CN109259223B - 一种云参酵素加工的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于食品技术领域，提供了一种云参酵素加工的方法，在分别确定单宁酶、纤维素酶、果胶酶酶解条件的基础上，通过正交实验优化复合酶酶解条件，采用该复合酶对云参进行酶解，得到酶解液。以该酶解液为发酵基质接种具有自主知识产权的植物乳杆菌进行发酵，生产云参酵素产品。本发明的有益效果：(1)有效去除云参特有的臭味；(2)蛋白酶活性和抗氧化活性显著提高，且集益生菌和云参生物活性物质于一体，具有显著的保健功能；(3)加工工艺简单，全程可控，质量保证。

Description

一种云参酵素加工的方法
技术领域
本发明属于食品技术领域，涉及一种云参酵素加工的方法。
背景技术
云参，俗名臭参、臭药，又名蓝花臭参、胡毛洋参，为桔梗科党参属管钟党参（Codonoposisbulleyana Forrest ex Diels）的根，圆柱状或纺锤形，有黄白色乳汁，具有特殊臭味，是云南民间很早就广为应用并有文字记载的具有药用和食用价值的植物根系之一，是中国西南地区特有的植物物种。
云参富含氨基酸、维生素和矿物元素，且营养均衡，其根部所含维生素B与其它食、药用根茎类植物相比，含量高出了3～84倍，且含有黄酮香豆素、挥发油、糖、氨基酸、蛋白质、生物碱、有机酸、鞣质、酚类、树脂和少量皂苷等成分。《云南中草药》、《云南植物志》均有详细记载：“臭参性味甘，微苦，补气血，通经络，治疗体虚、跌打损伤、风醒麻木”；现代生物学研究表明，云参无毒副作用，具有加强胃肠蠕动、抗贫血、抗疲劳、增强机体免疫等生理功能。
目前，云南省的云参种植面积约为8000亩，主要分布在丽江、中甸、维西、德钦、鹤庆、会泽、石林、玉溪、通海、寻甸等市县，海拔介于2800~4200m山坡草地及灌木丛中，产值达1.2亿元。民间云参主要作为滋补品，与肉、鸡、排骨炖服，具有补气生血、通经络、健脾益肺、助消化等作用，在云南具有悠久的食用历史。但因其地域独特性和自身气味的特殊性，云参主要以鲜销为主，加工产业链短、产品单一、附加值低，无法充分发挥其药用价值，经济收益较低。
随着生活压力增大和饮食结构不合理等因素，部分现代城市居民人体内源性酶减少、营养不均衡而呈现亚健康状态。研究表明，酵素食品可以有效调整机体酶系，促进营养平衡，作为一种养生食品，越来越受到认可和推崇。因此，研发能脱除臭味、口感独特，集益生菌与活性成分于一体，具有蛋白酶活性和抗氧化功效的云参酵素产品，对于延长云参加工产业链、增加附加值，提高云参产业经济效益具有重要意义。
发明内容
本发明采用单宁酶、纤维素酶、果胶酶三种复合酶酶解云参得到酶解液，以该酶解液为发酵基质接种具有自主知识产权的植物乳杆菌进行发酵，生产云参酵素产品。该云参酵素能有效去除云参臭味，口感独特，蛋白酶活性和抗氧化功能显著提升，集益生菌功能与云参活性成分于一体，具有显著的保健功能。
本发明的技术方案：
一种云参酵素加工的方法，在分别确定单宁酶、纤维素酶、果胶酶酶解条件的基础上，通过正交实验优化复合酶酶解条件，采用该复合酶对云参进行酶解，得到酶解液。以该酶解液为发酵基质接种具有自主知识产权的植物乳杆菌进行发酵，生产云参酵素产品。
其中，发酵过程中所应用的植物乳杆菌ST，于2017年3月22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，保藏号为CGMCCNo.13911，分类命名为植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）。中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，邮编：100101。
云参酵素具体加工方法如下：
（1）将新鲜云参烘干后磨成粉，其水分含量≤9.0%，按质量比1：8加入无菌水，混合均匀后，按0.6% mg/mL的质量体积比添加复合酶；再用柠檬酸调节pH至5.0，在温度50℃，酶解180 min得到云参酶解液，即发酵基液；其中，复合酶为单宁酶、纤维素酶和果胶酶等质量比混合，各自对应的酶活分别为250 U/g、104 U/g、104U/g；
（2）将发酵基液冷却至30℃～40℃，用360目不锈钢网过滤，按8.0% mg/mL的质量体积比向滤液中添加蔗糖；在20MPa～30MPa压力下，均质为3~5 min；均质后巴氏杀菌30min，转移至发酵罐，按照105cfu/mL的接种量接种植物乳杆菌ST，搅拌混匀，在37℃厌氧发酵16h～20h，得云参酵素饮品。
（3）发酵结束后灌装、避光储藏。
本发明的有益效果：
（1）有效去除云参特有的臭味；
（2）蛋白酶活性和抗氧化活性显著提高，且集益生菌和云参生物活性物质于一体，具有显著的保健功能；
（3）加工工艺简单，全程可控，质量保证。
具体实施方式
以下结合技术方案，进一步说明本发明的具体实施方式。
实施例1云参发酵基液制备
1. 单酶（果胶酶、纤维素酶、单宁酶）酶解条件确定
（1）将新鲜云参烘干后，磨成细粉（水分含量≤9.0%）。
（2）最适料液比：称取5份各5g云参干燥粉置于烧杯中，按照1:7、1:8、1:9、1:10、1:11的料液比分别添加超纯水溶解后，按0.5%（质量比）添加果胶酶（纤维素酶或单宁酶），在50℃、pH5.0条件下酶解180min，酶解反应结束后测定酶解率，分别确定果胶酶、纤维素酶、单宁酶的最适料液比。
（3）最适加酶量：称取5份各5g云参干燥粉置于烧杯中，按各个酶的最适料液比添加超纯水溶解后，按照0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%（质量比）添加果胶酶（纤维素酶或单宁酶），在50℃、pH5.0的条件下酶解时间180min，酶解反应结束后测定酶解率，分别确定果胶酶、纤维素酶、单宁酶最适加酶量。
（4）最适酶解pH：称取5份各5g云参干燥粉置于烧杯中，按各个酶的最适料液比添加超纯水溶解后，再按最适加酶量添加果胶酶（纤维素酶或单宁酶），用柠檬酸调pH分别至4、4.5、5、5.5、6，在50℃条件下酶解时间180min，酶解反应结束后测定酶解率，分别确定果胶酶、纤维素酶、单宁酶最适酶解pH。
（5）最适酶解温度：称取5份各5g云参干燥粉置于烧杯中，按各个酶的最适料液比添加超纯水溶解，再按最适加酶量添加果胶酶（纤维素酶或单宁酶），设置40℃、45℃、50℃、55℃、60℃温度梯度，在各个酶的最适pH条件下酶解180min，酶解反应结束后测定酶解率，确定果胶酶、纤维素酶、单宁酶最适酶解温度。
（6）最适酶解时间：称取5份各5g云参干燥粉置于烧杯中，按各个酶的最适料液比添加超纯水溶解，再按最适加酶量添加果胶酶（纤维素酶或单宁酶），在各个酶的最适pH、最适温度条件下，设置酶解时间为90min、120min、150min、180min、210min，酶解反应结束后测定酶解率，确定果胶酶、纤维素酶、单宁酶的最适酶解时间。
（7）酶解率：称取质量为m1（本实验m1=5g）的云参干燥粉进行酶解后，将酶解产物进行离心，取沉淀样品，进行干燥处理（与制备云参干燥粉条件相同）后称重（m2），根据如下公式计算酶解率。在各个因素的水平条件下，检测得到的最高酶解率为各个酶的最适酶解条件，结果如表1所示。 X=
Figure 210781DEST_PATH_IMAGE001
表1 单酶酶解最适条件
Figure 596763DEST_PATH_IMAGE002
2. 正交实验确定复合酶酶解云参最佳工艺条件
上述单因素试验结果表明，果胶酶、纤维素酶、单宁酶三种酶的酶解条件比较接近，影响各个酶的酶解条件的因素都在一个相近的范围内。因此，将果胶酶、纤维素酶、单宁酶等比例混合对云参溶液中进行复合酶协同反应，可提高云参酶解率，节省反应周期，降低经济成本。
单因素试验结果，果胶酶、纤维素酶、单宁酶的最佳酶解条件均为180 min，因此，确定料液比(A)、加酶量(B)、酶解pH（C）、酶解温度（D）是影响复合酶酶解云参水溶液的主要因素，结合单因素实验筛选结果及各个酶的最适pH、酶解温度综合考虑，选取各因素的水平（见表2），设计4因素L9（34）正交实验（见表3），以酶解率为评价指标，确定复合酶酶解云参最佳工艺条件。结果显示复合酶酶解云参溶液最优组合为A1B2C2D2，即料液比为1:8，加酶量为0.6%，pH为5，酶解温度50℃时酶解率最高为38.6%，可按此复合酶解工艺进行发酵基液的制备。
表2正交实验设计因素与水平
Figure 94610DEST_PATH_IMAGE003
表3L9（34）正交表
Figure 161923DEST_PATH_IMAGE004
实施例2植物乳杆菌ST发酵云参酵素工艺优化
1. 最适接种量：将发酵基液冷却至30℃～40℃，按9%（质量体积比）添加蔗糖后，随机分为体积相等的6个实验组，再分别按1×104cfu/mL、2.5×104cfu/mL、5×104cfu/mL、7.5×104cfu/mL、105cfu/mL、1.25×105cfu/mL浓度接种植物乳杆菌ST，在37℃条件下发酵20h，发酵结束后对云参酵素进行感官评分，确定植物乳杆菌ST最适接种量。
2. 蔗糖添加量：将发酵基液冷却至30℃～40℃，随机分为体积相等的6个实验组，分别按5%、6%、7%、8%、9%、10%（质量体积比）添加蔗糖后，再按照最适接种量接种植物乳杆菌ST，在37℃条件下发酵20h，发酵结束后对云参酵素进行感官评分，确定蔗糖最适添加量。
3. 发酵时间：将发酵基液冷却至30℃～40℃，按最适添加量添加蔗糖，按最适接种量接种植物乳杆菌ST，随机分为体积相等的6个实验组，在植物乳杆菌最适生长温度37℃条件下，分别厌氧发酵10 h、15 h、20 h、25 h、30 h、35 h，发酵结束后对云参酵素进行感官评分，确定最适发酵时间。
4. 云参酵素感官评定标准见表4。
5. 根据各个因素的感官评分结果，得出植物乳杆菌ST发酵云参酵素的最佳工艺条件为：在37℃条件下，植物乳杆菌ST接种量为105cfu/mL，蔗糖添加量为8%，厌氧发酵时间20h。发酵结束无菌灌装，避光储藏即可。
应用植物乳杆菌ST，按上述发酵工艺加工的云参酵素颜色为浅亮棕色或亮棕色，体系均匀、呈悬浮状态；有云参特有清香味，微酸，回甘生津。
实施例3 云参酵素的功能性
发酵结束后，分别按GB/T 12456-2008、SB/T 10317-1999方法检测云参酵素的可滴定酸度和蛋白酶活性，根据DPPH（1,1-二苯基-2-三硝基苯肼）自由基清除率实验评价云参酵素的体外抗氧化活性。结果如表2所示，与发酵前相比，云参酵素中有机酸含量、蛋白酶活性、DPPH自由基清除能力分别提高17.42%（P<0.05）、63.75%（P<0.05）、36.57%（P<0.05），生物学功能显著增加。
表4云参酵素感官评定标准
Figure 241874DEST_PATH_IMAGE005
表5云参酵素功能性指标
Figure 383047DEST_PATH_IMAGE006
注：同一列肩标字母不同者表示差异显著（P<0.05）。

Claims (1)

1.一种云参酵素加工的方法，其特征在于，步骤如下：
（1）将新鲜云参烘干后磨成粉，其水分含量≤9.0%，按质量比1：8加入无菌水，混合均匀后，按0.6% mg/mL的质量体积比添加复合酶；再用柠檬酸调节pH至5.0，在温度50℃，酶解180 min得到云参酶解液，即发酵基液；
（2）将发酵基液冷却至30℃～40℃，用360目不锈钢网过滤，按8.0% mg/mL的质量体积比向滤液中添加蔗糖；在20MPa～30MPa压力下，均质为3~5 min；均质后巴氏杀菌30min，转移至发酵罐，按照105cfu/mL的接种量接种植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）ST，搅拌混匀，在37℃厌氧发酵16h～20h，得云参酵素饮品；
所述的植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）ST于2017年3月22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，保藏号为CGMCCNo.13911；
（3）发酵结束后灌装、避光储藏；
所述的复合酶为单宁酶、纤维素酶和果胶酶等质量比混合，各自对应的酶活分别为250U/g、104 U/g、104U/g。
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