡丹花的爆破，得到爆破后的牡丹花；提取爆破后的牡丹花样品中可溶性膳食纤维，得到改性牡丹膳食纤维。所述提取改性牡丹膳食纤维的具体步骤为：向每克爆破后的牡丹花中加入25mLpH6.0的磷酸盐缓冲液，混合均匀后加入100μL的热稳定α-淀粉酶溶液于95-100℃水浴15min，得到酶解液a；冷却后用4mol/LHCl溶液调节酶解液a的pH值至1.5，加入100μL胃蛋白酶液于40℃水浴60min，得到酶解液b；冷却后用4mol/LNaOH溶液调节酶解液b的pH值至6.8，加入100μL胰酶继续于40℃水浴60min，得到酶解液c；冷却后用4mol/LHCl溶液调节酶解液c的pH值至4.5，4000r/min离心10min，过滤得到沉淀物a和滤液a。将滤液a与预热至60℃的体积分数95％的乙醇溶液按体积比1∶4混合，室温静置过夜，4000r/min离心10min后除去上清液，得到沉淀物b，然后依次用15mL体积分数78％的乙醇溶液、15mL体积分数95％的乙醇溶液和15mL无水丙酮洗涤沉淀物b两次，将沉淀物b置于105℃烘箱中烘干至恒量，得到牡丹花SDF。

实施例14

一种牡丹酸奶内容与实施例13的内容基本相同，其不同之处在于：将聚葡萄糖代替改性牡丹膳食纤维作为稳定剂组分加入牡丹酸奶配方中，不再制备改性牡丹膳食纤维。

实施例15

一种牡丹酸奶内容与实施例13的内容基本相同，其不同之处在于：将菊粉代替改性牡丹膳食纤维作为稳定剂组分加入牡丹酸奶配方中，不再制备改性牡丹膳食纤维。

实施例16

一种牡丹酸奶内容与实施例13的内容基本相同，其不同之处在于：将抗性糊精代替改性牡丹膳食纤维作为稳定剂组分加入牡丹酸奶配方中，不再制备改性牡丹膳食纤维。

表4改性牡丹膳食纤维种类对制得的牡丹酸奶持水力和乳酸菌总数的影响

由表4可以看出，改性牡丹膳食纤维作为稳定剂组分时对持水力的效果较其他多糖类膳食纤维持水力要高，对乳酸菌的影响不是很大，这是因为在蒸汽爆破过程中高温高压处理和强烈的机械作用可以破坏纤维的细胞壁结构，增加比表面积和孔隙率，使膳食纤维的内部结构变得疏松，形成多孔网状结构，表面羧基、羟基等亲水基团数量增加，进而使水分能够充分渗透膳食纤维内部，导致其持水力增加，因此优选将改性牡丹膳食纤维作为稳定剂组分加入牡丹酸奶配方中。

(2)牡丹酸奶制备方法中多糖类膳食纤维加入方式的探讨

为了探讨多糖类膳食纤维加入方式对制得的牡丹酸奶持水力和乳酸菌总数的影响，发明人分别做了以下实验，即实施例17-21、实施例13和对比例11，其对应第一份改性牡丹膳食纤维的质量占比分别为：20％、40％、45％、50％、60％、100％、0％。结果如表5所示。

实施例17

本实施例提供一种牡丹酸奶，其各原料组分与实施例13相同，其不同之处在于：所述牡丹酸奶的制备方法包括如下步骤：称取上述牡丹酸奶各原料组分，同时按质量百分比将改性牡丹膳食纤维均分成两份，其中第一份改性牡丹膳食纤维占比20％，第二份改性牡丹膳食纤维占比80％；将第一份改性牡丹膳食纤维加入除发酵剂和改性牡丹膳食纤维以外的各原料组分中搅拌均匀，然后预热到60℃，在20MPa压力条件下第一次均质处理，得到混合料；将混合料在90℃的温度条件下杀菌20min，然后加入发酵剂在40℃温度条件下发酵；发酵结束后加入第二份改性牡丹膳食纤维，在18Mpa压力、60℃温度条件下第二次均质后，得到牡丹酸奶。

实施例18

一种牡丹酸奶内容与实施例17的内容基本相同，其不同之处在于：所述牡丹酸奶的制备方法中，按质量百分比将改性牡丹膳食纤维均分成两份，其中第一份改性牡丹膳食纤维占比40％，第二份改性牡丹膳食纤维占比60％。

实施例19

一种牡丹酸奶内容与实施例17的内容基本相同，其不同之处在于：所述牡丹酸奶的制备方法中，按质量百分比将改性牡丹膳食纤维均分成两份，其中第一份改性牡丹膳食纤维占比45％，第二份改性牡丹膳食纤维占比55％。

实施例20

一种牡丹酸奶内容与实施例17的内容基本相同，其不同之处在于：所述牡丹酸奶的制备方法中，按质量百分比将改性牡丹膳食纤维均分成两份，其中第一份改性牡丹膳食纤维占比50％，第二份改性牡丹膳食纤维占比50％。

实施例21

一种牡丹酸奶内容与实施例17的内容基本相同，其不同之处在于：所述牡丹酸奶的制备方法中，按质量百分比将改性牡丹膳食纤维均分成两份，其中第一份改性牡丹膳食纤维占比60％，第二份改性牡丹膳食纤维占比40％。

对比例11

一种牡丹酸奶内容与实施例17的内容基本相同，其不同之处在于：不将改性牡丹膳食纤维均分成两份，待发酵结束后再加入所有改性牡丹膳食纤维进行二次均质。

表5改性牡丹膳食纤维加入方式对制得的牡丹酸奶持水力和乳酸菌总数的影响

由表5可以看出，将实施例17-21与实施例13和对比例11相比，在发酵前和发酵过程中分两批次加入改性牡丹膳食纤维，相对于分别在发酵前一次性加入和发酵后一次性加入改性牡丹膳食纤维，酸奶的持水力较高。这是因为，酸奶的最终持水力效果，是两次均质和两次加入牡丹改性膳食纤维操作的综合影响。

1、第一次均质处理可使溶液形成适合乳酸菌生长繁殖的均一、稳定的溶液，有利于后续的发酵，同时使加入的第一份改性牡丹膳食纤维能够均匀分布在乳酸菌周围，促使乳酸菌在发酵过程中充分利用改性牡丹膳食纤维助其自身生长，加快发酵乳产酸，增加乳酸菌数，提高产酸速率和产酸量，促进蛋白质的凝固，进而固定住更多的水分，增加最终酸奶的持水力。

第二次均质处理可以促进乳中营养成分均匀分布，调节酸奶的黏稠性和稳定性，因此第二份改性膳食纤维再均质，可利用其本身结构中含有的亲水基团，增强发酵乳中酪蛋白胶体颗粒的网络结构.增强对水分的束缚能力，从而抑制乳清等营养成分析出，提高最终酸奶的持水力。

因此，将改性牡丹膳食纤维分成两份在发酵前和发酵后分别加入酸奶中有利于酸奶持水力的提高。

2、随着第一次改性牡丹膳食纤维占比增加，尤其是当达到45％时，SDF与发酵剂作用最好，产生的菌群和乳酸最佳，对蛋白质的凝固效果最好，持水力也最高。同时，SDF会引起酸奶渗透压增加，当其超过45％时，酸奶渗透压已不利于乳酸菌生长和乳酸产酸，减少或阻滞了蛋白质的凝固，持水力又开始下降，因此优选按第一份改性膳食纤维占比45％-50％将改性牡丹膳食纤维分成两份在发酵前和发酵后分别加入酸奶中以提高酸奶持水效果。

关于乳酸菌总数，由于第一次改性牡丹膳食纤维加入有适合乳酸菌生长繁殖的均一、稳定的环境，因此将改性牡丹膳食纤维分两次加入的乳酸菌总数比发酵后一次加入(对比例11)多。而相比于实施例13，随着改性膳食纤维第一次加入的增多，渗透压持续上升减少阻滞乳酸菌增殖，达到当改性牡丹膳食纤维添加量占比达到45％的时候，改性牡丹膳食纤维的作用达到平衡，当占比超过45％时，乳酸菌开始较为明显下降。

综上，优选按第一份改性膳食纤维占比45％-50％将改性牡丹膳食纤维分成两份在发酵前和发酵后分别加入酸奶中。

(3)牡丹酸奶制备方法中发酵剂接种量的探讨

为了探讨加入发酵剂接种量对制得的牡丹酸奶的品质(包括理化指标、质构分析和感官评分)的影响，发明人分别做了以下实验，即实施例19、实施例22-25，其对应发酵剂接种量分别为：0.2％、0.1％、0.15％、0.25％、0.3％。结果如表6所示。其中，感官测评邀请测评人员对酸奶试样综合考察评定酸奶的组织状态、色泽、口感、风味，并采用百分评分制对酸奶综合感官进行打分。

实施例22

一种牡丹酸奶内容与实施例19的内容基本相同，其不同之处在于：所述发酵剂的接种量为0.1％。

实施例23

一种牡丹酸奶内容与实施例19的内容基本相同，其不同之处在于：所述发酵剂的接种量为0.15％。

实施例24

一种牡丹酸奶内容与实施例19的内容基本相同，其不同之处在于：所述发酵剂的接种量为0.25％。

实施例25

一种牡丹酸奶内容与实施例19的内容基本相同，其不同之处在于：所述发酵剂的接种量为0.3％。

表6不同发酵剂接种量对制得的牡丹酸奶品质的影响

由表6可以看出，发酵剂接种量为0.2％时，以本发明制备的牡丹发酵水和改性膳食纤维制备的牡丹酸奶，其持水力最高，感官评定结果最好，产品综合性能较好。

实施例26

一种牡丹水内容与实施例1的内容基本相同，其不同之处在于：步骤(2)中牡丹花和水的质量比为1∶20；步骤(3)中混合浆料在120℃、0.2MPa条件下处理1h。

实施例27

一种牡丹水内容与实施例1的内容基本相同，其不同之处在于：步骤(2)中牡丹花和水的质量比为1∶28；步骤(3)中混合浆料在135℃、0.4MPa条件下处理2h。

实施例28

一种牡丹酸奶内容与实施例19的内容基本相同，其不同之处在于：所述牡丹酸奶配方中，果胶、琼脂和改性牡丹膳食纤维的质量比为3∶4∶2。

实施例29

一种牡丹酸奶内容与实施例19的内容基本相同，其不同之处在于：所述牡丹酸奶配方中，果胶、琼脂和改性牡丹膳食纤维的质量比为4∶6∶1。

综上，本发明采用碳基固体酸处理牡丹花，能够有效破坏纤维素等植物“表层”，释放更多物质如多糖等营养物质、香味成分，以及黄酮等活性成分，得到的牡丹水营养、健康、具有牡丹香味，可用于开发酸奶等产品。而且过滤的滤渣可以重复进行碳基固体酸的制备，实现循环利用资源。将牡丹水进行发酵处理可产生更多的可溶性多糖等其他成分，使其具有更好的抗氧化活性；而选用双菌混合发酵，可使发酵后得到更多的营养物质(以水溶性总黄酮为标志物)。

本发明经测定得知改性后的牡丹花可溶性膳食纤维含量增加，SDF在热水和温水中可以溶解形成粘性凝胶，绕过小肠的消化，很容易被大肠菌群发酵，具有较好的凝胶性能和微生物可及性，在食品加工应用中起到凝胶和增稠作用。而对其物理特性进行研究，膳食纤维的膨胀力和吸水性提高，其持水性增加，可使酸奶产品口感得到改善。由于持水力是衡量酸奶品质的一个重要指标，增加持水力，可使酸奶具有较好的凝固性，也即持水力越高酸奶稳定性越好，因此改性牡丹膳食纤维可以作为稳定剂添加到牡丹花酸奶中。

综上所述，本发明有效克服了现有技术中的不足，且具高度产业利用价值。上述实施例的作用在于说明本发明的实质性内容，但并不以此限定本发明的保护范围。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和保护范围。

Claims (5)

1.一种牡丹水的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）制备碳基固体酸：将牡丹碎粉在保护气体氛围下加热碳化，得到碳化粉末；将硫酸加入所述碳化粉末中，在保护气体氛围下加热至78-100℃进行磺化处理，得到磺化产物；将所述磺化产物水洗、过滤、干燥，得到碳基固体酸；

（2）制备牡丹水：将牡丹花加入水中打浆，得到浆料；将步骤（1）得到的碳基固体酸加入浆料中搅拌均匀，得到混合浆料；将混合浆料在120-135℃下高压处理后过滤除去滤渣，得到牡丹水；

步骤（2）中所述牡丹花与水的质量比为1∶（20-28）；所述碳基固体酸与牡丹花的质量比为1∶（6-8）。

2.利用权利要求1所述制备方法制备的牡丹水。

3.权利要求2所述牡丹水在食品中的应用。

4.一种牡丹酸奶，其特征在于，按照重量份数计，所述牡丹酸奶由以下原料发酵而成：牛奶200-300份、糖10-30份、牡丹发酵水5-20份、发酵剂0.3-1份、甜味剂0.06-0.15份、稳定剂1-10份；

所述牡丹发酵水的制备方法为：将权利要求2所述的牡丹水进行酶解处理，得到牡丹酶解水；然后将牡丹酶解水进行发酵处理，得到所述牡丹发酵水；所述牡丹发酵水的制备方法中，发酵处理采用的菌种为冠突散囊菌和植物乳杆菌；

所述稳定剂为果胶、琼脂和多糖类膳食纤维的组合物；所述多糖类膳食纤维包括改性牡丹膳食纤维、聚葡萄糖、菊粉、抗性糊精中的一种或两种以上的组合；所述稳定剂中果胶、琼脂和多糖类膳食纤维的质量比为（3-4）∶（4-6）∶（1-2）；

所述牡丹发酵水的制备方法中，酶解处理采用的酶为热稳定α-淀粉酶和热稳定纤维素酶；所述热稳定α-淀粉酶的加入量占热稳定α-淀粉酶和热稳定纤维素酶两者总质量的（20-45）%；

所述冠突散囊菌和植物乳杆菌的接种比例为1∶（1-4）；

所述改性牡丹膳食纤维的制备步骤具体为：将牡丹花加入反应器后充入高温气体，在0.6-1.5Mpa条件下维持30-150s后瞬间解压，完成爆破，得到爆破后的牡丹花样品；提取爆破后的牡丹花样品中的可溶性膳食纤维，得到改性牡丹膳食纤维。

5.一种权利要求4所述牡丹酸奶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：按照配比称取各原料，其中多糖类膳食纤维分两次加入；将牛奶、糖、牡丹发酵水、甜味剂、果胶、琼脂和第一份多糖类膳食纤维混匀，进行第一次均质后杀菌，然后加入发酵剂发酵；发酵结束后加入剩余多糖类膳食纤维进行第二次均质，得到牡丹酸奶；

其中第一份多糖类膳食纤维占多糖类膳食纤维总质量的45%-50%。