CN101530234A

CN101530234A - 一种天然抗氧化食品添加剂的制备方法

Info

Publication number: CN101530234A
Application number: CN200910049503A
Authority: CN
Inventors: 江瀚
Original assignee: SHANGHAI CHUANGBO FOOD TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
Current assignee: SHANGHAI CHUANGBO FOOD TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
Priority date: 2009-04-17
Filing date: 2009-04-17
Publication date: 2009-09-16
Anticipated expiration: 2029-04-17
Also published as: CN101530234B

Abstract

本发明提供了一种天然抗氧化食品添加剂的制备方法，其特征在于，具体步骤为：将葡萄酒孢汉逊酵母、紫红曲霉、巴氏醋杆菌和保加利亚乳杆菌用茄子瓶在各自的培养基上培养后接种到LB培养液中，发酵后浓缩得到。本发明的天然抗氧化食品添加剂无有机溶剂残留、抗氧化能力全面且稳定。

Description

一种天然抗氧化食品添加剂的制备方法

技术领域

本发明提供了一种天然抗氧化食品添加剂的制备方法，属于食品添加剂技术领域。

背景技术

食品在储藏和运输过程中和空气中的氧接触，所发生的氧化反应会引起食物的变质。食物的变质除了降低食品的营养，味与色发生劣变以外，往往还会产生有害物质，危机人体健康。因此在加工食品过程中都会在食物中添加抗氧化剂进行食物的保鲜和防止氧化。

但是长期以来，食品行业一直使用的是合成抗氧化剂如BHT(二丁基羟基甲苯)、BHA(叔丁基4-羟基茴香醚)、TBHQ(叔丁基对苯二酚)和PG(没食子酸丙脂)等。近年来，各国健康卫生机构对于这些人工合成抗氧化剂的安全性问题进行了广泛的研究。世界卫生组织(FAO/WHO)、欧共体儿童保护组织(HACSG)、英国生物工业协会(BIBRA)、日本、美国的政府和组织的研究表明，合成抗氧化剂具有诸多副作用，如对人体的肝、脾、肺均有不利影响，会诱发恶性肿瘤等。所以FAO/WHO明确规定食品中合成抗氧化剂的添加量；美国食品药品管理局(FDA)建议在一般认为安全的食物中尽量不用BHT；日本有关***门经研究曾做出禁止使用BHA的结论；对于TBHQ，虽然美国等少数国家批准了它在某些油脂中的使用，但欧盟、日本等国家认为它的毒理试验资料尚不完善，故未批准使用。总之，人工合成抗氧化剂的对人体毒性使消费者们在饮食时，普遍存在不安和恐惧心理。

因此现在具有安全性高、抗氧化能力强、无副作用、防腐保鲜等特点的天然食品抗氧化剂日益受到重视。事实也证明，在人们长期食用的食品中，天然抗氧化剂成分的毒性远远低于人工合成的抗氧化剂毒性，国际上流行的有机食品就是完全没有污染物，不含任何人工合成的食物。近年来世界各国从自然界寻求天然抗氧化剂的研究，开发广谱、高效、安全的天然抗氧化剂，成为当今食品添加剂研究领域中的热点之一。但是，一般的天然食品添加剂是从天然物质中采用化学萃取方法提取其有效成分而成，但是萃取所用的溶剂往往也是化学试剂，比如***，甲醇等，虽经挥发等处理，水平不等多少都有些残留量。

发明内容

本发明的目的是提供一种无有机溶剂残留、抗氧化能力全面且稳定的食品添加剂的制备方法。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供一种天然抗氧化食品添加剂的制备方法，其特征在于，具体步骤为：

第一步：将葡萄酒孢汉逊酵母、紫红曲霉、巴氏醋杆菌和保加利亚乳杆菌用茄子瓶在各自的培养基上在30～40℃培养45～50小时，在2～6℃保存备用；

第二步：将第一步所得葡萄酒孢汉逊酵母、紫红曲霉、巴氏醋杆菌和保加利亚乳杆菌分别接种到LB培养液中，葡萄酒孢汉逊酵母、紫红曲霉、巴氏醋杆菌、保加利亚乳杆菌与LB培养液的重量比为25～30：5～10：10～15：20～30：100，在摇瓶内在30-40℃培养6-10小时；

第二步：将发酵罐用温度为120-125℃压力为0.142-0.152Mpa的蒸汽灭菌25-35min，加入发酵基料，用巴氏消毒法在70℃～80℃灭菌10-20min，所述发酵基料由以下以重量份计的原料组成：番茄酱下脚料1-3份、刺梨原汁下脚料2-4份、昆布0.5-2.0份、葵花籽壳2-5份、豆粕1-3份，土豆汁35份、蜂蜜5-7份和水75-90份，灭菌后冷却至25～40℃，将第二步所得培养物按0.1～1：100的重量比接种到所述发酵基料中，半密闭发酵7-15天，直到发酵液的pH＝4时结束发酵；

第四步：将发酵液以速度1500-2500r/min离心3～8min，取上清液在温度为20-25℃、真空度为0.001-0.005兆帕的条件下将滤液浓缩到含水量为20-30wt％，在85-95℃灭菌20-30min，得到水溶性天然抗氧化食品添加剂；将所述水溶性天然抗氧化食品添加剂与卵磷脂和大豆磷脂以重量比100：5-10：15-25混合，在55-65℃乳化16-25小时，得到脂溶性天然抗氧化食品添加剂。

进一步，所述第一步中的葡萄酒孢汉逊酵母的培养基由以下以重量份计的原料组成：葡萄糖30-50份、酵母膏4-8份、蛋白胨4-8份、琼脂10-25份和蒸馏水500-800份。

所述第一步中的紫红曲霉培养基由以下以重量份计的原料组成：糖度为8-20Brix的麦芽汁80-120份和琼脂1-3份。

所述第一步中的巴氏醋杆菌培养基由以下以重量份计的原料组成：葡萄糖80-120份、酵母膏8-15份、碳酸钙15-30份、琼脂15-30份和蒸馏水700-1200份。

所述第一步中的保加利亚乳杆菌培养基由以下以重量份计的原料组成：酵母膏5-10份、蛋白胨5-10份、葡萄糖8-15份、磷酸二氢钾0.1-0.4份、西红柿汁(50)-(150)份、吐温800.3-0.8份、蒸馏水500-1000份和琼脂粉10-30份。

所述第二步的LB培养液由以下以重量份计的原料组成：酵母提取液3-10份、蛋白胨5-20份、氯化钠3-10份、琼脂10-30份和水800-1200份。

本发明选用了葡萄酒有孢汉逊酵母(Hanseniaspora uvarum，ACCC20310)，紫红曲霉(Monascus purpureus，ACCC30140)，巴氏醋杆菌(Acetobac terpas tuerianu5，ACCC10112)，保加利亚乳杆菌(Lactobacillus bulgaricus，ACCC10638)，进行筛选驯服培养后，加以协同复合发酵工艺的利用，多级好厌氧发酵，得到了多样的生物代谢活性物质。所得的天然抗氧化食品添加剂是一种淡黄至褐色的液态制剂，有酸味，无有机溶剂残留，能够抗多种的自由基离子对食品的氧化作用，因此其抗氧化能力的全面且稳定性，总抗氧化能力达到800—1000U/rml。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

一种天然抗氧化食品添加剂的制备方法，具体步骤为：

第一步：将葡萄酒孢汉逊酵母、紫红曲霉、巴氏醋杆菌和保加利亚乳杆菌用茄子瓶在各自的培养基上在30℃培养45小时，在2℃保存备用；

第二步：将第一步所得葡萄酒孢汉逊酵母、紫红曲霉、巴氏醋杆菌和保加利亚乳杆菌分别接种到LB培养液中，葡萄酒孢汉逊酵母、紫红曲霉、巴氏醋杆菌、保加利亚乳杆菌与LB培养液的重量比为25：5：10：20：100，在摇瓶内在30℃培养6小时；

第二步：将发酵罐用温度为120℃压力为0.142Mpa的蒸汽灭菌25min，加入发酵基料，用巴氏消毒法在70℃灭菌10min，所述发酵基料由以下以重量份计的原料组成：番茄酱下脚料1份、刺梨原汁下脚料2份、昆布0.5份、葵花籽壳2份、豆粕1份，土豆汁3份、蜂蜜5份和水75份，灭菌后冷却至25℃，将第二步所得培养物按0.1：100的重量比接种到所述发酵基料中，半密闭发酵7天，直到发酵液的pH＝4时结束发酵；

第四步：将发酵液以速度1500r/min离心3min，取上清液在温度为20℃、真空度为0.001兆帕的条件下将滤液浓缩到含水量为30wt％，在85℃灭菌20min，得到水溶性天然抗氧化食品添加剂；将所述水溶性天然抗氧化食品添加剂与卵磷脂和大豆磷脂以重量比100：5：15混合，在55℃乳化16小时，得到脂溶性天然抗氧化食品添加剂。

所述第一步中的葡萄酒孢汉逊酵母的培养基由以下以重量份计的原料组成：葡萄糖30份、酵母膏4份、蛋白胨4份、琼脂10份和蒸馏水500份。

所述第一步中的紫红曲霉培养基由以下以重量份计的原料组成：糖度为8Brix的麦芽汁80份和琼脂1份。

所述第一步中的巴氏醋杆菌培养基由以下以重量份计的原料组成：葡萄糖80份、酵母膏8份、碳酸钙15份、琼脂15份和蒸馏水700份。

所述第一步中的保加利亚乳杆菌培养基由以下以重量份计的原料组成：酵母膏5份、蛋白胨5份、葡萄糖8份、磷酸二氢钾0.1份、西红柿汁50份、吐温800.3份、蒸馏水500份和琼脂粉10份。

所述第二步的LB培养液由以下以重量份计的原料组成：酵母提取液3份、蛋白胨5份、氯化钠3份、琼脂10份和水800份。

实施例2

一种天然抗氧化食品添加剂的制备方法，具体步骤为：

第一步：将葡萄酒孢汉逊酵母、紫红曲霉、巴氏醋杆菌和保加利亚乳杆菌用茄子瓶在各自的培养基上在40℃培养50小时，在6℃保存备用；

第二步：将第一步所得葡萄酒孢汉逊酵母、紫红曲霉、巴氏醋杆菌和保加利亚乳杆菌分别接种到LB培养液中，葡萄酒孢汉逊酵母、紫红曲霉、巴氏醋杆菌、保加利亚乳杆菌与LB培养液的重量比为30：10：15：30：100，在摇瓶内在40℃培养10小时；

第三步：将发酵罐用温度为125℃压力为0.152Mpa的蒸汽灭菌35min，加入发酵基料，用巴氏消毒法在80℃灭菌20min，所述发酵基料由以下以重量份计的原料组成：番茄酱下脚料2份、刺梨原汁下脚料3份、昆布1份、葵花籽壳4份、豆粕2份，土豆汁4份、蜂蜜6份和水80份，灭菌后冷却至40℃，将第二步所得培养物按1：100的重量比接种到所述发酵基料中，半密闭发酵15天，直到发酵液的pH＝4时结束发酵；

第四步：将发酵液以速度2500r/min离心8min，取上清液在温度为25℃、真空度为0.005兆帕的条件下将滤液浓缩到含水量为25wt％，在95℃灭菌30min，得到水溶性天然抗氧化食品添加剂；将所述水溶性天然抗氧化食品添加剂与卵磷脂和大豆磷脂以重量比100：10：25混合，在65℃乳化20小时，得到脂溶性天然抗氧化食品添加剂。

所述第一步中的葡萄酒孢汉逊酵母的培养基由以下以重量份计的原料组成：葡萄糖30份、酵母膏4份、蛋白胨4份、琼脂25份和蒸馏水800份。

所述第一步中的紫红曲霉培养基由以下以重量份计的原料组成：糖度为20Brix的麦芽汁120份和琼脂3份。

所述第一步中的巴氏醋杆菌培养基由以下以重量份计的原料组成：葡萄糖120份、酵母膏15份、碳酸钙30份、琼脂30份和蒸馏水1200份。

所述第一步中的保加利亚乳杆菌培养基由以下以重量份计的原料组成：酵母膏10份、蛋白胨10份、葡萄糖15份、磷酸二氢钾0.4份、西红柿汁150份、吐温800.8份、蒸馏水1000份和琼脂粉30份。

所述第二步的LB培养液由以下以重量份计的原料组成：酵母提取液10份、蛋白胨20份、氯化钠10份、琼脂30份和水1200份。

实施例3

一种天然抗氧化食品添加剂的制备方法，具体步骤为：

第一步：将葡萄酒孢汉逊酵母、紫红曲霉、巴氏醋杆菌和保加利亚乳杆菌用茄子瓶在各自的培养基上在35℃培养47小时，在4℃保存备用；

第二步：将第一步所得葡萄酒孢汉逊酵母、紫红曲霉、巴氏醋杆菌和保加利亚乳杆菌分别接种到LB培养液中，葡萄酒孢汉逊酵母、紫红曲霉、巴氏醋杆菌、保加利亚乳杆菌与LB培养液的重量比为27：7：12：25：100，在摇瓶内在35℃培养8小时；

第三步：将发酵罐用温度为121℃压力为0.148Mpa的蒸汽灭菌30min，加入发酵基料，用巴氏消毒法在75℃灭菌15min，所述发酵基料由以下以重量份计的原料组成：番茄酱下脚料3份、刺梨原汁下脚料4份、昆布2份、葵花籽壳5份、豆粕3份，土豆汁5份、蜂蜜7份和水90份，灭菌后冷却至35℃，将第二步所得培养物按1：100的重量比接种到所述发酵基料中，半密闭发酵10天，直到发酵液的pH＝4时结束发酵；

第四步：将发酵液以速度2000r/min离心5min，取上清液在温度为22℃、真空度为0.003兆帕的条件下将滤液浓缩到含水量为30wt％，在90℃灭菌25min，得到水溶性天然抗氧化食品添加剂；将所述水溶性天然抗氧化食品添加剂与卵磷脂和大豆磷脂以重量比100：7：20混合，在60℃乳化25小时，得到脂溶性天然抗氧化食品添加剂。

所述第一步中的葡萄酒孢汉逊酵母的培养基由以下以重量份计的原料组成：葡萄糖30份、酵母膏4份、蛋白胨4份、琼脂15份和蒸馏水600份。

所述第一步中的紫红曲霉培养基由以下以重量份计的原料组成：15Brix的麦芽汁90份，琼脂2份。

所述第一步中的巴氏醋杆菌培养基由以下以重量份计的原料组成：葡萄糖80份、酵母膏10份、碳酸钙15份、琼脂20份和蒸馏水1000份。

所述第一步中的保加利亚乳杆菌培养基由以下以重量份计的原料组成：酵母膏5份、蛋白胨8份、葡萄糖10份、磷酸二氢钾0.2份、西红柿汁50份、吐温800.3份、蒸馏水900份和琼脂粉20份。

所述第二步的LB培养液由以下以重量份计的原料组成：酵母提取液5份、蛋白胨10份、氯化钠4份、琼脂10份和水800份。

本发明所得食品添加剂的使用方法如下：直接添加到食品中，本发明不可与降酸性添加剂同时使用；本发明产品可常温避光放置保存，有效期为1年。

通过以下实验观察本发明产品对食品抗氧化功能的效果：

取新榨取菜油、新鲜鸡油、新鲜苹果黄瓜泥为试验食品，根据脂肪含量计算出最佳的添加浓度为200—1000PPM，直接添加并进行搅拌。在添加后在80℃加热5min后，以抗脂质过氧化能力的测定方法(由于脂质过氧化产物丙二醛(MDA)添加硫代巴比妥酸后，在530nm有最大强吸收峰，用分光法进行定量分析。)对样品进行过氧化指标检测，以未添加本抗氧化剂为对照基数，测算其抗氧化能力。结果如下表：

以下抗氧化能力检测数据表明，本发明产品具有全面抵抗自由基的能力：

1.清除DPPH自由基能力的测定：

1，1-二苯基苦基苯肼(DPPH)是一种稳定的有机自由基，依据DPPH在517nm处有一强吸收，采用分光光度法进行定量分析。

具体操作步骤：(1)将120μmmol/L DPPH溶液3.0ml与试样液0.1ml混合摇匀，在黑暗中放置30min；(2)测定517nm吸光度；(3)计算公式：清除率(％)＝[(A_c-(A₁-A₁₀)/A_c)]×100％，式中A_c：0.1ml无水乙醇与3.0m]DPPH溶液混合液的吸光度；A₁：0.1ml试样液与3.0mlDPPH溶液混合液的吸光度；A₁₀：0.1ml无水乙醇与0.1ml试样液混合液的吸光度。

检测结果表明重量浓度10％抗氧化食品添加剂的清除DPPH自由基能力87.35％。

2.抗脂质过氧化能力的测定：

由于脂质过氧化产物丙二醛(MDA)，添加硫代巴比妥酸(TBA)后，在530nm有最大强吸收峰，采用分光光度法进行定量分析。

具体操作步骤：(1)将油样0.2ml、重量浓度为3％的过氧化氢(新鲜配制)1.0ml、重量浓度为1.0％的TBA溶液5ml和试样液0.4ml混匀，37℃水浴溶解30min，自来水冷却；(2)将(1)中所得溶液加入蒸馏水定容到10ml，加入三氯甲烷1ml，盖塞上下倒置10次，10min静置到澄清(如混浊可离心5min)；(3)将(2)中所得溶液倒入比色杯，530nm(532nm)测定吸光度；(4)计算抑制率(％)＝[(A0-Ax)/A0)]×100％式中A0：对照溶液的吸光度；Ax：试样溶液的吸光度；

检测结果表明本发明抗氧化食品添加剂的抗脂质过氧化能力达90.20％。

3.清除羟自由基(·OH)能力的测定：

羟自由基氧化水杨酸得到2，3一二羟基苯甲酸，用其在510nm处的吸光值表示·OH的多少。吸光值与·OH的量成正比。反应体系中加入具有清除·OH作用的物质即可降低该吸光值。

具体操作步骤：(1)A₀：9mmol/L水杨酸(邻羟基苯甲酸C7H6O3)乙醇溶液2ml、9mmol/L FeSO₄溶液2ml、8.8mmol/L H₂O₂溶液2ml与H₂O 2ml的混合液；A_x：9mmol/L水杨酸(邻羟基苯甲酸C7H6O3)乙醇溶液2ml、9mmol/L FeSO₄溶液2ml、8.8mmol/L H₂O₂溶液2ml与试样液2ml的混合液；A_x0：9mmol/L水杨酸(邻羟基苯甲酸C7H6O3)乙醇溶液2ml、试样液2ml与H₂O 4ml的混合液；(2)将(1)中的三种溶液在37℃水浴30min；(3)测量将(2)得到的三种溶液的510nm吸光度；(4)清除率(％)＝[(A₀-(A_x-A_x0))/A₀)]×100％，式中A₀：无试样空白对照液的吸光度；A_x：加入试样后的吸光度；A_x0：试样空白对照液吸光度。

检测结果表明本发明重量浓度为20％的抗氧化食品添加剂的清除羟自由基(·OH)能力达82.53％。

4.清除超氧阴离子自由基(·O₂ ^-)的能力的测定：

邻苯三酚在碱性条件迅速自氧化，自氧化过程中产生·O₂ ^-，·O₂ ^-加速邻苯三酚自氧化速率，同时生成有色中间产物，中间产物的积累在滞后30～45秒时与时间成良好的线性关系，一般维持4min左右，随后减慢。有色产物在325nm有强烈的光吸收。

具体操作步骤：(1)将50mmol/L Tris-HCl(三羟甲基氨基甲烷盐酸盐)(pH＝8.2)4.5ml与4.2ml蒸馏水的混合物在25℃水浴溶解20min；(2)将(1)中所得溶液加入25℃水浴预热过的3mmol/L邻苯三酚0.3ml；(3)迅速将(2)中所得溶液倒入比色杯，325nm下每10s测定吸光度，计算线性范围内每分钟吸光度的增加；(4)50mmol/L Tris-HC](pH＝8.2)4.5ml、蒸馏水2.2ml与试样液2.0ml的混合液，25℃水浴溶解20min；(5)将(4)中所得溶液加入25℃水浴预热过的3mmol/L邻苯三酚溶液0.3ml；(6)迅速将(5)中所得溶液倒入比色杯，325nm下每10s测定吸光度，计算线性范围内每分钟吸光度的增加；(7)计算抑制率(％)＝[(自氧化速率A₀-加入试样后自氧化速率A)/A₀)]×100％。

检测结果表明本发明重量浓度为5％的抗氧化食品添加剂的清除超氧阴离子自由基(·O₂ ^-)的能力达60.01％。

5.总抗氧化能力的测定：

采用总抗氧化能力测试盒(南京建成生物工程研究所生产)的检测方法。

具体操作步骤：(1)用漩涡混匀器充分混匀，放置10分钟，双蒸水调零，1cm光径，520nm处测各管吸光度；(2)计算公式：总抗氧化能力(U/毫升)＝(测定管OD值—对照管OD值)÷0.01÷30×(反应液总体积ml÷取样量m1)×样品测试前稀释倍数。

检测结果表明本发明抗氧化食品添加剂的总抗氧化能力在921.92—1103.21U/ml。

Claims

1、一种天然抗氧化食品添加剂的制备方法，其特征在于，具体步骤为：第一步：将葡萄酒孢汉逊酵母、紫红曲霉、巴氏醋杆菌和保加利亚乳杆菌用茄子瓶在各自的培养基上在30～40℃培养45～50小时，在2～6℃保存备用；

第三步：将发酵罐用温度为120-125℃压力为0.142-0.152Mpa的蒸汽灭菌25-35min，加入发酵基料，用巴氏消毒法在70℃～80℃灭菌10-20min，所述发酵基料由以下以重量份计的原料组成：番茄酱下脚料1-3份、刺梨原汁下脚料2-4份、昆布0.5-2.0份、葵花籽壳2-5份、豆粕1-3份，土豆汁3-5份、蜂蜜5-7份和水75-90份，灭菌后冷却至25～40℃，将第二步所得培养物按0.1～1：100的重量比接种到所述发酵基料中，半密闭发酵7-15天，直到发酵液的pH＝4时结束发酵；

2、如权利要求1所述的的制备方法，其特征在于，所述第一步中的葡萄酒孢汉逊酵母的培养基由以下以重量份计的原料组成：葡萄糖30-50份、酵母膏4-8份、蛋白胨4-8份、琼脂10-25份和蒸馏水500-800份。

3、如权利要求1所述的的制备方法，其特征在于，所述第一步中的紫红曲霉培养基由以下以重量份计的原料组成：糖度为8-20Brix的麦芽汁80-120份和琼脂1-3份。

4、如权利要求1所述的的制备方法，其特征在于，所述第一步中的巴氏醋杆菌培养基由以下以重量份计的原料组成：葡萄糖80-120份、酵母膏8-15份、碳酸钙15-30份、琼脂15-30份和蒸馏水700-1200份。

5、如权利要求1所述的的制备方法，其特征在于，所述第一步中的保加利亚乳杆菌培养基由以下以重量份计的原料组成：酵母膏5-10份、蛋白胨5-10份、葡萄糖8-15份、磷酸二氢钾0.1-0.4份、西红柿汁50-150份、吐温800.3-0.8份、蒸馏水500-1000份和琼脂粉10-30份。

6、如权利要求1所述的的制备方法，其特征在于，所述第二步的LB培养液由以下以重量份计的原料组成：酵母提取液3-10份、蛋白胨5-20份、氯化钠3-10份、琼脂10-30份和水800-1200份。