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桑葚又叫桑果、桑椹、桑椹子、桑葚子是桑树所结的果实味甘性寒归心、肝、肾经具有滋阴补血、生津止渴、补肝益肾等功效"。桑甚果汁色泽艳丽,且富含维生素、胡萝卜素、黄酮醇、花青素、酚酸等多种生物活性物质具有良好的保健功能。目前对桑葚的加工形式有干果、果汁、复合饮料1、果酒及果醋"等。
酵素按用途可分为食用酵素、环保酵素、日化酵素及饲用酵素。其中,食用酵素是指以动物、植物及菌类为原料经微生物发酵而制得具有特定生物活性成分可食用的产品其中生物活性成分对生物现象有影响的微量或少量物质,包括多糖类、寡糖类、蛋白质、酶及多肽类、氨基酸类、维生素类、及醇、酯、酸、酚类等。进行桑甚酵素的研究开发,可以丰富桑的深加工形成满足市场需求。
超氧化物歧化酶是重要的生物活性因子在保护细胞免受氧自由基的毒害中发挥着重要作用,在医药、食品工业及农业上均有广泛的应用前景 10,SOD酶活力是优化酵素发酵工艺的常用指标之一,此类的研究报道较多。如利用SOD酶活力作为指标,刘鑫等优化了蓝莓酵素发酵工艺",冯彦君等优化了蓝莓酵素发酵工艺",韦仕静等优化了西兰花酵素发酵工艺。
近年来,对桑甚酵素的研究开发也有报道。如Kwaw E等以总酚为指标优化了利用乳酸杆菌发酵桑葚果汁制备桑甚酵素饮料的工艺韦仕静等叫以桑甚干果粉混合苹果汁为原料,乳酸杆菌为发酵菌株,总酸与总糖为指标优化了桑甚酵素的发酵工艺。本研究以桑葚果汁为原料SOD酶活力为指标,先从酿酒酵母、醋酸杆菌及植物乳酸杆3种种属中优选出合适菌种组合然后单因素及正交试验优化了桑甚酵素饮料的发酵工艺并对优化发酵工艺下制得的桑甚酵素饮料做了质量评价。
方法
原料的预处理:将20℃冰箱保藏的桑甚转移到4℃冰箱中24h,使结冰完全融化,于榨汁机中榨汁纯桑甚榨汁不加水,榨汁后加入终浓度0.2g/L,偏重亚硫酸钾防氧化。桑葚果汁装瓶封口,-20℃冰箱保存,试验前在4℃冰箱中解冻24 h
菌株培养与洗涤:酿酒酵母(YPD培养基30 ℃、180 r/min振荡培养)、醋酸杆菌(LB培养基,30 ℃、180 r/min振荡培养)与植物乳酸杆菌(LB培养基,37 ℃、180 r/min振荡培养)培养至对数生长中后期,分别按接种量取培养液离心去除培养基无菌水洗涤菌体2次后菌体接入桑葛果汁进行发酵。
确定最佳发酵菌种:设置7个菌种组合植物乳酸杆菌、醋酸杆菌、酿酒酵母、植物乳酸杆菌+酿酒酵母、植物乳酸杆菌+醋酸杆菌、醋酸杆菌+酿酒酵母、植物乳酸杆菌+醋酸杆菌+酿酒酵母菌株组合体积比例为1:1和1:1:10桑慧果汁量为120ml,调初始糖度为6Brix接种量为5%(菌种活化培养与洗涤后接入菌体),发酵温度设置为30,180 r/min养酵时间i置为48 h取样测定各个菌株组合发酵液的单位SOD酶活力(每组测3个平行样)比较其显著性选单位SOD酶活力最高的菌种组合进行进一步探究。
单因素试验:选取确定最佳发酵菌种试验中发酵液单位SOD酶活力最高的菌种组合作为桑甚酵素的发酵菌种,进行发酵温度、接种量、初始糖度及发酵时间等单因素试验以单位SOD酶活力为指标,研究各因素对桑甚酵素发酵的影响。
发酵温度:发酵温度设置为26.28、30.32.34.36℃共6个水平。桑葚果汁量为120 ml,初始糖度为6 Brix接种量为10%(菌种活化培养与洗涤后接入菌体),180 r/min振荡培养发酵时间设置为24h。取样测定各个水平发酵液的单位SOD酶活力(每水平测3个平行样)-检验比较其显著性。
接种量:接种量设置5%、10%、15%、20%、25%、30%共6个水平(菌种活化培养与洗涤后接入菌体)。桑葚果汁量为120 ml,初始糖度为6 Brix发酵温度选取发酵温度因素试验中的最优发酵温度,180 r/min振荡培养,发酵时间设置为24h。取样测定各个水平发酵液的单位SOD酶活力(每水平测3个平行样)比较其显著性。
初始糖度:用白砂糖调节桑葚果汁初始糖度为6、10.14、1822、.26 Brix共6个水平。桑葚果汁量为120ml,接种量设置为接种量因素试验中的最优接种量(菌种活化培养与洗涤后接入菌体),发酵温度选取发酵温度因素试验中的最优发酵温度,180r/min振荡培养,发酵时间设置为24ho取样测定各水平发酵液的单位sOD酶活力(每水平测3个平行样)-检验比较其显著性。
发酵时间:发酵时间设置为8、16、24.32、40、48 h共6个水平。桑葚果汁量为120ml,初始糖度为初始糖度因素试验中的最优初始糖度接种量设置为接种量因素试验中的最优接种量(菌种活化培养与洗涤后接入菌体),发酵温度选取发酵温度因素试验中的最优发酵温度180r/min振荡培养发酵时间设置为24ho取样测定各个水平发酵液的单位SOD酶活力(每水平测3个平行样)-检验比较其显著性。
正交试验:依据单因素试验结果选取发酵温度、接种量、初始糖度及发酵时间4个因素各3个显著水平,进行四因素三水平正交试验以桑甚酵素中单位SOD酶活力为指标,确定最优桑甚酵素发酵工艺。
结论
本研究以桑葚果汁为原料SOD酶活力为指标,先从酿酒酵母、醋酸杆菌及植物乳酸杆3种种属中优选出合适菌种组合然后单因素及正交试验优化了桑甚酵素饮料的发酵工艺。优化后的桑甚酵素饮料的发酵工艺为发酵菌种为醋酸菌,初始糖度14 Brix接种量10%,发酵温度30 ℃、发酵时间24h;此工艺条件下制备的桑葚酵素饮料的SOD酶活力达24 122.2(/mL,比桑葛果汁的SOD酶活力(10 818.7 U/mL)提高了123%桑葚酵素饮料色泽紫红鲜艳酸味柔和,口感上佳体态透明清澈无沉淀具有桑葚果香和醋香其感官指标、理化指标及微生物指标符合相关国家标准。本文只采取了饮料配方及工艺研究中的某部分研究内容,如需得到完整的饮料配方技术及工艺流程可联系成都市佳味添成饮料科技研究所,作为专业的饮料配方研发公司,提供饮料配方研发整体方案,饮料配方调味整体方案,饮料配方技术整体方案,饮料配方专家咨询整体方案,饮料配方生产技术指导等饮料行业所需的各类技术和资源的饮料开发整体解决方案服务,联系电话:13518183030 13518182323