CN114747706A - 红曲霉和植物乳杆菌偶联协酵制备高品质降血脂功能苹果汁的方法 - Google Patents

红曲霉和植物乳杆菌偶联协酵制备高品质降血脂功能苹果汁的方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于发酵果蔬汁制作技术领域，具体涉及红曲霉和植物乳杆菌偶联协酵制备高品质降血脂功能苹果汁的方法。本发明具体步骤为：（1）苹果汁的制备：取新鲜苹果经清洗、护色破碎、榨汁，得到苹果汁；（2）杀菌：将苹果汁进行杀菌；（3）接种发酵：在发酵罐中装入经过灭菌的苹果汁，将扩培的红曲霉和扩培的植物乳杆菌接入苹果汁进行发酵；（4）将（3）发酵的苹果汁进行离心，分别得到上清液和残渣；（5）将步骤（4）中的上清液进行均质和杀菌后灌装或先灌装再巴氏杀菌，得到发酵苹果汁。本产品降血脂功效突出，颜色鲜亮，口味香甜，无任何添加，且方法简单、高效、成本低，具备良好的应用前景。

Description

红曲霉和植物乳杆菌偶联协酵制备高品质降血脂功能苹果汁 的方法
技术领域
本发明属于发酵果蔬汁制作技术领域，具体涉及红曲霉和植物乳杆菌偶联协酵制备高品质降血脂功能苹果汁的方法。
背景技术
发酵型苹果汁因营养丰富、风味独特而广受青睐。随着生活水平提高，在满足人们口欲，还应具备一定的保健功效。因此，实现发酵苹果产品在营养、感官和保健功能等方面的兼具，更能满足当今消费者对产品品质的需求，也是促进该产业能够健康、稳定、持续、快速发展的关键。
关于发酵型苹果汁，以下文献进行过相关披露：
文献1：CN 109221849A公开了一种山茱萸樱桃番茄发酵饮料及其制作方法，具体步骤为：S1，制备山茱萸汁:果肉粉碎后用果胶酶、单宁酶和纤维素酶组成的复合酶酶解后浸提得到；S2，制备樱桃番茄汁：将果肉破碎、榨汁、过滤得到；S3，制备山茱萸樱桃番茄混合汁；S4，发酵；S5，调配：向发酵后的混合汁中加入木糖醇和CMC、PGA组成的混合复合稳定剂，混匀后用硅藻土过滤机过滤；S6，灭菌；其中发酵步骤采用红曲霉菌、保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌三者混合发酵，能有效利用混合汁的营养成分，得到酸甜适中、味感和谐的山茱萸樱桃番茄发酵饮料。
文献2：CN 112899117A公开了红曲霉联合乳酸菌、芽孢菌共发酵高γ-氨基丁酸红枣薏米醋的方法，具体步骤为：发芽薏米、薏米糠、酶解红枣汁、L-谷氨酸钠混合，高产GABA的红曲霉、酵母菌和乳酸菌混菌酒精发酵；结束后补加糖、红枣汁、L-谷氨酸钠，乳酸菌、芽孢菌和巴氏醋杆菌进行有氧醋酸乳酸发酵:结束后再加乳酸菌进行厌氧二次乳酸发酵。本发明经原料优选，菌种优化配比，多次发酵富集，陈酿，调配，杀菌，灌装制成高Y-氨基丁酸红枣薏米醋。产品具有抗氧化、降胆固醇和降血压的功效。
上述文献存在以下不足：文献1发酵山茱萸樱桃番茄发酵饮料口感和风味较好，但忽略了产品的保健功效。而文献2是针对的一种保健醋研究，发酵红枣薏米醋是通过红曲霉联合乳酸菌、芽孢菌共酵提高γ-氨基丁酸的含量，进而改善红枣薏米醋的保健(降胆固醇和血压)功效，但是在降脂的保健功效还有待提高；再次文献2专利红枣薏米醋风味的提升是通过原料的复合共酵，而不是通过红曲霉和植物乳杆菌偶联协酵实现口感和风味的提升。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明提供了红曲霉和植物乳杆菌偶联协酵制备高品质降血脂功能苹果汁的方法，具体步骤为：
(1)苹果汁的制备：取新鲜苹果，经清洗、护色破碎、榨汁，得到苹果汁；
(2)杀菌：将苹果汁进行杀菌；
(3)接种发酵：在发酵罐中装入经过灭菌的苹果汁，将扩培的红曲霉和扩培的植物乳杆菌接入苹果汁进行发酵；
(4)将步骤(3)发酵的苹果汁进行离心机离心，分别得到上清液和残渣；
(5)将步骤(4)中的上清液进行均质和杀菌后灌装或先灌装再巴氏杀菌，得到高品质降血脂功能苹果汁。
其中，本发明红曲霉和植物乳杆菌为市售菌种。
优选的，(1)中，破碎过程中采用VC护色，使用量为0.5～2wt‰，苹果汁的可溶性固形物为11～18°Brix。
优选的，(2)中采用UHT高温瞬时杀菌，杀菌温度95～135℃，杀菌时间15～60s，杀菌后果汁降温至25～39℃。
优选的，(3)中，在10L发酵罐中装入7L经过灭菌的苹果汁。
优选的，(3)中采用下述三种方式中的任一种接种发酵：
①同时接种发酵：将扩培的红曲霉和扩培的植物乳杆菌同时接入苹果汁进行发酵；
②先接种植物乳杆菌发酵：先将扩培的植物乳杆菌接入苹果汁进行发酵，然后接入扩培后的红曲霉继续发酵；
③先接种红曲霉发酵：先将扩培的红曲霉接入苹果汁进行发酵，然后接入扩培后植物乳杆菌继续发酵。
优选的，(3)的方式①中，红曲霉接种量为：1～10％，植物乳杆菌接种量为：1～10％，发酵温度为25～39℃，发酵时间为4～10d；发酵过程中搅拌转速为80～150r/min，通风速率为3～30％，通风速率是指，每分钟通风量占罐体总容积的百分比，以下同；
(3)的方式②中，植物乳杆菌接种量为1～10％，发酵温度25～39℃发酵时间1～3d；红曲霉接种量为：1～10％，发酵温度25～39℃，发酵时间4～10d；发酵过程中搅拌转速为80～150r/min，通风速率为3～30％；
(3)的方式③中，红曲霉接种量为：1～10％，发酵温度25～39℃，发酵时间1～7d；植物乳杆菌接种量为：1～10％，发酵温度25～39℃，发酵时间1～3d；发酵过程中搅拌转速为80～150r/min，通风速率为3～30％。
优选的，(4)中离心机转速4000～8000r/min，排渣时间1～10min/次。
优选的，(5)中均质压力为100～200bar；
均质后先杀菌再灌装：采用高压瞬时杀菌，杀菌温度95～135℃，杀菌时间15～60s；或者是，均质后先灌装再杀菌：采用巴氏杀菌，杀菌温度70～85℃，杀菌时间20～30min。
优选的，红曲霉和植物乳杆菌偶联协酵制备高品质降血脂功能苹果汁的方法，具体步骤为：
(1)苹果汁的制备：取新鲜苹果进行清洗，沥干水分后进行破碎，破碎过程中添加0.5～2‰VC进行护色，榨汁机榨汁，得到可溶性固形物为11～18°Brix的苹果汁；
(2)杀菌：将得到的苹果汁进行在95～135℃下UHT高温瞬时杀菌15～60s，杀菌后果汁降温至25～39℃；
(3)接种发酵：在发酵罐中装入70％(罐体容积)经过灭菌的苹果汁，将扩培的红曲霉和扩培的植物乳杆菌接入苹果汁进行发酵；
采用下述三种方式中的任一种接种发酵：
①同时接种发酵：将扩培的红曲霉以1～10％的接种量和扩培的植物乳杆菌以1～10％的接种量同时接入苹果汁进行发酵，发酵过程中搅拌转速为80～150r/min，通风速率为3～30％，发酵温度为25～39℃，发酵时间为4～10d；
②先接种植物乳杆菌发酵：先将扩培的植物乳杆菌以1～10％的接种量接入苹果汁，于25～39℃下发酵1～3d，然后接入1～10％扩培后的红曲霉，于25～39℃下继续发酵4～10d，发酵过程中，搅拌转速为80～150r/min，通风速率为3～30％；
③先接种红曲霉发酵：先将扩培的红曲霉以1％～10％的接种量接入苹果汁于25～39℃下发酵1～7d，然后接入1％～10％扩培后的植物乳杆菌，于25～39℃下继续发酵1～3d，发酵过程中搅拌转速为80～150r/min，通风速率为3～30％；
(4)将步骤(3)发酵的苹果汁在4000～8000r/min转速下离心，设定排渣时间1～10min/次，分别得到上清液和残渣；
(5)将步骤(4)中的上清液进行在100～200bar压力下均质，再在95～135℃下高压瞬时杀菌15～60s后灌装或均质后先灌装再在70～85℃下巴氏杀菌20～30min，得到高品质降血脂功能苹果汁。
本发明的有益效果：
(1)利用红曲霉和植物乳杆菌进行共酵或协酵苹果汁，得到的发酵苹果汁产品颜色更加鲜亮，营养成分更为丰富，风味更为典型，降血脂功效更为突出；
与苹果原汁相比，通过本发明的方法发酵后的苹果汁总黄酮含量更高，DPPH自由基清除率、FRAP、胆固醇酯酶抑制活性更高；胆固醇酯酶抑制活性达到了77％左右，是苹果原汁的1.71倍；
通喂养斑马鱼后进行血脂分析，结果表明，本发明的产品发酵效果与辛伐他汀药物组相接近，显著的优于未发酵的苹果原汁组；
(2)利用红曲霉和植物乳杆菌进行共酵或协酵得到的发酵苹果汁产品，解决了单独用红曲霉发酵苹果汁营养、风味和感官不足的问题，以及解决了单独用植物乳杆菌发酵苹果汁降血脂功效有待提高的问题；
(3)本发明制备高品质降血脂功能苹果汁的方法简单、高效，且成本低廉，具备良好的应用前景。
附图说明
图1为喂养不同样品斑马鱼肝脏组织脂质代谢分析。
具体实施方式
为了能使本领域技术人员更好的理解本发明，现结合具体实施方式对本发明进行更进一步的阐述。
实例设备：
带式榨汁机，型号：KADY-800，江苏楷益智能科技有限公司；UHT高压瞬时杀菌灌装设备，型号：ST-20，上海顺义实验设备有限公司；蝶式离心机，Brew 20，阿法拉伐。
实施例1
(1)苹果汁的制备：以苹果为原料进行清洗，沥干水分后进行破碎，破碎过程中添加1wt‰的VC(维生素C)进行护色，利用榨汁机榨汁后过滤，得到可溶性固形物为13°Brix的苹果汁；
(2)杀菌：将得到的苹果汁在135℃下UHT高温瞬时杀菌15s，杀菌后果汁降温至30℃；
(3)接种发酵：在10L发酵罐中装入7L经过灭菌的苹果汁，将扩培的红曲霉以3％的接种量和扩培的植物乳杆菌以3％的接种量同时接入苹果汁进行发酵，发酵过程中搅拌转速为120r/min，通风速率为1L/min，发酵温度为30℃，发酵时间为7d，得到发酵苹果汁；
(4)将步骤(3)发酵的苹果汁在7500r/min转速下离心，排渣时间1min/次得到上清液和残渣；
(5)将步骤(4)中的上清液进行在150bar压力下均质，再在135℃下高压瞬时杀菌15s后灌装，得到高品质降血脂功能苹果汁。
实施例2
(1)苹果汁的制备：以苹果为原料进行清洗，沥干水分后进行破碎，破碎过程中添加1.5wt‰的VC进行护色，利用榨汁机榨汁后过滤，得到可溶性固形物为11°Brix的苹果汁；
(2)杀菌：将得到的苹果汁在100℃下UHT高温瞬时杀菌30s，杀菌后果汁降温至27℃；
(3)接种发酵：在10L发酵罐中装入7L经过灭菌的苹果汁，将扩培的植物乳杆菌以3％的接种量接入苹果汁中于30℃下发酵1d，然后接入3％扩培后的红曲霉，于30℃下继续发酵7d，得到发酵苹果汁，发酵过程中搅拌转速为120r/min，通风速率为1L/min；
(4)将步骤(3)发酵的苹果汁在6000r/min转速下离心，排渣时间1min/次得到上清液和残渣；
(5)将步骤(4)中的上清液在100bar压力下均质，再在135℃下高压瞬时杀菌15s后灌装，得到高品质降血脂功能苹果汁。
实施例3
(1)苹果汁的制备：以苹果为原料进行清洗，沥干水分后进行破碎，破碎过程中添加1wt‰的VC进行护色，利用榨汁机榨汁后过滤，得到可溶性固形物为13°Brix的苹果汁；
(2)杀菌：将得到的苹果汁在135℃下UHT高温瞬时杀菌15s，杀菌后果汁降温至30℃；
(3)接种发酵：在10L发酵罐中装入7L经过灭菌的苹果汁，将扩培的红曲霉以3％的接种量接入苹果汁，于30℃发酵7d，然后接入3％扩培后的植物乳杆菌于30℃下继续发酵1d，得到发酵苹果汁，发酵过程中搅拌转速为120r/min，通风速率为1L/min；
(4)将步骤(3)发酵的苹果汁在7000r/min转速下离心，排渣时间1min/次得到上清液和残渣；
(5)将步骤(4)中的上清液进行在200bar压力下均质，再在125℃下高压瞬时杀菌15s后灌装，得到高品质降血脂功能苹果汁。
对比例1
该对比例同实施例2最大不同之处在于：步骤(3)中，在10L发酵罐中装入7L经过灭菌的苹果汁，将扩培的植物乳杆菌以6％的接种量接入苹果汁，于30℃发酵1天，得到益生菌发酵苹果汁，发酵过程中搅拌转速为120r/min，通风速率为1L/min。
对比例2
该对比例同实施例3最大不同之处在于：
步骤(3)：在10L发酵罐中装入7L经过灭菌的苹果汁，将扩培的红曲霉以6％的接种量接入苹果汁，于30℃发酵7天，发酵过程中搅拌转速为120r/min，通风速率为1L/min。
实验例
制得的发酵型高品质降血脂功能苹果汁产品品质检测分析：
一、取实施例1-3和对比例1-2制得的发酵型苹果汁产品，品尝其口感，观察其体态，结果如下表1所示。
表1不同发酵苹果汁的感官评价
项目 色泽 香气 口感、滋味 组织状态
苹果原汁 浅黄色 有浓郁协调典型的苹果香 酸甜较适中、醇厚 易分层
实施例1 亮丽、浅红色 有浓郁协调典型的苹果香和甜香 醇厚、酸甜适中 外观均匀，无分层
实施例2 亮丽、浅红色 有浓郁协调典型的苹果香和甜香 酸甜适中、醇厚 外观均匀，无分层
实施例3 亮丽、浅红色 有浓郁协调典型的苹果香和甜香 酸甜适中、醇厚 外观均匀，无分层
对比例1 亮丽、浅黄色 有浓郁协调典型的苹果香 酸甜适中、醇厚 外观均匀，无分层
对比例2 亮丽、浅红色 有一定的苹果香和甜香 酸甜较适中、醇厚 外观均匀，无分层
通过感官评定产品的品质后会发现实施例1-3制备的发酵型苹果汁色泽亮丽、浅红色，有浓郁协调典型的苹果香和甜香，口感醇厚、酸甜适中，外观均匀，无分层现象，实施例产品感官评价优于苹果原汁。对比例1，色泽亮丽、浅黄色，有浓郁协调典型的苹果香，口感醇厚、酸甜适中，外观均匀，无分层现象，对比例1由于采用纯植物乳杆菌发酵，果汁颜色为浅黄色，而且缺少红曲霉发酵产生的甜香，但是口感和滋味与实施例基本一致。对比例2，色泽亮丽、浅红色，有一定的苹果香和甜香，口感较醇厚、酸甜较适中，外观均匀，无分层现象，对比例2由于采用纯红曲霉发酵，果香欠协调，口感的酸甜较实施例差。通过对比，本申请所述工艺技术生产的发酵型苹果汁感官评价品质更优，符合现代消费者对高品质产品的需求。
二、取实施例1-3和对比例1-2制得的发酵型苹果汁产品，进行理化分析和体外试验和斑马鱼试验测定其功能，结果如下表2所示。
表2不同发酵苹果汁的总酚含量和体外功能性分析
Figure BDA0003597489260000071
Figure BDA0003597489260000081
注：表中数据为
Figure BDA0003597489260000082
同一列的不同的小写字母表示差异显著(p<0.05)。
由表2可以看出，通过比较实施例1-3的总酚含量和体外功能性基本一致，且实施例的各项指标均优于苹果原汁，而对比例1和对比例2的总酚和总黄酮含量以及体外功能活性(DPPH自由基清除能力和FRAP)均低于实施例1-3，对比例1的胆固醇酯酶抑制活性显著低于实施例，对比例2的胆固醇酯酶抑制活性与实施例1-3较为接近。因此，本发明的发酵型高品质降血脂功能苹果汁制备方法与对比例加工方法对比，提高了产品的总酚和总黄酮含量以及体外功能活性。
取实施例1-3、对比例1-2制得的发酵型苹果汁产品，进行斑马鱼动物模型试验测定其功能，结果如下表3和图1所示。
表3喂养斑马鱼后血脂指标分析
项目 超氧化物歧化酶(u/mg) 丙二醛(mg/L) 甘油三酯(mmol/L) 总胆固醇(mmol/L)
苹果原汁 28.9±0.67a 2.1±0.05a 12.11±0.45a 11.02±0.15a
辛伐他汀 15.3±0.61e 1.0±0.08e 9.45±0.71d 4.16±0.38e
实施例1 18.2±0.23cd 1.2±0.13d 10.35±0.34bc 5.46±0.07d
实施例2 18.9±0.02cd 1.2±0.05d 10.42±0.22bc 5.57±0.01d
实施例3 19.1±0.89cd 1.3±0.07cd 10.44±0.36bc 5.49±0.18d
对比例1 24.4±0.29b 1.8±0.17b 11.56±0.17ab 8.23±0.09b
对比例2 20.8±0.55c 1.4±0.10c 10.77±0.08b 6.03±0.12c
注：表中数据为
Figure BDA0003597489260000083
同一列的不同的小写字母表示差异显著(p<0.05)。
由表3和图1斑马鱼血脂指标和肝脏组织脂质代谢分析可以看出，实施例1-3发酵果汁喂养造膜后的斑马鱼，与辛伐他汀药物组相比，降脂效果较为接近，显著优于未发酵的苹果原汁组。对比例1和对比例2对斑马鱼的降脂均有一定的效果，但对比例1和对比例2对斑马鱼的降脂效果均低于实施例1-3，对比例1斑马鱼的降脂效果显著低于辛伐他汀药物组和实施例1-3，对比例2对斑马鱼的降脂效果比实施例稍差。因此，本发明的发酵型高品质降血脂功能苹果汁制备方法与对比例加工方法对比，提高了产品的降血脂功效。

Claims (10)

1.红曲霉和植物乳杆菌偶联协酵制备高品质降血脂功能苹果汁的方法，包括如下的步骤：
（1）苹果汁的制备：取新鲜苹果，经清洗、护色破碎、榨汁，得到苹果汁；
（2）杀菌：将苹果汁进行杀菌；
（3）接种发酵：在发酵罐中装入经过灭菌的苹果汁，将扩培的红曲霉和扩培的植物乳杆菌接入到苹果汁中进行发酵，获得发酵的苹果汁；
（4）将步骤（3）发酵的苹果汁离心，得到上清液和残渣；
（5）将步骤（4）中的上清液均质、杀菌后灌装；或先灌装再巴氏杀菌，得到发酵的成品降血脂功能苹果汁。
2.如权利要求1所述的红曲霉和植物乳杆菌偶联协酵制备高品质降血脂功能苹果汁的方法，其特征在于，（1）破碎过程中采用VC护色，使用量为0.5～2wt‰，苹果汁的可溶性固形物为11～18°Brix。
3.如权利要求1所述的红曲霉和植物乳杆菌偶联协酵制备高品质降血脂功能苹果汁的方法，其特征在于，（2）中采用UHT高温瞬时杀菌，杀菌温度95～135℃、时间为15～60s，杀菌后果汁降温至25～39℃。
4.如权利要求1所述的红曲霉和植物乳杆菌偶联协酵制备高品质降血脂功能苹果汁的方法，其特征在于，（3）中采用下述三种方式中的任一种接种发酵：
①同时接种发酵：将扩培的红曲霉和扩培的植物乳杆菌同时接入苹果汁进行发酵；
②先接种植物乳杆菌发酵：先将扩培的植物乳杆菌接入苹果汁进行发酵，然后接入扩培后的红曲霉继续发酵；
③先接种红曲霉发酵：先将扩培的红曲霉接入苹果汁进行发酵，然后接入扩培后的植物乳杆菌继续发酵。
5.如权利要求1所述的红曲霉和植物乳杆菌偶联协酵制备高品质降血脂功能苹果汁的方法，其特征在于，（3）的方式①中，红曲霉接种量为：1～10%，植物乳杆菌接种量为：1～10%，发酵温度为25～39℃，发酵时间为4～10d；发酵过程中搅拌转速为80～150 r/min，通风速率为3～30%，所述的通风速率为每分钟通风量占罐体总容积的百分比。
6.如权利要求1所述的红曲霉和植物乳杆菌偶联协酵制备高品质降血脂功能苹果汁的方法，其特征在于，（3）的方式②中，植物乳杆菌接种量为1～10%，发酵温度25～39℃，发酵时间1～3d；红曲霉接种量为：1～10%，发酵温度25～39℃，发酵时间4～10d；发酵过程中搅拌转速为80～150 r/min，通风速率为3～30%，所述的通风速率为每分钟通风量占罐体总容积的百分比。
7.如权利要求1所述的红曲霉和植物乳杆菌偶联协酵制备高品质降血脂功能苹果汁的方法，其特征在于，（3）的方式③中，红曲霉接种量为：1～10%，发酵温度25～39℃，发酵时间1～7d；植物乳杆菌接种量为：1～10%，发酵温度25～39℃，发酵时间1～3d；发酵过程中搅拌转速为80～150 r/min，通风速率为3～30%，所述的通风速率为每分钟通风量占罐体总容积的百分比。
8.如权利要求1所述的红曲霉和植物乳杆菌偶联协酵制备高品质降血脂功能苹果汁的方法，其特征在于，（4）中离心机转速4000～8000r/min，排渣时间1～10 min/次。
9.如权利要求1所述的红曲霉和植物乳杆菌偶联协酵制备高品质降血脂功能苹果汁的方法，其特征在于，（5）中均质压力为100～200bar。
10.如权利要求1所述的红曲霉和植物乳杆菌偶联协酵制备高品质降血脂功能苹果汁的方法，其特征在于，（5）中：
均质后，先杀菌再灌装：采用高压瞬时杀菌，杀菌温度95～135℃，杀菌时间15～60s；或，均质后，先灌装再杀菌：采用巴氏杀菌，杀菌温度70～85℃，杀菌时间20～30 min。
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