微生物发酵制备沙棘果浆酵素的研究
​冯建文 宁玮钰 商兆宇
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​冯建文 宁玮钰 商兆宇,. 微生物发酵制备沙棘果浆酵素的研究[J]. 生物技术研究,2022.7. DOI:10.12721/ccn.2022.157065.
摘要:
本文旨在对微生物发酵制备沙棘果浆酵素进行探究,通过实验确定最为合适的发酵工艺,为沙棘产品生产制备提供参考。通过此次实验发现,沙棘原浆可溶性还原糖量约为17.2mg/mL,总算含量与总黄铜含量分别为26.9g/L、7.294mg/ml,通过酵母菌和乳酸菌混合的方式完成沙棘果泥酵素发酵,经测定酵母菌粉接种量占比约为0.01%,乳酸菌粉接种量占比约为0.1%,当环境温度达到37摄氏度、发酵时间维持在40小时的情况下效果最佳。
关键词: 微生物发酵制备沙棘果浆
DOI:10.12721/ccn.2022.157065
基金资助:

以微生物作为媒介对植物原料进行发酵处理,生成的产品口感丰富并含有多种营养元素。酵素具有多种功能,包括机体调节、抗氧化等。沙棘作为自然界常见植物之一,内含多种营养元素可满足人体日常所需。在诸多元素当中,维生素C占比最高。如今市场缺少沙棘果泥酵素,而且现行沙棘果泥酵素生产工艺有待完善。正因如此,目前急需以沙棘果粗加工作为基础,将微生物与沙棘相结合,进而生成沙棘酵素,研发与工艺有关的技术手段,从技术层面入手为相关产品生成提供支持。

1材料与方法

1.1材料

沙棘原浆、酵母菌、根霉菌、乳酸菌。

1.2沙棘酵素产品工艺研究

沙棘酵素工艺流程详情如图1所示,由图中内容可以看出,沙棘原浆、澄清果汁等材料均可用于制备沙棘酵素产品。原浆是沙棘经过打浆处理过后生成的液体,澄清果汁是指针对原浆过滤之后得到清明液体。

1.3沙棘酵素发酵条件的优化

本试验采用直投式菌,酵母菌、乳酸菌(酸奶发酵剂)以及根霉菌(酒曲)均从市场购买,菌粉的接种量以及接种温度均按照所购买菌的产品说明接种。

1.3.1发酵菌种选择的单因素试验

将酵母菌、酥软菌、根霉菌等与沙棘原浆进行接种,基于表1记录的内容进行发酵,之后凭借感官进行评价。安排多位专业人员依照表2评分,以平均数据作为最终结果。结合感官评价以及专业评分结果,选择最为合适的菌种用于沙棘酵素加工。

表1不同微生物菌种的接种条件

1.png

表2沙棘发酵产品感官评价

2.png

1.3.2发酵方式的选择

比较分析各菌种单菌发酵方式以及混合菌种发酵,按照表1提供的条件进行接种并控制接种量,混合菌发酵模式所用酵母菌粉接种量占比约为0.01%,乳酸菌粉接种占比约为0.1%,当环境温度达到37摄氏度的情况下持续发酵16h,利用表2对上述发酵产品进行感官评价,同时以指标为主体进行理化检测,进一步确定最为合适的发酵方式。

1.3.3混合菌发酵时间单因素试验

将混合菌发酵环境温度设定为37摄氏度,酵母菌粉接种量和乳酸菌粉接种量均调整为0.1%,设定多个发酵时长,在不同时间段称取样品,将其放入低温环境中存储。待取样工作结束之后对黄铜含量、可溶性还原糖含量等进行检测,基于此确定混合菌发酵对理化指标造成的影响,掌握最适合沙棘酵素混合菌发酵的时长。

1.4指标测定

通过pH电位法对实验样品进行检测确定总算好按量,以葡萄糖测定试剂盒作为介质利于掌握可溶性还原糖含量,利用异鼠李素计测定总黄酮含量,运用移液枪吸取0.5mL沙棘发酵液对实验样品进行预处理,之后加入乙醇进行稀释,不断摇晃直至呈现出均匀状态,作为备用溶液使用。

2结果与分析

2.1沙棘原浆的理化指标

经此次实验探究最终确定,沙棘原浆密度约为1.406kg/cm 3,ph值为3.5,可溶性还原糖含量约为17.2mg/ml,总酸含量为26.9g/l。

2.2沙棘酵素工艺

2.2.1发酵菌种对沙棘原浆感官和总酸含量的影响

将各菌种酵素加入沙棘原浆当中,将环境维持在37摄氏度,持续发酵16小时,结合实验对其进行感官评价。分析实验操作过程,根霉菌发酵过程中酵素散发异味,评分最低。酵母菌和乳酸菌发酵生成的酵素感官评价与前者相似,酵母菌和乳酸菌混合后经发酵生成的酵素感官评分较高,单菌发酵之后总算含量较低。站在综合角度来看,酵母菌和乳酸菌发酵效果最佳。

2.2.2发酵方式对沙棘果泥理化指标的影响

搭配不同菌种,并将其放在37摄氏度的环境中,持续发酵16小时。观察各菌种发酵过程,结果表示,混合菌发酵方式与乳酸菌单菌发酵可溶性还原糖含量较高,单菌发酵可溶性还糖占比较低。混合菌发酵和乳酸菌单菌发酵方式的酵素中黄酮含量最高,酵母菌单菌发酵方式的酵素中黄酮含量最低。考虑到感官评价得分以及对产品评测指标的要求,确定沙棘果泥酵素的发酵方式为酵母菌与乳酸菌混合菌发酵方式。

2.2.3发酵时间对沙棘果泥酵素理化指标的影响

在37摄氏度的条件下,探究混合菌发酵时间对沙棘果泥在37摄氏度条件下,测定沙棘果泥发酵过程中可溶性还原糖含量变化。酵母菌和乳酸菌混合菌发酵,在37摄氏度条件下,0h~30h可溶性还原糖含量下降趋势明显,尤其在24h~30h可溶性还原糖含量下降最快,在这段时间内益生菌繁殖速度最快;30h后可能趋于平缓,此时还原糖利用高效充分,利于发酵产物的形成。因此,在30h左右发酵液中的益生菌数量可能达到最大值。在37摄氏度条件下,分析沙棘果泥发酵过程中总酸含量,酵母菌和乳酸菌混合菌发酵,在37摄氏度条件下,沙棘酵素发酵过程中总酸的含量呈波动下降趋势,但总体变化程度不大。因此,沙棘果泥发酵时间对总酸含量的影响不明显。可能是由于乳酸菌发酵过程中将糖降解为乳酸,而酵母菌可以降解乳酸为CO 2.因此,导致发酵液中的总酸含量没有很大变化。实验发现酵母菌和乳酸菌混合菌发酵,在37摄氏度条件下,发酵过程中的黄酮含量呈波动上升的变化趋势。在0h~18h内呈上升趋势,18h~36h内呈下降趋势,36h后呈上升趋势,且上升趋势明显,到40h时发酵液中的黄酮含量达到起点时的2倍。这可能是由于微生物的代谢分解了黄酮糖昔,增加了游离昔元的含量。

3结语

由上述内容可以看出,通过此次实验可以确定酵母菌与乳酸菌混合之后,能够对沙棘酵素进行发酵处理,酵母菌粉接种量约占总比0.01%,经过长时间发酵之后会产生大量益生菌,当发酵时长达到40h之后效果最佳。具体操作过程中以沙棘果泥作为主要材料,凭借发酵、符合调配等一系列处理生成沙棘酵素果冻,沙棘利用率也会随之提升。但目前国内有关食用酵素方面的研究资料较少,因此应注重对用酵素功能、安全性等方面探究。

参考文献

[1]王巨成.微生物发酵制备沙棘果浆酵素的研究[J].山西林业科技,2020,49(2):4.

[2]李相军.沙棘果油复合物及制备方法:,CN111518611A[P].2020.

[3]徐思宁,刘红波,唐志书,等.沙棘果浆微囊喷雾干燥制备工艺及其理化性质研究[J].食品与发酵工业,2020,46(6):6.

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