CN111057637A - 一种富含游离氨基酸的多菌种发酵苹果醋及其生产工艺 - Google Patents

一种富含游离氨基酸的多菌种发酵苹果醋及其生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种富含游离氨基酸的多菌种发酵苹果醋及其生产工艺。本发明采用果胶酶和β‑葡萄糖苷酶的联合使用可减少原料中果胶及纤维素的含量，促进原料中含氮类物质的溶出，增加微生物可利用氮源的含量，提高原料利用率。采用静置发酵方式生产苹果酒，利用乳酸菌和酵母菌均具有兼性厌氧的特性，提高原料利用率、制得的苹果酒风味醇厚，营养成分增加，保健功效提高，为发酵苹果醋提供品质优良的果酒原料。多菌种发酵制备的苹果醋不仅总酸含量可达4.0g/100mL，且游离氨基酸含量≥100mg/L，显著增加了苹果醋中的脯氨酸和苯丙氨酸的含量。本发明的苹果醋既营养健康安全可靠，又提高了食醋的保健功效。

Description

一种富含游离氨基酸的多菌种发酵苹果醋及其生产工艺
技术领域
本发明涉及一种富含游离氨基酸的多菌种发酵苹果醋及其生产工艺，属于微生物技术领域。
背景技术
苹果醋是苹果深加工的一个重要方向，它是以苹果为原料，经酒精发酵、醋酸发酵酿制而成的一种营养丰富、风味优良的酸性保健调味品，具有苹果的典型风味与口感；风味与营养均高于普通食醋，生产的醋酸饮料可直接饮用。
苹果醋口感呈酸性，在人体内代谢后呈碱性的饮料，能够有效改善人体酸性体质，使人体呈弱碱性。碱性体质的人群较酸性体质的人群对病毒的免疫力要更强。苹果醋不仅含有天冬氨酸，苯丙氨酸，苏氨酸等人体所需的氨基酸成分，还含有铁、磷、锌等10多种矿物质。此外，苹果醋含有果胶、维他命、矿物质及酚类物种，其酸性成分能疏通软化血管，杀灭病菌，增强人体的免疫和抗病毒能力，改善消化***，清洗消化道，有助排除关节、血管及内脏器官的毒素，调节内分泌。
目前，苹果醋的制备方法主要是将苹果榨汁再经过简单的酒精发酵和醋酸发酵，但这造成了苹果醋的风味单一且保健功能有其局限性。中国发明专利申请号201810360666.6公开了一种含有乳酸菌发酵菊苣所得营养成分的苹果醋及苹果醋的生产工艺，该工艺是通过分别制备苹果发酵上清液和菊苣发酵上清液，并将上述上清液按一定比例混合后进行醋酸发酵制备苹果醋，该方法发酵时间较长且工艺繁琐，所得制品氨基酸含量不足且涩微苦味。中国发明专利申请号 201810449937.5公开了一种双菌共酵苹果醋酱制备方法，该方法是将苹果榨汁后利用酵母菌进行简单的酒精发酵后再接种醋酸菌进行醋酸发酵得到苹果醋，并与苹果泥复配得到苹果醋酱。此法工艺简单，易造成苹果醋中营养成分的不足，制品口感风味较差。中国发明专利申请号201410384499.0公开了一种多菌种发酵型苹果醋饮料及其制备方法，该方法是在苹果汁发酵前先加入乳酸菌粉，然后再加入酿酒酵母共同发酵成苹果酒，再经过醋酸菌发酵将苹果酒转化成苹果醋。该方法操作复杂，发酵时间过长，且乳酸菌的优先加入会将加速体系中氮源的消耗，从而导致酵母发酵阶段时氮源不足，易造成苹果醋中氨基酸含量的不足。
发明内容
为解决上述技术问题，进一步促进苹果醋产品的开发，增加苹果醋的保健功效，提高苹果醋产品的经济附加值，本发明提供一种接种酵母菌和乳酸菌与醋酸菌制备苹果醋的方法，该方法利用三种微生物发酵菌对营养物质的协同、拮抗、竞争作用，每种微生物所占的生态位均不相同，最后达成和谐的发酵生态环境，从而增加产品的风味和健康功效。
本发明的第一个目的是提供一种富含游离氨基酸的多菌种发酵苹果醋的生产工艺，所述的生产工艺包括向苹果榨汁中加入果胶酶和β-葡萄糖苷酶进行酶解处理，以及，在苹果醋酒精发酵阶段，添加乳酸菌与酵母菌共同发酵。
进一步地，所述的乳酸菌为植物乳杆菌和/或干酪乳杆菌。优选植物乳杆菌和干酪乳杆菌共同发酵。
进一步地，所述的植物乳杆菌为植物乳杆菌CGMCC NO.18390。
进一步地，所述的干酪乳杆菌为干酪乳杆菌CICC 6117。
进一步地，所述的植物乳杆菌与所述的干酪乳杆菌的添加比例为20:1～ 1:1。
进一步地，所述的生产工艺具体包括如下步骤：
(1)苹果汁制备：按重量份，将90～110份苹果榨汁后，向汁液中加入40～50 份水和6～8份蔗糖，混合后加入0.50～0.80g/kg果胶酶和0.10～0.20g/kgβ-葡萄糖苷酶，在45～55℃酶解3～6h，得到苹果汁；
(2)酒精发酵：在步骤(1)得到的苹果汁中加入酵母菌108～1010个/kg、乳酸菌1010～1012个/kg，在35～38℃发酵5～7天，得到苹果酒；
(3)醋酸发酵：在步骤(2)得到的苹果酒中加入醋酸菌108～1010个/kg，在30～32℃发酵4～6天，得到苹果醋发酵液；
(4)苹果醋制备：将步骤(3)制备的苹果醋发酵液进行离心、过滤、灭菌，得到所述的富含游离氨基酸的多菌种发酵苹果醋。
进一步地，所述的酵母菌为酿酒酵母CICC 1045，所述的醋酸菌为醋酸杆菌CICC20441。
进一步地，在步骤(2)中，接种酵母菌和乳酸菌后，搅拌通气1～3h，间隔12～24h，再进行搅拌通气，搅拌1～2次。
进一步地，在步骤(3)中，醋酸菌发酵的转速为200～300r/min。
本发明的第二个目的是提供一种所述的生产工艺制备得到的富含游离氨基酸的多菌种发酵苹果醋。
本发明的有益效果是：
(1)果胶酶和β-葡萄糖苷酶的联合使用可减少原料中果胶及纤维素的含量，促进原料中含氮类物质的溶出，增加微生物可利用氮源的含量，从而提高原料的利用率。
(2)采用静置发酵方式生产苹果酒，利用乳酸菌和酵母菌均具有兼性厌氧的特性，使得原料利用率更高、制得的苹果酒风味醇厚，营养成分增加，保健功效提高，为发酵苹果醋提供品质优良的果酒原料。
(3)多菌种发酵制备的苹果醋不仅总酸含量可达4.0g/100mL，且游离氨基酸含量≥100mg/L，显著增加了苹果醋中的脯氨酸和苯丙氨酸的含量。苯丙氨酸时人体必需的氨基酸之一，而脯氨酸可以协助人体产生新的健康细胞且有利于产生胶原蛋白。如此，既营养健康安全可靠，又提高了食醋的保健功效。
生物材料保藏信息
本发明的植物乳杆菌XH-1，分类命名为植物乳杆菌Lactobacillus plantarum，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏日期： 2019年8月16日，保藏地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏号为 CGMCC NO.18390。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
实施例1：
(1)苹果汁制备：挑选完整，新鲜的苹果110kg，清洗，去皮及去核，破碎，榨汁，向汁液中加入水50kg和蔗糖8kg，混合后按重量比(g/kg)加入酶活20万U/g的果胶酶0.50g/kg，酶活4万U/g的β-葡萄糖苷酶0.20g/kg，在55℃条件下酶解5h，得到苹果汁；
(2)酒精发酵：在步骤(1)得到的苹果汁中按重量比(g/kg)加入酵母菌CICC 10451×109个/kg和植物乳杆菌CGMCC NO.18390 2×1010个/kg，置于 37℃条件下发酵6天获得苹果酒；
(3)醋酸发酵：在步骤(2)得到的苹果酒中按质量比(g/kg)加入醋酸菌CICC 20441109个/kg，30℃条件下发酵5天，得到苹果醋发酵液；
(4)苹果醋制备：发酵液离心，过滤，灭菌，包装，即可得到富含游离氨基酸的多菌种发酵苹果醋。
实施例2：
(1)苹果汁制备：挑选完整，新鲜的苹果100kg，清洗，去皮及去核，破碎，榨汁，向汁液中加入水45kg和蔗糖8kg，混合后按重量比(g/kg)加入酶活20万U/g的果胶酶0.80g/kg，酶活4万U/g的β-葡萄糖苷酶0.20g/kg，在50℃条件下酶解6h，得到苹果汁；
(2)酒精发酵：在步骤(1)得到的苹果汁中按重量比(g/kg)加入酵母菌CICC 10451×109个/kg和干酪乳杆菌CICC 6117 2×1010个/kg，置于37℃条件下发酵6天获得苹果酒；
(3)醋酸发酵：在步骤(2)得到的苹果酒中按质量比(g/kg)加入醋酸菌CICC 20441108个/kg，30℃条件下发酵5天，得到苹果醋发酵液；
(4)苹果醋制备：发酵液离心，过滤，灭菌，包装，即可得到富含游离氨基酸的多菌种发酵苹果醋。
实施例3：
(1)苹果汁制备：挑选完整，新鲜的苹果100kg，清洗，去皮及去核，破碎，榨汁，向汁液中加入水50kg和蔗糖8kg，混合后按重量比(g/kg)加入酶活20万U/g的果胶酶0.80g/kg，酶活4万U/g的β-葡萄糖苷酶0.20g/kg，在55℃条件下酶解4h，得到苹果汁；
(2)酒精发酵：在步骤(1)得到的苹果汁中按重量比(g/kg)加入酵母菌CICC 10451×109个/kg，植物乳杆菌CGMCC NO.18390 1×1010个/kg和干酪乳杆菌CICC 6117 1×1010个/kg，置于37℃条件下发酵6天获得苹果酒；
(3)醋酸发酵：在步骤(2)得到的苹果酒中按质量比(g/kg)加入醋酸菌CICC 20441108个/kg，30℃条件下发酵5天，得到苹果醋发酵液；
(4)苹果醋制备：发酵液离心，过滤，灭菌，包装，即可得到富含游离氨基酸的多菌种发酵苹果醋。
本实施例采用植物乳杆菌CGMCC NO.18390与干酪乳杆菌CICC 6117共同发酵，利用植物乳杆菌CGMCC NO.18390较强的酒精耐受性，在酒精发酵后阶段依然能够产生大量的有机酸，能够提供干酪乳杆菌适宜的酸性环境，促进干酪乳杆菌进一步代谢产生氨基酸。
对比例1：
该实施例与实施例2使用的原辅料种类、添加数量、添加顺序及各阶段的发酵条件均相同，仅在对比例中的步骤(2)中不添加干酪乳杆菌CICC 6117。
对比例2：
该实施例与实施例2使用的原辅料种类、添加数量、添加顺序及各阶段的发酵条件均相同，仅在对比例中的步骤(1)中未使用酶制剂。
对比例3：
该实施例与实施例2使用的原辅料种类、添加数量、添加顺序及各阶段的发酵条件均相同，仅在对比例中的步骤(1)中未使用酶制剂及步骤(2)中不添加干酪乳杆菌CICC6117。
实施例1-3与对比例1-3制备的苹果醋，其品质分析如下表：
表1
Figure RE-GDA0002411413040000061
从以上数据可知，使用本发明制备的苹果醋不仅总酸、苯丙氨酸、脯氨酸及游离氨基酸含量均高于对比实例，而且在色泽、滋味和香气等感官指标均好于对比实例。因此，使用本发明制备的苹果醋充分利用乳酸菌和酵母菌的协同发酵机制，制得的苹果醋营养成分多，风味醇厚，口感酸爽，是同时具有良好口感及营养保健功效的果醋类制品。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种富含游离氨基酸的多菌种发酵苹果醋的生产工艺，其特征在于，所述的生产工艺包括向苹果榨汁中加入果胶酶和β-葡萄糖苷酶进行酶解处理，以及，在苹果醋酒精发酵阶段，添加乳酸菌与酵母菌共同发酵。
2.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，所述的乳酸菌为植物乳杆菌和/或干酪乳杆菌。
3.根据权利要求2所述的生产工艺，其特征在于，所述的植物乳杆菌为植物乳杆菌CGMCC NO.18390。
4.根据权利要求2所述的生产工艺，其特征在于，所述的干酪乳杆菌为干酪乳杆菌CICC6117。
5.根据权利要求2所述的生产工艺，其特征在于，所述的植物乳杆菌与所述的干酪乳杆菌的添加比例为20:1～1:1。
6.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，所述的生产工艺具体包括如下步骤：
(1)苹果汁制备：按重量份，将90～110份苹果榨汁后，向汁液中加入40～50份水和6～8份蔗糖，混合后加入0.50～0.80g/kg果胶酶和0.10～0.20g/kgβ-葡萄糖苷酶，在45～55℃酶解3～6h，得到苹果汁；
(2)酒精发酵：在步骤(1)得到的苹果汁中加入酵母菌108～1010个/kg、乳酸菌1010～1012个/kg，在35～38℃发酵5～7天，得到苹果酒；
(3)醋酸发酵：在步骤(2)得到的苹果酒中加入醋酸菌108～1010个/kg，在30～32℃发酵4～6天，得到苹果醋发酵液；
(4)苹果醋制备：将步骤(3)制备的苹果醋发酵液进行离心、过滤、灭菌，得到所述的富含游离氨基酸的多菌种发酵苹果醋。
7.根据权利要求6所述的生产工艺，其特征在于，所述的酵母菌为酿酒酵母CICC 1045，所述的醋酸菌为醋酸杆菌CICC 20441。
8.根据权利要求6所述的生产工艺，其特征在于，在步骤(2)中，接种酵母菌和乳酸菌后，搅拌通气1～3h，间隔12～24h，再进行搅拌通气，搅拌1～2次。
9.根据权利要求6所述的生产工艺，其特征在于，在步骤(3)中，醋酸菌发酵的转速为200～300r/min。
10.一种权利要求1～9任一项所述的生产工艺制备得到的富含游离氨基酸的多菌种发酵苹果醋。
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