CN115868563B - 一种富含菊糖、低聚果糖及三型双果糖酐的牛蒡茶 - Google Patents
一种富含菊糖、低聚果糖及三型双果糖酐的牛蒡茶 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种富含菊糖、低聚果糖及三型双果糖酐的牛蒡茶，属于食品加工技术领域。本发明采用天然材料牛蒡，通过对牛蒡根酶解处理，制备得到的牛蒡茶具有功能元素多样化，包括了本身含有的菊糖，生成的低聚果糖(GF2、GF3、GF4)和三型双果糖酐DFA‑III，剩余的菊糖、生成的GF2、GF3、GF4和三型双果糖酐的含量分别为8.1％、4.8％、4.8％、3.4％和6.7％。本发明制备得到的牛蒡茶可以促进矿物质的吸收，抗龋齿，增殖益生菌以及提高人体免疫力等，同时本发明提供的牛蒡茶为固体颗粒，且包装成茶包体积小，易于携带和冲泡。
Description
技术领域
本发明涉及一种富含菊糖、低聚果糖及三型双果糖酐的牛蒡茶，属于食品加工技术领域。
背景技术
牛蒡为桔梗目菊科植物，具有丰富的营养价值。牛蒡根肉质粗壮，呈圆锥形，为药食同源植物，主要含氨基酸、多酚类、牛蒡酸、挥发油以及低聚糖等成分。菊糖含量约占牛蒡根干重的30％，是牛蒡药理活性的主要成分。菊糖是一种可溶性膳食纤维，在体内不会被消化酶分解，有助于降低人体血脂，调节胃肠道转移时间以及促进肠道有益菌繁殖。现代医学研究表明，牛蒡具有降血糖、降血压、降血脂、治疗失眠以及提高人体免疫力等功效，可用于糖尿病、高血压、高血脂等多种疾病的辅助治疗。
菊粉(菊糖)可以在菊糖果糖转移酶作用下转化为新型功能甜味剂双果糖酐。具有热量低，促进矿物质吸收，抗龋齿以及促进益生菌生长等一系列生理功能。同时菊糖果糖转移酶转化菊糖的部分副产物为低聚果糖。低聚果糖为食品添加剂，是一种益生元，能够增加益生菌的生长，广泛应用于食品行业。
牛蒡自身纤维含量较高，采收出土后如果保藏不当极易老化，丧失原有的口感和风味。因此开发牛蒡产品能够很好地避免销售过程带来的品质损失。目前针对牛蒡所开发的产品多为牛蒡茶，深加工产品较少。其中针对含量高的菊糖开发程度不大，因此，如何深加工增加牛蒡附加值和营养价值是目前需要解决的一个技术问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种富含菊糖、低聚果糖及三型双果糖酐(DFA-III)的牛蒡茶的制备方法，工艺简单，提升了牛蒡生理功能的多元化，具有较高的实用价值。
本发明提供了一种制备富含菊糖、低聚果糖及三型双果糖酐的牛蒡茶的方法，所述方法如下：
(1)选择新鲜牛蒡根，冷藏处理，清洗并制成牛蒡根切片；
(2)将牛蒡根切片烘干，并进行烘烤，冷却后进行粉碎制成牛蒡根粉；
(3)向牛蒡根粉中添加纯净水调浆，浸提得牛蒡浸提液；
(4)将牛蒡浸提液冷却，加入来源于微生物Arthrobacter ramosus的菊糖果糖转移酶进行酶解，获得牛蒡反应液；
(5)将牛蒡反应液干燥制成牛蒡茶。
在一种实施方式中，步骤(2)中，烘干的温度为60～70℃，烘烤的条件为在120～150℃温度下烘烤至牛蒡根切片中间呈现白色，边缘呈现咖啡色。
在一种实施方式中，步骤(2)中，粉碎至100～200目。
在一种实施方式中，步骤(3)中，牛蒡按料液重量比(1：10)～(1：15)加纯净水调浆。
在一种实施方式中，步骤(3)中，浸提的条件为在75～90℃浸提1～3h。
在一种实施方式中，步骤(4)中，将牛蒡浸提液冷却至55～65℃后再进行酶解。
在一种实施方式中，步骤(4)中，所述菊糖果糖转移酶的添加量是牛蒡根质量的0.5‰～0.1％。
在一种实施方式中，所述菊糖果糖转移酶核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示
在一种实施方式中，菊糖果糖转移酶酶制剂的比活为311.93U/mg。
在一种实施方式中，步骤(4)中，酶解0.5～2h。
在一种实施方式中，步骤(5)中，将牛蒡反应液不灭酶直接喷雾干燥制成牛蒡茶。
本发明提供了利用上述方法制备得到的牛蒡茶。
本发明提供了上述方法或上述牛蒡茶在食品领域中的应用。
本发明提供了所述菊糖果糖转移酶在制备富含菊糖、低聚果糖及三型双果糖酐的牛蒡茶中的应用，所述菊糖果糖转移酶来源于微生物Arthrobacter ramosus，核苷酸序列如SEQ IDNO.1所示。
本发明提供了所述菊糖果糖转移酶在食品领域中的应用，所述菊糖果糖转移酶来源于微生物Arthrobacter ramosus，核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。
有益效果：
1、本发明采用的天然材料牛蒡，通过对牛蒡根处理提升功能，充分利用了牛蒡资源；
2、本发明制备的牛蒡茶具有功能元素多样化，包括了本身含有的菊糖，生成的低聚果糖(GF2、GF3、GF4)和三型双果糖酐DFA-III，剩余的菊糖、生成的GF2、GF3、GF4和三型双果糖酐DFA-III的含量分别为8.1％、4.8％、4.8％、3.4％和6.7％，可以促进矿物质的吸收，抗龋齿，增殖益生菌以及提高人体免疫力等；
3、本发明产品为固体颗粒，且包装成茶包体积小，易于携带和冲泡。
附图说明
图1为标准品果糖，葡萄糖和蔗糖的HPLC图；
图2为标准品低聚果糖GF2，GF3，GF4的HPLC图；
图3为标准品三型双果糖酐DFA-III的HPLC图；
图4为实施例2牛蒡粉酶反应后成分的HPLC检测分析。
具体实施方式
下面结合附图实施例对本发明做进一步详细说明。
菊糖果糖转移酶的比酶活测定方法：
1mL反应体系包含1％(W/V)菊糖(菊粉)、50mmol L-1醋酸盐缓冲液(pH 5.5)以及100nmol L-1的菊糖果糖转移酶，反应温度和时间分别为55℃和10min，沸水浴法停止酶反应(10min)。沸水浴后，反应液在10000r min-1条件下离心10min。上清通过0.22μm的微孔过滤膜过滤，使用Sugar-Pak I钙型阳离子交换柱测定三型双果糖酐DFA-III，计算菊糖果糖转移酶的酶活。
单位酶活定义为：在最佳反应条件下(pH 5.5，55℃)每分钟生成1μmol的三型双果糖酐DFA-III所需要的酶量为1U。
实施例1具有菊糖果糖转移酶活性的酶制剂的制备
菊糖果糖转移酶来源于微生物Arthrobacter ramosus，核苷酸序列如SEQ IDNO.1所示。将菊糖果糖转移酶的编码基因构建质粒pET-22b(+)-ift，其克隆所用质粒载体是pET-22b(+)，克隆宿主细胞是Escherichia coli DH5α，基因片段两端的限制性内切位点采用的是Nde I和Xho I。
将构建的质粒pET-22b(+)-ift转化至大肠杆菌Escherichia coli BL21(DE3)感受态细胞中，在LB固体培养基培养过夜后，挑阳性单克隆转化子于LB液体培养基培养，37℃、200rpm摇培过夜，后接入LB液体培养基37℃培养至OD值为0.6，降温至30℃，加入IPTG终浓度为0.5mM诱导6～8h，发酵液于4℃、l2000 rpm离心30min取菌体。加入20mL缓冲液(50mMPBS，200mM NaCl，调节pH至6.5)充分重悬菌体，放入超声波细胞破碎仪中进行超声破碎，得粗酶液，用0.22μm微孔滤膜过滤备用。利用镍离子亲和层析柱进行蛋白纯化，获得目的蛋白，菊糖果糖转移酶的比活为311.93U/mg，最适温度为55℃，最适pH为5.5。纯化后的菊糖果糖转移酶达到电泳纯。
实施例2牛蒡茶的制备
(1)选择无斑点、无霉变、无虫蛀以及无污染的新鲜牛蒡根，牛蒡在清水中清洗5～6次，利用全不锈钢切片机切成薄片备用；
(2)将牛蒡根切片在60～70℃下烘干，并在120℃的烘烤炉中烘烤2h至牛蒡根切片中间呈现白色，边缘呈现咖啡色时出炉，凉透后粉碎至100～200目；
(3)将牛蒡根粉按料液重量比1：10加纯净水调浆，在75℃浸提3h；
(4)将牛蒡浸提液冷却至55～65℃，加入实施例1制备的菊糖果糖转移酶酶制剂(牛蒡根质量的0.5‰)，酶解2h，获得牛蒡反应液。
(5)将牛蒡反应液不灭酶直接喷雾干燥制成牛蒡粉，使用专用包装设备定量包装，每袋8±0.5g。
实施例3牛蒡茶的制备
(1)选择无斑点、无霉变、无虫蛀以及无污染的新鲜牛蒡根，在冷库中冷藏牛蒡，将冷藏过后的牛蒡在清水中清洗5～6次，利用全不锈钢切片机切成薄片备用；
(2)将牛蒡根切片在60～70℃下烘干，并在150℃的烘烤炉中烘烤1.5h至牛蒡根切片中间呈现白色，边缘呈现咖啡色时出炉，凉透后粉碎至100～200目；
(3)将牛蒡根粉按料液重量比1：12加纯净水调浆，在80℃浸提2h；
(4)将牛蒡浸提液冷却至55～65℃，加入实施例1制备的菊糖果糖转移酶酶制剂(牛蒡根质量的0.7‰)进行酶解1h，获得牛蒡反应液；
(5)将牛蒡浸反应液不灭酶直接喷雾干燥制成牛蒡粉，使用专用包装设备定量包装，每袋8±0.5g。
实施例4牛蒡茶的制备
(1)选择无斑点、无霉变、无虫蛀以及无污染的新鲜牛蒡根，在冷库中冷藏牛蒡，将冷藏过后的牛蒡在清水中清洗5～6次，利用全不锈钢切片机切成薄片备用；
(2)将牛蒡根切片在60～70℃下烘干，并在150℃的烘烤炉中烘烤1h至牛蒡根切片中间呈现白色，边缘呈现咖啡色时出炉，凉透后粉碎至100～200目；
(3)将牛蒡根粉按料液重量比1：15加纯净水调浆，在90℃浸提1.5h；
(4)将牛蒡浸提液冷却至55～65℃，加入实施例1制备的菊糖果糖转移酶酶制剂(牛蒡根质量的0.1％)进行酶解0.5h，获得牛蒡反应液；
(5)将牛蒡反应液不灭酶直接喷雾干燥制成牛蒡粉，使用专用包装设备定量包装，每袋8±0.5g。
实施例5牛蒡茶的质量检测
以不加菊糖果糖转移酶酶制剂制备得到的牛蒡茶粉为对照组，对实施例2制备得到的牛蒡茶粉中的菊糖，低聚果糖和三型双果糖酐DFA-III含量进行检测。
1、实验方法
将1g牛蒡茶粉溶于10mL水中，菊糖含量采用苯酚-硫酸法以及DNS法联合测定，低聚果糖和三型双果糖酐DFA-III含量用HPLC法测定。将制得的牛蒡茶粉溶解于超纯水后，通过0.22μm的微孔过滤膜进行过滤，进行高效液相检测。利用AsahipakNH2P-504E氨基柱进行产物鉴定及含量检测，流动相采用70％乙腈，流速为1mLmin-1，柱温为30℃，每次上样体积为10μL，检测器为Shodex示差折光检测器。
2、实验结果
如表1所示，相比对照组，实施例2所得的牛蒡茶粉中的低聚果糖含量有所增加，另外生成了功能性甜味剂三型双果糖酐DFA-III，这几种糖可以发挥协同作用，改善糖脂代谢，促进矿物质的吸收，促进黄酮类物质吸收，抗龋齿，调节体内菌群平衡以及增强人体免疫力。
表1实施例2所得牛蒡茶的糖含量
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。
Claims (7)
1.一种制备富含菊糖、低聚果糖及三型双果糖酐的牛蒡茶的方法，其特征在于，所述方法如下：
（1）选择新鲜牛蒡根，冷藏处理，清洗并制成牛蒡根切片；
（2）将牛蒡根切片烘干，并进行烘烤，冷却后进行粉碎制成牛蒡根粉；
（3）向牛蒡根粉中添加纯净水调浆，浸提得牛蒡浸提液；
（4）将牛蒡浸提液冷却至55~65°C，加入来源于微生物Arthrobacter ramosus的菊糖果糖转移酶进行酶解0.5~2 h，获得牛蒡反应液；所述菊糖果糖转移酶的核苷酸序列如SEQ IDNO.1所示，菊糖果糖转移酶的添加量是牛蒡根质量的0.5‰~0.1%；
（5）将牛蒡反应液干燥制成牛蒡茶。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）中，烘干的温度为60~70°C，烘烤的条件为在120~150°C温度下烘烤至牛蒡根切片中间呈现白色，边缘呈现咖啡色。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）中，粉碎至100~200目。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（3）中，牛蒡按料液重量比（1：10）~（1：15）加纯净水调浆；浸提的条件为在75~90°C浸提1~3 h。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（5）中，将牛蒡反应液不灭酶直接喷雾干燥制成牛蒡茶。
6.利用权利要求1~5任一所述的方法制备得到的牛蒡茶。
7.菊糖果糖转移酶在制备富含菊糖、低聚果糖及三型双果糖酐的牛蒡茶中的应用，所述菊糖果糖转移酶来源于微生物Arthrobacter ramosus，核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。
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