TWI703211B - 一種生產富含白藜蘆醇米酒的生化製程 - Google Patents

Abstract

本發明建立了一種生產富含白藜蘆醇米酒的生化製程，係於米酒發酵過程中加入虎杖根粉，在米酒發酵的過程中，白藜蘆醇和白藜蘆醇苷從虎杖根粉中被萃取到米酒中，同時白藜蘆醇苷經由發酵過程中產生的β-葡萄糖苷酶轉化為白藜蘆醇，經過10天共發酵後，離心去除固形物的發酵液再經過超濾膜或煮沸處理後，可得到富含白藜蘆醇的功能性米酒。

Description

一種生產富含白藜蘆醇米酒的生化製程

本發明係關於一種生產富含白藜蘆醇含量米酒的生化製程，尤其係關係一種使用虎杖根粉與米為原料進行共發酵，經由加入白麴發酵，而得到更高白藜蘆醇含量的米酒釀造製程。

白藜蘆醇(3,5,4-三羥基二苯乙烯)是一種多酚，存在於多種植物中，包括山桑子、藍莓、蔓越莓、葡萄和花生。白藜蘆醇具有抑制癌細胞遷移和轉移的生理功能，以及抗氧化、抗黑色素瘤、減少脂肪肝、抗肥胖、抗炎、保護心臟、保護神經和抗腫瘤特性。

來自葡萄汁、葡萄籽、葡萄皮和紅酒的白藜蘆醇已被廣泛研究。人們普遍認為適量飲用紅酒可預防心血管疾病。紅酒中的白藜蘆醇被認為是一種關鍵分子，因為它可抑制血液中低密度脂蛋白氧化和血小板聚集。白藜蘆醇主要存在於葡萄皮中，其在葡萄果肉中的濃度很低或完全不存在。紅酒是由果渣製成，發酵與葡萄皮一起發酵，這使紅酒的白藜蘆醇含量高於白葡萄酒。儘管如此，紅酒中白藜蘆醇的濃度相對較低，約為1.6至3.6mg/L。

虎杖(Polygonum cuspidatum)是屬於蓼科(Polygonaceae)的多年生植物。虎杖根是傳統的中草藥，用於治療咳嗽、關節痛、慢性支 氣管炎、黃疸、閉經、高血壓和高膽固醇血症的草藥。從虎杖根中提取的主要酚類化合物已被鑑定為白藜蘆醇、白藜蘆醇苷和大黃素。

大部分中藥的活性成分都含有糖苷基團，而很多種活性成分可藉由去除糖苷基團，以獲得其糖苷配基，提高生物可利用性及生理活性。Kim等利用纖維素酶水解去除尖被藜蘆提取物的糖苷基，而增加萃取物的酪氨酸酶抑制活性(Biotechnology and Bioengineering,2004,87(7),849-854)。You等利用α-鼠李糖苷酶與β-葡萄糖苷酶將蘆丁水解轉化為槲皮素，其藥理活性比蘆丁還要高(Journal of Agricultural and Food Chemistry,2010,58(20),10886-10892)。Yang等利用β-葡萄糖苷酶將糖苷異黃酮素轉化成異黃酮素(Food Chemistry,2009,115(4),1247-1252)。Park等利用β-葡萄糖苷酶將多糖基的人參皂苷水解成低糖基的人參皂苷，提高生物可利用性及生理活性(Applied Microbiology and Biotechnology,2010,87(1),9-19)。

米酒是一種用米製成的酒精飲料，傳統上使用「在來法」製造，以米為原料，白麴通常做為發酵起始劑，米經水洗、浸泡、蒸煮、放冷、接種白麴粉、糖化、補水發酵、蒸餾等步驟製造而成。白麴富含多種微生物，如米根黴和米麴菌及澱粉分解酵母，以及各種酶，包括澱粉酶、葡萄糖澱粉酶、蛋白酶和磷酸酶等。

發酵後的米酒通常通過煮沸滅菌來殺死微生物並使米酒中的酶失活以保護其免於酸敗和變質。但是，在高溫下煮沸可能會增加渾濁度，導致褐變或分解生物活性化合物。超濾(Ultrafiltration)是近年來食品工業廣泛用於去除酶、微生物和濁度含量的新技術。超濾膜的分離原理基於機械過濾，由膜的內側和外側之間的壓力差驅動。與煮沸法相比，超濾 的優點是無相變、低溫操作、低能耗、操作簡單，能更好地保存原有的風味和營養成分。目前，超濾通常應用於果汁澄清處理，在酒的滅菌與澄清的應用較少。

在植物中，白藜蘆醇通常以其糖苷衍生物的形式「白藜蘆醇苷」存在。乾燥虎杖根莖中白藜蘆醇含量僅為0.1%~0.2%，而白藜蘆醇苷的含量明顯高於白黎蘆醇，含量約為2%左右。雖然白藜蘆醇苷可在人的腸道中被一些微生物降解而轉化為白黎蘆醇，發揮其藥理作用，但轉化率較低，大部分白藜蘆醇苷不能充分發揮其藥理作用。

目前，有關採用酵素轉化法提高虎杖中白黎蘆醇含量的方法主要有在虎杖粉或虎杖粗萃物中加入β-葡萄糖苷酶，在一定的溫度下水解。此法專一性好，但使用商品酶的成本高，對虎杖苷進行粗萃，操作較繁瑣。

目前，有關採用微生物轉化法提高虎杖中白黎蘆醇含量的方法主要以虎杖根粉加於粗麩皮(麥皮)培養基，接種米麴菌(Applied Microbiology and Biotechnology,2007,75,763-768)，此法具有方法簡單，成本低優點，但微生物菌體及其代謝產物留在溶液中，且粗麩皮成分會溶解於溶液中，影響產品的品質。

一般的米酒不具備類似紅葡萄酒對心血管的保健功能，因此開發有健康益處的功能性米酒可提高傳統米酒的價值。功能性米酒是以保健、養生、健體為目的，具有調節機體功能的效果，同時滿足消費者的飲酒嗜好的飲料酒，可與一般米酒區分，進而增進消費者的購買意願，提升飲酒者的體質與健康，提升傳統米酒的價值。

本發明提供一種生產富含白藜蘆醇的米酒的生化製程，該製程包含下列步驟：(a)將米加水蒸熟；(b)蒸熟的米靜置冷卻至後加入白麴充分拌勻；(c)拌熟白麴於發酵容器內糖化；(d)加水與虎杖根粉進行發酵；(e)以離心去除固形物；離心後的發酵液可經由(f)超濾膜處理或(g)煮沸處理而得到富含白藜蘆醇的米酒。

承上所述，本發明之富含白藜蘆醇米酒的生化製程，可具有一個或多個下述優點：

(1)米酒發酵時可同步萃取虎杖根粉中的白藜蘆醇苷與白藜蘆醇。

(2)虎杖根粉可誘導白麴於米酒發酵過程中產生的β-葡萄糖苷酶。

(3)米酒發酵的同時可轉化虎杖根粉中的白藜蘆醇苷為白藜蘆醇。

(4)以非熱技術進行除菌與酒體的澄清。

(5)米酒產品中的白藜蘆醇含量為紅酒的23倍以上。

(6)產品是一種具有抗氧化功能的米酒。

第一圖係本發明一種生產富含白藜蘆醇米酒的生化製程實施例1的流程圖。

第二圖係虎杖根粉對米酒發酵過程中酒精產量的影響。比較例1(control)在不添加虎杖粉末的情況下進行。

第三圖係虎杖根粉末對米酒發酵過程中白藜蘆醇苷產量的影響。

第四圖係虎杖根粉末對米酒發酵過程中白藜蘆醇產量的影響。

第五圖係煮沸和超濾處理後富含白藜蘆醇的米酒的品質特徵。

本發明之一種生產富含白藜蘆醇的米酒的生化製程，該製程包含下列步驟：(a)將米加水蒸熟；(b)蒸熟的米靜置冷卻至後加入白麴充分拌勻；(c)拌熟白麴置於發酵容器內糖化；(d)加水與虎杖根粉進行發酵；(e)以離心去除固形物；離心後的發酵液可經由(f)超濾膜處理或(g)煮沸處理而得到富含白藜蘆醇的米酒。

第一圖係本發明一種生產富含白藜蘆醇米酒的生化製程實施例1的流程圖。

實施例1，500克米與500克水於電鍋中蒸煮40分鐘後，蒸熟白米含水量為~45%，蒸熟白米冷卻至30℃後加入白麴充分拌勻，以200克蒸熟白米加入1克白麴的比例添加，白麴攪拌均勻後，取100克攪拌白麴後的蒸熟白米於發酵容器中溫度30℃糖化2天後，再加入1克的虎杖根粉與100ml水於溫度30℃進行米酒發酵，同時萃取虎杖根粉中的白藜蘆醇苷與白藜蘆醇與轉化白藜蘆醇苷成為白藜蘆醇，經過10天共發酵後，發酵液以離心去除固形物，可得到富含白藜蘆醇的米酒，酒精濃度為14.2%、白藜蘆醇苷濃度為22mg/L、白藜蘆醇濃度為26mg/L。

本發明的實施例2與實施例1實施方式相似，差別在於虎杖根粉末加入量為3克，得到富含白藜蘆醇的米酒，酒精濃度為14.4%、白藜蘆醇苷濃度為80mg/L、白藜蘆醇濃度為57mg/L。

本發明的實施例3與實施例1實施方式相似，差別在於虎杖根粉末加入量為5克，得到富含白藜蘆醇的米酒，酒精濃度為14.5%、白藜蘆醇苷濃度為122mg/L、白藜蘆醇濃度為86mg/L。

比較例方法與實施例1實施方式相似，差別在於未加入虎杖根粉末得到的米酒，酒精濃度為14.1%，米酒中無白藜蘆醇苷與白藜蘆醇。

本發明實施例1至3與比較例在發酵期間的酒精濃度、白藜蘆醇苷濃度與白藜蘆醇濃度的變化如圖二、三、四。

由圖三、四中第二天與第十天的白藜蘆醇苷減少量與白藜蘆醇增加量計算摩爾轉化率，實施例1、2、3的白藜蘆醇苷轉化為白藜蘆醇的摩爾轉化率分別為50%、73%、82%。

實施例1，如第四圖所示，白藜蘆醇濃度由發酵第二天10mg/L提升到第十天26mg/L，增加了160%。

實施例2，如第四圖所示，白藜蘆醇濃度由發酵第二天22mg/L提升到第十天57mg/L，增加了159%。

實施例3，如第四圖所示，白藜蘆醇濃度由發酵第二天34mg/L提升到第十天86mg/L，增加了153%。

本發明實施例1至3在發酵10天後，發酵液中的β-葡萄糖苷酶活性分別為5.3U/L、7.6U/L、10.2U/L；而比較例則無β-葡萄糖苷酶活性。

將比較例所得到的米酒與實施例1、2、3所得到的富含白藜蘆醇米酒進行抗氧化能力測試；DPPH自由基清除能力分別為5%、30%、30%、37%；還原力分別為7、107、190、294ppm維生素C當量；亞鐵離子螯合活性分別為69%、73%、79%、81%。

實施例4，將實施例3得到的富含白藜蘆醇的米酒以10kd超濾膜進行發酵液殺菌與澄清後處理，處理後的成品酒精濃度為14.4%、白藜蘆醇苷濃度為120.67mg/L、白藜蘆醇濃度為84.93mg/L、澄清度為99.35%。

實施例5與實施例4實施方式相似，差別在於使用3kd超濾膜，處理後的成品酒精濃度為14.5%、白藜蘆醇苷濃度為104.75mg/L、白藜蘆醇濃度為80.58mg/L、澄清度為99.6%。

實施例6，將實施例3得到的富含白藜蘆醇的米酒以煮沸處理20分鐘進行發酵液殺菌與澄清後處理，處理後的成品酒精濃度為14.2%、白藜蘆醇苷濃度為120.10mg/L、白藜蘆醇濃度為82.50mg/L、澄清度為91.4%。

本發明實施例4至6處理後的富含白藜蘆醇的米酒的品質特徵如圖五，煮沸與超濾處理後，富含白藜蘆醇的米酒未檢測出總生菌數。

雖然本發明已以數個實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何本技術領域中具有通常知識者在不脫離本發明之精神與範圍內，當可做任意之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (7)

1. 一種富含白藜蘆醇米酒之製程，其係藉由一包含下列步驟之方法而被製得：(a)將米加水蒸熟；(b)蒸熟的米靜置冷卻至後加入白麴充分拌勻；(c)拌熟白麴於發酵容器內糖化；(d)加水與虎杖根粉進行發酵；(e)以離心去除固形物；離心後的發酵液可經由(f)超濾膜或(g)煮沸處理而得到富含白藜蘆醇的米酒。
2. 如申請專利範圍第一項所述之製程，(b)步驟，白麴的比例添加比例為每100克冷卻的蒸熟白米加入0.5-2克白麴，溫度為25-35℃。
3. 如申請專利範圍第一項所述之製程，(c)步驟的溫度為25-35℃，時間為1-3天。
4. 如申請專利範圍第一項所述之製程，(d)步驟虎杖粉末的添加的比例為1-10%，溫度為25-35℃，發酵時間為4-12天。
5. (d)步驟的發酵溶液具β-葡萄糖苷酶活性。
6. 如申請專利範圍第一項所述之製程，(f)步驟使用的超濾膜截留分子量規格為3~50Kd。
7. 如申請專利範圍第一項所述之製程，(g)步驟煮沸處理的時間為20-40分鐘。

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