CN109717477A - 高抗氧化活性青枣酵素的制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明方案以青枣为原料，经过蒸煮、护色、杀菌后，青枣与糖水比例为1：2调配，接种酵母菌、保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌进行恒温培养4d，进行澄清、过滤、灭菌等工艺制成高抗氧化活性青枣酵素原液。本方法制备的青枣酵素具有枣香浓郁、汁液顺滑细腻、口感醇厚的特点；能够有效调节人体代谢、维持人体肠道菌群平衡；富含维生素C、黄酮、多酚、SOD、多肽等抗氧化活性物质可以延缓衰老过程、提高人体免疫功能。

Description

高抗氧化活性青枣酵素的制备工艺

技术领域

本发明属于果品加工领域和营养保健品技术领域，具体为一种高抗氧化活性青枣酵素的制备工艺。

背景技术

枣富含蛋白质、36种微量元素、18种氨基酸、多种维生素、有机酸等营养成分，素有“天然维生素丸”的美称，同时富含有活性多糖、多酚、黄酮、三萜类等保健功能成分，是集营养、滋补与医疗等3大功能为一体的健康食品。

与红枣相比，青枣具有更高的抗氧化活性。随着枣果的成熟，果实内部发生一系列的复杂生化反应，枣果的成熟，使得红枣总糖、还原糖、微量元素，特别是Fe等含量逐渐增加，但维生素C含量、总酚、总黄酮含量以及抗氧化能力相比未成熟期却大幅下降，青枣中维生素C、黄酮、多酚、三萜类含量以及抗氧化活性物质都远远高于红枣，可以帮助人体改善血液循环，提高免疫力，起到抗氧化、抗衰老和美容的功效，因此开发青枣产品更加符合人们对高营养产品的消费需求。

目前关于枣产品的研究开发主要集中于红枣产品，而关于青枣的产品非常少见，用青枣制备酵素还未见相关报道。酵素是指使用酵母菌、乳酸菌和醋酸菌等有益微生物发酵果蔬及可食性药材而得到的固体或者液体食品，富含大量的脂肪酶、淀粉酶、蛋白酶、超氧化物歧化酶、乳酸、醋酸及少量乙醇等代谢产物以及多酚、多糖、多肽等药理活性成分。

发明内容

本发明目的是提供一种高抗氧化活性青枣酵素的制备工艺，以白熟期的青枣为原料，经过清洗、蒸煮、调配、护色、杀菌后，接种酵母菌、保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌混合粉进行恒温培养，澄清、过滤、灭菌等工艺制成高抗氧化活性青枣酵素原液。

本发明是采用如下技术方案实现的：

一种高抗氧化活性青枣酵素的制备工艺，包括如下步骤：

（1）、原料选择与预处理

以白熟期的青枣为原料，青枣选择果皮黄绿，果肉黄色为佳，并且要求无腐烂变质、无***、无病虫害。用清水冲洗，晾干，用小刀去核，并将青枣切成片状后立刻放入10%的糖水中以减少果实褐变，使之保持良好颜色。青枣与糖水的质量比例为1:2。

（2）、蒸煮

将在糖水中浸泡的青枣取出，隔水蒸煮3min，待软化后将其取出。目的是使枣软化便于微生物发酵，蒸煮隔水以及蒸煮时间不宜过长，避免青枣中维生素C的损失减少。

（3）、调糖、调酸

加糖量：为了保持发酵过程中有益菌有足够的碳源以及发酵后酵素溶液正常的风味，需要调节糖浓度至25%。用白砂糖与温水（温度不高于30℃）调制，用手持糖度计测定。

调酸度：所选菌种的最适发酵pH大约都为3.5~5.5，为了更好的抑制有害微生物，保证菌种能够正常生长，同时酸性条件对维生素C有一定的保护作用，从而选用柠檬汁进行调酸处理，当溶液酸度达到pH=5时调酸结束。

将蒸煮后的青枣放入调好酸度的糖水中。

（4）、接种

取0.1g干酵母粉，以及0.1g干保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌混合粉加入到10mL含糖5%的糖水中，在35℃条件下，搅拌活化，当糖水中出现大量的小气泡即活化成功。

将活化后的菌种以2%的接种量接种于步骤（3）的糖水中。

（5）、恒温培养

将接种后的溶液置于35℃的恒温培养箱中进行恒温培养，发酵时间为4d。

（6）、过滤澄清灭菌

发酵结束后的酵素原液取出，静置30min后过滤得清澈透明的原液，装入密闭容器中进行杀菌处理。采用巴氏杀菌法，在60℃下杀菌1h。

（7）、青枣酵素原液成品

制得SOD值达116~116.5U/ml、蛋白质含量为80.5~81μg/ml、维生素C含量为181.5~182mg/100ml的青枣酵素溶液。

本发明方案具有如下特点：

第一、本发明采用四个护色工艺步骤来保证成品酵素色泽金黄、鲜亮透明、颜色稳定。

（1）、选择青枣原料：青枣果皮黄绿，果肉黄色，通过选择青枣作为原料保证酒体的颜色金黄鲜亮。

（2）、加糖水护色：枣果经过清洗、切分、去核后立刻放入10%的糖水中，这样可以减少果实的褐变，保持良好的颜色。

（3）、加热软化灭酶护色：枣中含有酚类物质和多酚氧化酶（PPO）、过氧化物酶（POD），放置以及发酵的过程中都容易发生褐变，本发明将在糖水中充分浸泡过的青枣果块隔水加热到90~95℃，保持3分钟，使枣软化便于后期发酵；同时破坏枣果中酶的活性，防止褐变，保护颜色，使果酒颜色稳定。

（4）、加入柠檬汁降低pH值来护色：研究选用柠檬汁进行调酸处理，通过降低pH起到护色的作用。

第二、本发明采用两个工艺技术步骤来保证成品酵素中高维生素C，使成品中维生素C保存率达93%以上，保证其抗氧化活性。

（1）、通过选择白熟期前（维生素C最高时期）的青枣为原料，枣在成熟过程中，由青转白再转红，维生素C的含量也在逐渐减少，本发明的试验测定，青枣维生素C含量为388mg/100g，转红的鲜枣维生素C含量降为243mg/100g，干枣中维生素C含量则为143mg/100g。

（2）、加入柠檬汁降低pH值来保护维生素C，维生素C的性质很不稳定，在中性或者碱性条件下很容易氧化破坏，本发明加入柠檬汁提高酸度，可以很大程度保护维生素C，柠檬汁中也含有一定量的维生素C。

第三、本发明采用两个工艺技术步骤来保证成品酵素中高SOD，保证其抗氧化活性。

（1）、单因素试验选取最佳菌种组合以及最适菌种接种量进行发酵：对酵母菌、植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌、保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌混合菌种两两采用1:1比例混合进行单因素试验。酵母菌的细胞壁多糖能够清除超氧阴离子自由基和羟自由基等活性氧。因此最终确定选取0.1g酵母粉，以及0.1g保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌混合粉加入到10mL含糖5%的糖水中，在35℃条件下，搅拌活化，当糖水中出现大量的小气泡后以2%的接种量接种到糖浓度为25%的青枣溶液中进行恒温培养4d，以提高酵素抗氧化活力。

（2）、响应面法优化发酵工艺保证抗氧化活力：以菌种接种量、糖浓度、发酵时间为自变量，以SOD为响应值，通过响应面法优化并获得了青枣酵素的最佳发酵工艺：接种量为2.0%、糖浓度为25%、发酵时间为4天、发酵温度为35℃，在此条件下，SOD值达到116.02U/mL。

对第4天室温下的青枣酵素进行抗氧化活性测定得出：青枣酵素具有超氧阴离子自由基清除能力（65%）、羟自由基清除能力（70.48%）、DPPH自由基清除能力（87.51%）和还原力（0.423）。

测定青枣酵素蛋白质含量为80.75μg/mL，维生素C含量为181.64mg/100mL，经酵素发酵工艺青枣维生素C含量保留达到363.28mg/100g，保存率达到93%，维生素C的有效保留也有助于酵素抗氧化能力的稳定。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施例进行详细说明。

本发明实施例方案以青枣为原料，经过蒸煮、护色、杀菌后，青枣与糖水比例为1:2调配，接种酵母菌、保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌进行恒温培养4d，进行澄清、过滤、灭菌等工艺制成高抗氧化活性青枣酵素原液。本方法制备的青枣酵素具有枣香浓郁、汁液顺滑细腻、口感醇厚的特点；能够有效调节人体代谢、维持人体肠道菌群平衡；富含维生素C、黄酮、多酚、SOD、多肽等抗氧化活性物质可以延缓衰老过程、提高人体免疫功能。

一、单因素试验

1、择优菌种试验

选用酵母菌、植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌、保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌混合菌种以及四者两两1:1比例混合的混合菌种，分别取0.1g上述菌种，溶于10mL，含糖5%，35℃水中，搅拌活化，当糖水中出现大量的小气泡后分别取2mL接种到糖浓度为20%的青枣溶液中进行恒温培养3天，重复三次，以SOD活性为指标，选取最优菌种。

2、青枣酵素单因素试验

（1）、菌种接种量

菌种接种量分别以1.0%、2.0%、3.0%、4.0%添加，在20%的糖浓度溶液中，35℃条件下发酵3天，发酵结束采用NBT法测定SOD活性，重复三次，考察接种量对SOD活性的影响，以确定适宜接种量。

（2）、糖浓度

35℃条件下，接种3%的混合菌种，分别在15%、20%、25%、30%的糖浓度下发酵3天，发酵结束后测定SOD的活性，重复三次，考察糖浓度对SOD的影响，确定最适糖浓度。

（3）、发酵时间

35℃条件下接种3%混合菌种，分别发酵3天、4天、5天、6天，发酵结束后测定SOD活性，重复三次，考察发酵时间对SOD活性的影响，确定适宜发酵时间。

（4）、发酵温度

接种3%混合菌种，在20℃、25℃、35℃、40℃条件下发酵3天，发酵结束后测定SOD活性，重复三次，考察发酵温度对SOD活性的影响，确定适宜发酵温度。

（5）、最终制得的青枣酵素原液成品

SOD值达116.02U/mL、蛋白质含量为80.75μg/mL、维生素C含量为181.64mg/100mL。

二、响应面试验

根据单因素试验结果，Box-Benhnken 试验设计原理，由于温度因素对发酵影响显著，所以直接选定最适温度35℃，以接种量、发酵时间、糖浓度为自变量进行组合优化，以 SOD活性为响应值，进行响应面分析。试验设计方案如表1所示，采用Design expert 7软件进行数据处理和回归分析，获得酵素发酵的最佳工艺条件。

表1 试验设计水平因素

三、结果与分析：

1、单因素试验

（1）、接种量

菌种接种量在1%~2%之间随着菌种接种量的增加，SOD酶的活性增加，当接种量在2%时，SOD活性达到最高；当接种量超过2%后，随着接种量的增加，SOD活性呈下降趋势。选择2.0%的接种量，SOD活力最高。

（2）、糖浓度

SOD酶活性在25%糖浓度相比于15%糖浓度有很大的提升，相对于20%糖浓度缓慢提升，而后上升缓慢，为了充分利用糖分而不致使糖浪费，选用25%糖浓度制作酵素溶液。

（3）、发酵时间

随着发酵时间的延长，SOD活力上升，当发酵时间达到4天时，SOD活力达到顶峰，再延长发酵时间，SOD活力降低。因此发酵时间控制在4天，SOD活力最高。

（4）、发酵温度

发酵温度低于 35℃时，随着发酵温度的升高，SOD活性也随之增加，当发酵温度为35℃，SOD活性达到最高。当发酵温度进一步升高，SOD的活性呈下降趋势，因此发酵温度控制在35℃，SOD活力最高。

2、响应面法优化

（1）、Box-Behnken 试验结果及方差分析

在单因素试验的基础上，以混合菌种接种量A、糖浓度B和发酵时间C三个因素为自变量，以SOD活性为响应值，优化青枣酵素的发酵工艺。利用Design Expert 7.0.0软件，对表2中17组实验数据建立二次回归模型，拟合的二元多次回归模型如下：Y=+114.82-6.23A-1.57B+2.03C-3.60AB+9.35AC+0.40BC-8.31A²+1.61B²24.36C²；

Y—响应面值；

A—青枣酵素中混合菌种接种量，%；

B—青枣酵素中糖浓度，%；

C—青枣酵素发酵时间，天；

进行方差分析，由表3可得，模型p<0.0009达到极显著（p<0.01）水平。R²=0.9496表明该模型对实验点的适配度达到94.96%，具有良好的拟合度，实验误差不大，可以利用该模型预测上述发酵条件对酵素中SOD活力的影响。各因素的p值可以看出，回归模型中的AC和C²影响极显著（p<0.01），单项中B、C和交互项AB、BC差异不显著，单项A及二次项 A²、影响显著（p<0.05），表明各因素对SOD活性的影响不同，调整不同因素将达到不同的提取效果。

表2 响应面试验方案与结果

表3 方差分析表

注：﹡﹡差异极显著性（p<0.01），差异显著（p<0.05）

通过响应曲面图以及等高线图分析得出：SOD酶活性对接种量与时间的变化敏感，接种量与时间在试验范围内交互作用显著。SOD酶活性变化随糖浓度与时间变化较敏感，表明两者共同作用对SOD酶活性起作用；接种量2%时，糖浓度与时间在试验范围交互作用不显著。糖浓度与接种量在所选取试验范围对SOD酶活性影响都比较大。但两者在所选取试验范围内交互作用不显著，这与方差分析结果一致。

总之，本发明青枣酵素色泽金黄、鲜亮透明、果香浓郁、口感醇和；营养价值高，含有多种氨基酸、矿物质和维生素，长期少量饮用有益健康；酵素中富含大量的脂肪酶、淀粉酶、蛋白酶可以改善消化和吸收，加强代谢；富含维生素C、黄酮、多酚、三萜类化合物、SOD、多肽等抗氧化活性物质，可以起到抗氧化，清除自由基，提高免疫力的功效。山西是我国枣原产地和主产地之一，而枣是具有营养、滋补与医疗功能的优质滋补佳品。加强对枣这一宝贵资源的深度开发，使其更好地发挥营养和保健作用，对枣产业的发展具有非常深远的意义。

以上具体实施例仅对本发明做示例性的说明，该实施案例具体细节仅是为了说明本发明，并不代表本发明构思下全部技术方案，任何以本发明为基础解决基本相同的技术问题，或实现基本相同的技术效果，所作出地简单变化、等同替换或者修饰等，均属于本发明的保护范围内。

Claims (1)

1.一种高抗氧化活性青枣酵素的制备工艺，其特征在于：包括如下步骤：

（1）、原料选择与预处理

选择白熟期的青枣为原料，青枣选择果皮黄绿，果肉黄色为佳，用清水冲洗，晾干，去核，并将青枣切成片状后立刻放入10%的糖水中；青枣与糖水的质量比例为1:2；

（2）、蒸煮

将在糖水中浸泡的青枣取出，隔水蒸煮3min，待软化后将其取出；

（3）、调糖、调酸

加糖量：用白砂糖与温度不高于30℃的温水调制糖浓度至25%；

调酸度：选用柠檬汁对糖水进行调酸处理，当溶液酸度达到pH=5时调酸结束；

将蒸煮后的青枣放入调好酸度的糖水中；

（4）、接种

取0.1g干酵母粉，以及0.1g干保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌混合粉加入到10ml含糖5%的糖水中，在35℃条件下，搅拌活化；

将活化后的菌种以2%的接种量接种于步骤（3）的糖水中；

（5）、恒温培养

将接种后的溶液置于35℃的恒温培养箱中进行恒温培养，发酵时间为4d；

（6）、过滤澄清灭菌

发酵结束后的酵素原液取出，静置30min后过滤得清澈透明的原液，装入密闭容器中，采用巴氏杀菌法，在60℃下杀菌1h；

（7）、青枣酵素原液成品

制得SOD值达116~116.5U/ml、蛋白质含量为80.5~81μg/ml、维生素C含量为181.5~182mg/100ml的青枣酵素溶液。