CN115812882B - 富含原儿茶酸和gaba的猕猴桃发酵饮品的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种富含原儿茶酸和GABA的猕猴桃发酵饮品的制备方法，包括以下步骤：(1)将植物乳杆菌M912在含5g/L L‑谷氨酸钠的MRS液体培养基中活化，35～37℃，培养8～12h至对数生长期。(2)向猕猴桃果汁中添加5～7g/L L‑谷氨酸钠，经巴氏灭菌得猕猴桃汁发酵基质。(3)以体积计，将步骤(1)得到的植物乳杆菌M912按2％接种量接种到步骤(2)得到的猕猴桃汁发酵基质中，于35～37℃，静置发酵培养96～120h，得到猕猴桃发酵饮品。本发明通过微生物转化制备富含GABA，同时能强化提升原儿茶酸含量的猕猴桃发酵饮品，丰富猕猴桃饮品种类，提高猕猴桃发酵饮品健康功效。
Description
技术领域
本发明属于微生物发酵饮品加工技术领域，具体涉及一株产GABA植物乳杆菌转化制备富含原儿茶酸的猕猴桃发酵饮品的方法。
背景技术
随着人们对健康的日益关注，消费者对发酵饮品的要求除了美味可口之外，还希望它们具有特定的营养功效，以利于人体健康和提高生活质量。因此，近年来全球功能性饮品市场空间巨大。
γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)是一种非蛋白质氨基酸，是哺乳动物中枢神经系统中一种重要的神经抑制性递质，具有镇静神经、改善睡眠、降血压、改善脑机能等重要生物学活性功能。采用微生物发酵制备GABA是主要来源之一，从自然界中筛选产GABA的食品级安全微生物菌株，并将其用于果蔬发酵制备富含GABA的功能性发酵饮品是研究热点。
猕猴桃富含抗坏血酸、膳食纤维、多酚、黄酮类化合物和矿物质等营养物质，因其良好的营养价值和鲜美的口感而受到越来越多消费者的关注。酚类化合物是猕猴桃，特别是红果肉猕猴桃中主要的生物活性化合物之一，已被证明具有提高人体免疫系统、预防癌症和心血管疾病的作用。原儿茶酸(Protocatechuic Acid，PCA)作为多酚类物质的一种代谢产物，具有重要的生物学活性，如具有抗氧化、抗肿瘤、抗菌、镇痛、抗炎等药理作用。然而新鲜猕猴桃具有多汁、皮薄、在运输和储存过程中易腐烂的特点，通常以新鲜水果食用。因此，有必要采用新的加工技术来避免猕猴桃采后果实损失，丰富其产品种类和提高猕猴桃的关键生物活性因子，特别是多酚类化合物的含量。
乳酸菌作为公认的食品级安全微生物被广泛用于果蔬发酵，研究表明，不同的乳酸菌菌株对不同的植物基原料中的化学物质如多酚类的代谢转化具有菌株特异性，而生物活性物质的含量提高对提升产品的生物活性和生物利用度具有重要意义。同时，有研究报道，一些特异乳酸菌具有谷氨酸脱羧酶(GAD)活性，能催化谷氨酸脱羧生成GABA。而目前，利用筛选的产GABA乳酸菌，通过微生物转化猕猴桃汁，制备获得既含GABA又能显著提升生物活性因子原儿茶酸含量的功能强化的猕猴桃发酵饮品的研究未见报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题为：如何以猕猴桃汁为发酵底物，通过微生物转化制备富含GABA同时又能显著提升原儿茶酸含量的猕猴桃发酵饮品。
本发明的技术方案为：微生物转化富含原儿茶酸猕猴桃发酵饮品制备方法，包括以下步骤：
(1)发酵种子的制备：将保藏编号为CGMCC No.21237的植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)M912在含5g/L L-谷氨酸钠的MRS液体培养基中活化，35～37℃，培养8～12h至对数生长期。
(2)猕猴桃汁发酵基质制备：向猕猴桃果汁中添加5～7g/L L-谷氨酸钠，经巴氏灭菌得猕猴桃汁发酵基质。
(3)微生物转化：按2％(v/v)接种量接种步骤(1)得到的植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)M912于步骤(2)得到的猕猴桃汁发酵基质，于35～37℃，静置发酵培养96～120h，得到猕猴桃发酵饮品。
进一步地，步骤(1)中，L-谷氨酸钠的含量为5g/L。
进一步地，步骤(1)中，培养温度为37℃。
进一步地，步骤(2)中，L-谷氨酸钠的含量为5g/L。
进一步地，步骤(2)中，猕猴桃果汁通过以下方法制备：挑选成熟新鲜猕猴桃，经清洗、去皮、压榨得猕猴桃果汁。
进一步地，步骤(3)中，以体积计，植物乳杆菌M912的接种量为2％。
进一步地，步骤(1)中，MRS液体培养基的组成为：葡萄糖20g，蛋白胨10g，牛肉膏10g，酵母粉5g，乙酸钠5g，磷酸二氢钾2g，柠檬酸铵2g，吐温80 1mL，硫酸镁0.5g，硫酸锰0.25g，蒸馏水定容至1L，121℃灭菌15min。
植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)M912采用富集培养法分离于传统发酵四川泡菜，经过培养，经16S rRNA鉴定为植物乳杆菌。于2020年11月26日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC No.21237。该菌株的分离、鉴定的详细过程已经在CN 112852664 A中公开。对植物乳杆菌M912产GABA能力研究发现，该植物乳杆菌M912在含5g/L L-谷氨酸钠的MRS合成培养基中其产GABA的能力为0.15g/L(图1)。
采用本发明的方法，与合成培养基发酵产GABA相比，由于猕猴桃发酵基质中蕴含丰富的营养物质如维生素、微量元素、氨基酸等，对植物乳杆菌M912发酵代谢合成转化生物活性物质有明显促进作用，得到猕猴桃发酵饮品中的生物活性因子中的GABA含量为0.29-0.41g/L；原儿茶酸含量高达900.16mg/L-2379.93mg/L，经产GABA植物乳杆菌M912微生物转化显著改善提升了原儿茶酸含量。同时对原儿茶酸转化合成的猕猴桃基质中的前体物质如香草酸和咖啡酸的含量检测发现，伴随着原儿茶酸含量的显著增加，香草酸和咖啡酸的含量显著下降，说明产GABA植物乳杆菌M912可高效代谢利用猕猴桃汁基质中的香草酸和咖啡酸转化为原儿茶酸。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明以植物乳杆菌M912为发酵起始菌株，以猕猴桃汁为发酵底物，通过微生物转化制备富含GABA，同时能强化提升原儿茶酸含量的猕猴桃发酵饮品，丰富猕猴桃饮品种类，提高猕猴桃发酵饮品健康功效。
附图说明
图1为植物乳杆菌M912在含MRS培养基中产GABA变化趋势；
图2为植物乳杆菌M912制备猕猴桃发酵饮品中GABA产量随发酵时间变化；
图3为植物乳杆菌M912制备猕猴桃发酵饮品中原儿茶酸产量随发酵时间变化；
图4为植物乳杆菌M912制备猕猴桃发酵饮品中原儿茶酸、香草酸和咖啡酸含量随发酵时间变化(A，金艳猕猴桃；B，红阳猕猴桃)。
具体实施方式
下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料，如无特殊说明，均为从商业渠道购买得到的。
实施例1：
(1)产GABA植物乳杆菌M912种子培养制备：将筛选获得的产GABA植物乳杆菌M912(保藏编号CGMCC No.21237)，在含5g/L-谷氨酸钠的MRS液体培养基中活化，37℃，培养8～12h至对数生长期，菌液浓度约为3.12×109CFU/mL。
(2)金艳猕猴桃汁发酵基质制备：挑选新鲜成熟的金艳猕猴桃品种，清洗、去皮、压榨得猕猴桃汁，并添加谷氨酸钠至5g/L，再经巴氏灭菌得金艳猕猴桃发酵基质。
(3)产GABA植物乳杆菌M912发酵制备富含GABA及原儿茶酸的金艳猕猴桃发酵饮品：按照2％(v/v)接种量接种植物乳杆菌M912于金艳猕猴桃发酵基质，于37℃，静置发酵培养96h。
结果如图2、图3和图4所示，HPLC检测分析得到GABA最大浓度为0.29g/L；HPLC检测分析得到原儿茶酸最大浓度为2379.93mg/L，原儿茶酸含量获得显著提升，同时金艳猕猴桃发酵基质中的原儿茶酸前体物香草酸和咖啡酸含量显著下降。
实施例2：
(1)产GABA植物乳杆菌M912种子培养制备：将筛选获得的产GABA植物乳杆菌M912(保藏编号CGMCC No.21237)，在含5g/L-谷氨酸钠的MRS液体培养基中活化，37℃，培养8～12h至对数生长期，菌液浓度为约3.12×109CFU/mL。
(2)红阳猕猴桃汁发酵基质制备：挑选新鲜成熟的红阳猕猴桃品种，清洗、去皮、压榨得猕猴桃汁，并添加谷氨酸钠至5g/L，再经巴氏灭菌得金艳猕猴桃发酵基质。
(3)产GABA植物乳杆菌M912发酵制备富含GABA及原儿茶酸的红阳猕猴桃发酵饮品：按照2％(v/v)接种量接种植物乳杆菌M912于红阳猕猴桃发酵基质，同时以商品化植物乳杆菌发酵菌剂为对照。于37℃，静置发酵培养96h。
结果如图2、图3和图4所示，HPLC检测分析得到GABA最大浓度为0.41g/L；HPLC检测分析得到原儿茶酸最大浓度为900.16mg/L，原儿茶酸含量获得显著改善提升，同时红阳猕猴桃发酵基质中的香草酸和咖啡酸含量显著下降。
Claims (1)
1.富含原儿茶酸和GABA的猕猴桃发酵饮品的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）发酵种子的制备：将保藏编号为CGMCC No. 21237的植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）M912在含5 g/L L-谷氨酸钠的MRS液体培养基中活化，37℃，培养8~12 h至对数生长期；MRS液体培养基的组成为：葡萄糖20 g，蛋白胨10 g，牛肉膏10 g，酵母粉5 g，乙酸钠5 g，磷酸二氢钾2 g，柠檬酸铵2 g，吐温80 1 mL，硫酸镁0.5 g，硫酸锰0.25 g，蒸馏水定容至1 L，121 ℃灭菌15 min；
（2）猕猴桃汁发酵基质制备：挑选成熟新鲜金艳猕猴桃，经清洗、去皮、压榨得猕猴桃果汁，向猕猴桃果汁中添加5 g/L L-谷氨酸钠，经巴氏灭菌得猕猴桃汁发酵基质；
（3）微生物转化：以体积计，将步骤（1）得到的植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）M912按2% 接种量接种到步骤（2）得到的猕猴桃汁发酵基质中，于37℃，静置发酵培养96 h，得到猕猴桃发酵饮品。
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