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多糖是一类由多个相同或不同类型单糖缩合而成的高分子碳水化合物,其广泛分布于高等植物、地衣、海藻、动物和微生物中,由于其具有免疫调节(牛膝多糖),降血糖(苦瓜多糖),、抗肿瘤(香菇多糖),抗衰老(海带多糖)等生物活性,以及增加稳定性(红枣多糖)、促进澄清(魔芋多糖)9等优良的加工性能,因此近年来被越来越多地应用于多糖类保健饮料中。根据多糖来源的不同,这些产业化的多糖饮料主要采用了3类多糖:植物多糖、真菌多糖以及细菌多糖。其中,植物多糖主要来自植物的茎、叶以及种子,因其普遍存在性而应用最广,真菌多糖大多来源于真菌的菌丝体、菌柄以子实体,而细菌多糖主要指由微生物在生长代谢过程中分泌到胞外的粘液多糖,出于食用安全性的考虑以及相关法律法规的限制,目前应用于饮料产品中的细菌性多糖仅限于包括乳酸菌在内的少数微生物,而乳酸菌胞外多糖的降血压M、免疫调节等益生作用已获得广泛的认同,因此,富含乳酸菌多糖饮料的开发有助于推动细菌多糖在功能性饮料领域进一步的应用。
发酵种子的制备
从L.mesenteroides BD1710(CGMCC NO.6432)深冷保藏管中以接种环挑取少量菌粉划线于M17蔗糖琼脂培养[以5.0%(gml)蔗糖取代M17培养基中0.5%(g/ml)的乳糖,在120 ℃下灭菌20 min即得]上,28℃好氧培养24h取出,用接种环挑取单菌落接入1 ml.M17蔗糖液体培养基中,采用涡旋混合仪将细胞均匀分散后,28 ℃.180 r/min床培养48h取出,再以2%(体积分数)接种量接种于50mL上述M17蔗糖液体培养基中,于28 ℃、180 r/min摇床培养48h,培养液经15 000 g离心10 min后取沉淀,并以相同体积的无菌蒸馏水重悬,即得发酵用的种子。
番茄汁蔗糖培养基的制备
1)番茄汁的制备:成熟番茄清洗、去皮,榨汁,果汁部分经多层纱布过滤后,经15000 g离心10 min,取清液即得。
2)番茄汁蔗糖培养基的制备:向100%(体积分数)的番茄汁中加入5%、10%.15%、20%(gml)的蔗糖,加热溶解并冷却后,用5.0 molL,NaOH调节pH至7.0,在120 ℃下灭菌20 min即得相应蔗糖浓度的无菌番茄汁蔗糖培养基。
调配、均质和灭菌
将白砂糖、柠檬酸以一定比例完全溶解于50℃的水中,即得勾兑液。将L.mesenteroides BD171048 h的发酵液与上述勾兑液以一定比例充分混合均匀后在30 MPa压力下进行均质,并于100℃灭菌20 min.
右旋糖苷含量的测定
将不同时间获得的发酵液在沸水浴30 min,冷却至室温后加入4倍体积的无菌水稀释,15 000 g离心10 min,取上清,加入3倍体积经过预冷的无水乙醇,静置过夜,15000 g离心10 min,收集沉淀物,沉淀采用少量无水乙醇洗涤后,采用蒸馏水溶解后经真空冷冻干燥后即得右旋糖苷,称重即可。
酸度的测定
称取10g发酵液于三角瓶中,加入蒸馏水20mL.1%酚酞指示剂3滴,摇匀,以0.1 molL NaOH滴定至终点。所用NaOH毫升数即为发酵液酸度(D。
残余蔗糖含量的测定:吸取20L发酵液原液(或稀释过的发酵液)注入1260型高效液相色谱仪(Agilent,美国)进行流速为1.0 ml/min的等度洗脱[流动相为乙腊:水85:15(体积分数],以RID示差检测器测定待测样品溶液的响应值(峰面积)。所测得的峰面积代入蔗糖标准溶液浓度与峰面积的线性回归方程式中,求得发酵液中的蔗糖含量。
讨论
随着经济的飞速发展和人们生活水平的不断提高,消费者在要求饮料美味可口、营养丰富的同时,更希望它们具有一定的益生功能来促进人体健康和提高生活质量,其中功能性多糖饮料因其免疫调节作用的多样化(抗炎护肝17、促体液免疫与细胞免疫1、改善2型糖尿病9等)而受到消费者越来越多的追捧。
植物与真菌来源的多糖应用相对单一,只能通过热水浸提法、水提醇沉法2、稀酸稀碱提取法2、酶法1等提取获得后,再勾兑制成多糖饮料,而细菌多糖的应用显得更灵活多变,既可通过离心、醇沉等简易分离手段从产糖发酵液中方便获得多糖后再深加工成相应饮料,亦可直接保留于发酵培养基中发挥其特定的益生功效与加工性能;其次,鉴于微生物合成代谢的高效性以及所需培养基的广泛性,获得细菌多糖的时间和物料成本均远低于其他来源的多糖。尽管细菌性多糖优点众多,但目前应用于饮料的细菌性多糖种类较少(大多为乳酸菌,加之较低的胞外多糖产率,如嗜热链球菌(230 mg/L-270 mg/lD,保加利亚乳杆菌(58 mg/L-540 mg/)2,这些限制性因素成为此类多糖饮料大规模生产的最大瓶颈。
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