CN110521900A - 一种富含活性植物乳杆菌的发酵芒果汁及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种富含活性植物乳杆菌的发酵芒果汁及其制备方法，属于果蔬发酵领域。本发明在芒果汁中添加适量的葡萄糖和菠萝汁，然后接种植物乳杆菌进行发酵，制备获得发酵芒果汁。所得发酵芒果汁的活性植物乳杆菌的数量最高能达到5.8×109cfu/mL，在低温下贮藏21d之后，活菌数仍能保持在1.0×108cfu/mL以上；以芒果汁作为主要原料，添加少量的葡萄糖和适量的菠萝汁，能够显著提高最终产品中的活菌数，同时又不会影响芒果汁自身的口感，很好地保持了其特有的香甜风味，还增加了植物乳杆菌发酵后柔和爽口的酸味和保健作用；此外，加工工艺简单、生产成本低，符合现代消费者低糖低添加、天然健康的消费理念，具备极为广阔的市场潜力和应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种富含活性植物乳杆菌的发酵芒果汁及其制备方法，属于果蔬发酵领域。
背景技术
近年来，随着人们生活水平的不断提高及自我保健意识的增强，通过饮食调整促进自身健康的观念逐渐得到认同，消费者的消费意识发生转变，对饮料的选择也将逐渐理性化，绿色、天然、营养、保健已成为人们选择饮料消费的重要指标。而发酵果蔬汁是以果汁、蔬菜汁为主要原料，采用益生菌发酵，再经调配所得到的一类现代发酵食品，由于经过微生物的发酵，会形成独特的风味，同时赋予果蔬汁新的营养和保健功能，因此发酵果蔬汁恰好迎合了现代人的追求，显示出较好的发展势头。
芒果作为著名的热带水果之一，营养价值高、味道甘醇，深受人们的喜爱，已成为果蔬加工业的重要原料。然而，目前市面上以芒果为原料的产品主要集中在复合芒果汁、芒果干、芒果罐头、芒果果酒等较为传统的加工方式，利用益生菌发酵芒果汁相对较少，并且在现有技术中还存在以下问题：原料中添加鲜牛乳、脱脂乳粉等，发酵得到的饮品本质上并不是果蔬汁；所得饮品在接种发酵之后进行了灭菌，从而最终得到的饮品中并不含有活性益生菌，无法充分发挥益生菌的保健作用；单纯选用植物乳杆菌进行发酵的报道较少，并且产品中活菌数以及在贮藏过程中植物乳杆菌的活菌数无法维持在较高的水平。
综上可知，如何制备获得以芒果汁为主要原料、低糖低添加、保留芒果香甜口感，且活性植物乳杆菌含量高、在贮藏过程中仍能保持较高活性的发酵芒果汁是本领域有待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的就是针对上述现有技术中的不足，提供一种富含活性植物乳杆菌的发酵芒果汁，其中植物乳杆菌在该芒果汁中能够进行快速发酵，活菌数能够达到1.0×109cfu/mL，同时在21d的保质期内，其活菌数能够稳定在1.0×108cfu/mL以上。具体的技术方案如下：
一种富含活性植物乳杆菌的发酵芒果汁的制备方法，包括如下步骤：
(1)制备芒果原浆：将新鲜芒果洗净、热烫，去皮去核，切成小块后加水压榨成浆；
(2)制备芒果汁：在步骤(1)所得的芒果原浆中加入纤维素酶和果胶酶进行酶解，灭酶后过滤，得到芒果汁；
(3)调配发酵基质：在芒果汁中加入10-15g/L的葡萄糖、20g/L以上的菠萝汁，并调节pH值为5.0-6.0，得到发酵基质；
(4)接种：按照浓度为1.0×107至1.5×107cfu/mL的接种量，将植物乳杆菌接种到发酵基质中进行发酵，发酵温度为35-40℃，发酵时间为8-16h。
在本发明的一种实施方式中，所述步骤(1)中热烫采用80-90℃的水漂烫45-90s，然后迅速冷却至4℃以下。
在本发明的一种实施方式中，所述菠萝汁的用量为20-45g/L。
在本发明的一种实施方式中，所述步骤(1)中按料液比为1：1进行加水。所述料液比均是指质量比。
在本发明的一种实施方式中，所述步骤(2)中纤维素酶的添加量为20-40mg/L。
在本发明的一种实施方式中，所述步骤(2)中果胶酶的添加量为45-60mg/L。
在本发明的一种实施方式中，所述步骤(2)中酶解的条件为30-40℃中2-3h，灭酶的条件为沸水浴中3-5min。
在本发明的一种实施方式中，所述步骤(2)中过滤采用100-150目的滤布过滤。
在本发明的一种实施方式中，所述步骤(3)中菠萝汁的制备方法为：将新鲜菠萝切掉两头、去除果皮，洗净、切块后加入榨汁机中进行榨汁，用2-4层纱布过滤即得。
在本发明的一种实施方式中，所述步骤(4)中接种具体是将植物乳杆菌活化、培养后，将种子液离心去除上清发酵液，菌泥用无菌生理盐水洗涤后重悬于无菌生理盐水中，然后按照浓度为1.0×107至1.5×107cfu/mL的接种量加到芒果汁中。
在本发明的一种实施方式中，所述植物乳杆菌包括：植物乳杆菌CGMCC No.6077、植物乳杆菌CGMCC No.4286、植物乳杆菌CGMCC No.14520中任意一种。
在本发明的一种实施方式中，最终得到的发酵芒果汁在0-10℃的条件下进行冷藏。
在本发明的一种实施方式中，所述方法具体包括如下步骤：
(1)制备芒果原浆：将新鲜芒果洗净、采用80-90℃的水漂烫45-90s，然后迅速冷却至4℃以下，去皮去核，切成小块后，按料液比为1：1加水在压榨机中压榨成浆；
(2)制备芒果汁：在步骤(1)所得的芒果原浆中加入20-40mg/L的纤维素酶和45-60mg/L的果胶酶，在30-40℃中保持2-3h，然后进行灭酶：灭酶的条件为沸水浴中3-5min，然后采用100-150目的滤布过滤，得到芒果汁；
(3)调配发酵基质：在芒果汁中加入10-15g/L的葡萄糖、20-45g/L的菠萝汁，并调节pH值为5.0-6.0，得到发酵基质，其中菠萝汁的制备方法为：将新鲜菠萝切掉两头、去除果皮，洗净、切块后加入榨汁机中进行榨汁，用2-4层纱布过滤即得；
(4)接种：将植物乳杆菌活化、培养后，将种子液离心去除上清发酵液，菌泥用无菌生理盐水洗涤后重悬于无菌生理盐水中，然后按照浓度为1.0×107至1.5×107cfu/mL的接种量将植物乳杆菌接种到芒果汁中进行发酵，发酵温度为35-40℃，发酵时间为8-16h；
(5)冷藏：将最终得到的发酵芒果汁在0-10℃的条件下保藏。
本发明的第二个目的是利用上述方法提供了一种富含活性植物乳杆菌的发酵芒果汁。
本发明的第三个目的是将上述的发酵芒果汁应用于保健饮料中。
本发明包括以下有益效果：
(1)发酵芒果汁中植物乳杆菌生长快、含量高，且在贮藏过程中仍能保持较高活性。接种植物乳杆菌进行发酵，与现有技术中常用的复合菌种发酵相比，菌株的稳定期长，整体活菌数量也相对较高。通过检测可知，活菌数在发酵8h后即可达到1.0×109cfu/mL，当发酵至16h后活菌数最高能达到5.8×109cfu/mL，而在低温下贮藏21d之后，活菌数仍能保持在1.0×108cfu/mL以上。
(2)原料中仅添加少量的葡萄糖和适量的菠萝汁，降低了糖类以及其他辅料的添加，更加天然、健康。发明人在实验过程中意外地发现菠萝汁的加入，可以显著促进植物乳杆菌的生长，大大增加植物乳杆菌的浓度，同时较低比例的菠萝汁不会对芒果本身的风味和口感产生影响。本发明所得产品由于不需要额外增加乳酸菌生长所需的增殖因子和其他配料，符合现代消费者低糖低添加的理念，且降低了生产成本。
(3)以芒果汁作为主要原料，很好地保持了其特有的香甜风味，同时又增加了植物乳杆菌发酵后柔和爽口的酸味和怡人的香气，所得产品兼具芒果和植物乳杆菌的双重保健作用，又兼具二者的风味和口感。此外，加工工艺简单、生产成本低，符合现代消费者低糖低添加、天然健康的消费理念，具备极为广阔的市场潜力和应用前景。
具体实施方式
下面通过几个实施例详细说明本发明的具体实施方式从而对本发明进行进一步的阐述，但不对本发明的权利要求做任何限定。如无具体说明，本发明的各种原料均可市售购得，或根据本领域的常规方法制备得到。
下述实施例中所用的植物乳杆菌均来自江南大学食品生物技术中心，并均已保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所。
实施例1：
(1)制备芒果原浆：将新鲜芒果洗净、采用85℃的水漂烫60s，然后迅速冷却至4℃以下，去皮去核，切成小块后，按料液比为1：1加水在压榨机中压榨成浆；
(2)制备芒果汁：在步骤(1)所得的芒果原浆中加入30mg/L的纤维素酶和50mg/L的果胶酶，在35℃中保持2.5h，然后进行灭酶：灭酶的条件为沸水浴中4min，然后采用125目的滤布过滤，得到芒果汁；
(3)调配发酵基质：在芒果汁中加入12.5g/L的葡萄糖、35g/L的菠萝汁，并调节pH值为5.5，得到发酵基质，其中菠萝汁的制备方法为：将新鲜菠萝切掉两头、去除果皮，洗净、切块后加入榨汁机中直接进行榨汁，用3层纱布过滤即得；
(4)将植物乳杆菌CGMCC No.6077接种到MRS培养基中，置于37℃恒温培养箱进行活化培养18h，重复上述活化操作3次后将种子液离心去除上清发酵液，菌泥用无菌生理盐水洗涤后重悬于无菌生理盐水中，于无菌条件下按照浓度为1.0×107cfu/mL的接种量加到发酵基质中，置于37℃的恒温培养箱中进行发酵。分别于发酵8h、10h、12h、16h从芒果汁中取样10mL用于活菌计数和pH测定；
(5)将发酵完成的芒果汁在4℃的冰箱中冷藏。在21d的保质期内，每7d对冷藏的芒果汁取样进行活菌计数。
上述活菌数的检测方法：采用国标《GB 4789.35-2016食品安全国家标准食品微生物学检测乳酸菌检测》。
实施例2：
参照实施例1，将菠萝的用量替换为50g/L，其他条件不变，制备得到发酵产品。分别于发酵8h、10h、12h、16h从芒果汁中取样10mL用于活菌计数和pH测定；将发酵完成的芒果汁在4℃的冰箱中冷藏。在21d的保质期内，每7d对冷藏的芒果汁取样进行活菌计数。对照例1-3：
为进一步证明本发明的有益效果，设置对照例1-3：参照实施例1中的制备方法，按照表1所示条件添加葡萄糖和菠萝汁，混匀后分别接种植物乳杆菌CGMCC No.6077进行发酵，分别记为对照例1-3。并且在相同的时间内进行活菌计数和pH测定，所测结果具体见表2-4。
表1实施例1-2和对照例1-3制备发酵芒果汁的配料组成
| 组别 | 葡萄糖的添加量(g/L) | 菠萝汁的添加量(g/L) |
| 实施例1 | 12.5 | 35 |
| 实施例2 | 12.5 | 50 |
| 对照例1 | 12.5 | 0 |
| 对照例2 | 30 | 0 |
| 对照例3 | 12.5 | 15 |
表2实施例1-2和对照例1-3制备所得的发酵芒果汁16h内的活菌数变化(cfu/mL)
| 组别 | 0h | 8h | 10h | 12h | 16h |
| 实施例1 | 1.0×10<sup>7</sup> | 1.7×10<sup>9</sup> | 2.6×10<sup>9</sup> | 3.8×10<sup>9</sup> | 3.1×10<sup>9</sup> |
| 实施例2 | 1.0×10<sup>7</sup> | 1.8×10<sup>9</sup> | 3.4×10<sup>9</sup> | 3.6×10<sup>9</sup> | 2.7×10<sup>9</sup> |
| 对照例1 | 1.0×10<sup>7</sup> | 0.9×10<sup>8</sup> | 1.3×10<sup>8</sup> | 2.3×10<sup>8</sup> | 3.6×10<sup>8</sup> |
| 对照例2 | 1.0×10<sup>7</sup> | 1.5×10<sup>8</sup> | 2.9×10<sup>8</sup> | 4.6×10<sup>8</sup> | 4.2×10<sup>8</sup> |
| 对照例3 | 1.0×10<sup>7</sup> | 2.8×10<sup>8</sup> | 4.9×10<sup>8</sup> | 6.0×10<sup>8</sup> | 6.5×10<sup>8</sup> |
表3实施例1-2和对照例1-3制备所得的发酵芒果汁16h内的pH变化
| 组别 | 0h | 8h | 10h | 12h | 16h |
| 实施例1 | 5.50 | 5.26 | 4.95 | 4.17 | 3.81 |
| 实施例2 | 5.50 | 5.21 | 4.86 | 3.98 | 3.74 |
| 对照例1 | 5.50 | 5.33 | 5.10 | 4.96 | 4.88 |
| 对照例2 | 5.50 | 5.19 | 4.93 | 4.97 | 4.70 |
| 对照例3 | 5.50 | 5.29 | 5.12 | 4.80 | 4.25 |
由表2和表3可知：采用本发明的方法制备得到的实施例1中的发酵芒果汁，植物乳杆菌CGMCC No.6077活菌数在8h时达到1.7×109cfu/mL，在12h时达到3.8×109cfu/mL。若只添加葡萄糖、不添加菠萝汁(见对照例1和2)，则植物乳杆菌的活菌数仅能达到108cfu/mL，即使通过增加葡萄糖的含量也无法将活菌数提高至109cfu/mL。可见，菠萝汁是植物乳杆菌在发酵芒果汁中增长的关键因素。此外，菠萝汁的添加量也至关重要：含量较低时无法使植物乳杆菌生长到理想浓度(见对照例3)，含量高于45g/L后，产品中的活菌数也不会有所提高(见实施例2)。综上，我们推测：菠萝汁中存在某些特殊的营养成分，其能够有利于植物乳杆菌快速增长繁殖，显著提高产品中的活菌数；并且菠萝汁的含量应限制在一定范围内，低于该范围无法实现本发明的目的，高于该范围则会增加生产成本。
表4实施例1-2和对照例1-3制备所得的发酵芒果汁21d内的活菌数变化(cfu/mL)
| 组别 | 0d | 7d | 14d | 21d |
| 实施例1 | 3.1×10<sup>9</sup> | 2.6×10<sup>9</sup> | 1.1×10<sup>9</sup> | 4.9×10<sup>8</sup> |
| 实施例2 | 2.7×10<sup>9</sup> | 1.8×10<sup>9</sup> | 9.6×10<sup>8</sup> | 5.1×10<sup>8</sup> |
| 对照例1 | 3.6×10<sup>8</sup> | 1.0×10<sup>8</sup> | 5.3×10<sup>7</sup> | 1.1×10<sup>7</sup> |
| 对照例2 | 4.2×10<sup>8</sup> | 1.7×10<sup>8</sup> | 6.2×10<sup>7</sup> | 2.0×10<sup>7</sup> |
| 对照例3 | 6.5×10<sup>8</sup> | 2.9×10<sup>8</sup> | 7.5×10<sup>7</sup> | 3.4×10<sup>7</sup> |
分析上述表4可知：与表2和表3的结果相一致，采用本发明的方法制备得到的实施例1中的发酵芒果汁，植物乳杆菌CGMCC No.6077活菌数在21d保质期内能保持在1.0×108cfu/mL以上，而对照例1-2中的发酵芒果汁的活菌数最多维持在107cfu/mL这一水平；实施例2中增加了菠萝汁的添加量，但活菌数与实施例1相当，芒果汁本身的风味和口感较实施例1稍差。
实施例3
(1)制备芒果原浆：将新鲜芒果洗净、采用80℃的水漂烫90s，然后迅速冷却至4℃以下，去皮去核，切成小块后，按料液比为1：1加水在压榨机中压榨成浆；
(2)制备芒果汁：在步骤(1)所得的芒果原浆中加入20mg/L的纤维素酶和45mg/L的果胶酶，在40℃中保持3h，然后进行灭酶：灭酶的条件为沸水浴中3min，然后采用100目的滤布过滤，得到芒果汁；
(3)调配发酵基质：在芒果汁中加入10g/L的葡萄糖、20g/L的菠萝汁，并调节pH值为6.0，得到发酵基质，其中菠萝汁的制备方法为：将新鲜菠萝切掉两头、去除果皮，洗净、切块后加入榨汁机中进行榨汁，用2层纱布过滤即得；
(4)将植物乳杆菌CGMCC No.4286接种到MRS培养基中，置于37℃恒温培养箱进行活化培养18h，重复上述活化操作3次后将种子液离心去除上清发酵液，菌泥用无菌生理盐水洗涤后重悬于无菌生理盐水中，于无菌条件下按照浓度为1.5×107cfu/mL的接种量加到发酵基质中，置于37℃的恒温培养箱中进行发酵。分别于发酵8h、10h、12h、16h从芒果汁中取样10mL用于活菌计数和pH测定，所测结果具体见表5；
(5)将发酵完成的芒果汁在8℃的冰箱中冷藏。在21d的保质期内，每7d对冷藏的芒果汁取样进行活菌计数，所测结果具体见表7。
表5植物乳杆菌CGMCC No.4286发酵芒果汁活菌数及pH变化
由表5可知，发酵8h时，发酵芒果汁中的植物乳杆菌CGMCC No.4286活菌数达到1.0×109cfu/mL，pH值为4.89，发酵12h时，活菌数达到2.4×109cfu/mL，pH值为4.10。
实施例4
(1)制备芒果原浆：将新鲜芒果洗净、采用90℃的水漂烫45s，然后迅速冷却至4℃以下，去皮去核，切成小块后，按料液比为1：1加水在压榨机中压榨成浆；
(2)制备芒果汁：在步骤(1)所得的芒果原浆中加入40mg/L的纤维素酶和60mg/L的果胶酶，在30℃中保持2h，然后进行灭酶：灭酶的条件为沸水浴中5min，然后采用150目的滤布过滤，得到芒果汁；
(3)调配发酵基质：在芒果汁中加入15g/L的葡萄糖、45g/L的菠萝汁，并调节pH值为5.0，得到发酵基质，其中菠萝汁的制备方法为：将新鲜菠萝切掉两头、去除果皮，洗净、切块后加入榨汁机中进行榨汁，用4层纱布过滤即得；
(4)将植物乳杆菌CGMCC No.14520接种到MRS培养基中，置于37℃恒温培养箱进行活化培养18h，重复上述活化操作3次后将种子液离心去除上清发酵液，菌泥用无菌生理盐水洗涤后重悬于无菌生理盐水中，于无菌条件下按照浓度为1.5×107cfu/mL的接种量加到发酵基质中，置于37℃的恒温培养箱中进行发酵。分别于发酵8h、10h、12h、16h从芒果汁中取样10mL用于活菌计数和pH测定，所测结果具体见表6；
(5)将发酵完成的芒果汁在0℃的冰箱中冷藏。在21d的保质期内，每7d对冷藏的芒果汁取样进行活菌计数，所测结果具体见表7。
表6植物乳杆菌CGMCC No.14520发酵芒果汁活菌数及pH变化
由表6可知，发酵8h时，发酵芒果汁中的植物乳杆菌CGMCC No.14520活菌数达到1.7×109cfu/mL，pH值为4.81，发酵16h时，活菌数达到5.8×109cfu/mL，pH值为3.07。
表7实施例3-4制备所得的发酵芒果汁21d内的活菌数变化(cfu/mL)
| 组别 | 0d | 7d | 14d | 21d |
| 实施例3 | 2.3×10<sup>9</sup> | 1.7×10<sup>9</sup> | 4.7×10<sup>8</sup> | 1.6×10<sup>8</sup> |
| 实施例4 | 5.8×10<sup>9</sup> | 3.6×10<sup>9</sup> | 1.9×10<sup>9</sup> | 7.2×10<sup>8</sup> |
分析表5-7可知：利用本发明所提供的制备方法，选择不同的菌种发酵如植物乳杆菌CGMCC No.6077、CGMCC No.4286、CGMCC No.14520，均能使得发酵后活菌数达到109cfu/mL以上，其中植物乳杆菌CGMCC No.14520的活菌数最高可达到5.8×109cfu/mL；同时在21d保质期内，植物乳杆菌在发酵芒果汁中的活菌数均能保持在1.0×108cfu/mL以上，其中植物乳杆菌CGMCC No.14520在21d的活菌数还可以达到7.2×108cfu/mL。
本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。
Claims (10)
1.一种发酵芒果汁的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)制备芒果原浆：将新鲜芒果洗净、热烫，去皮去核，切成小块后加水压榨成浆；
(2)制备芒果汁：在步骤(1)所得的芒果原浆中加入纤维素酶和果胶酶进行酶解，灭酶后过滤，得到芒果汁；
(3)调配发酵基质：在芒果汁中加入葡萄糖和菠萝汁，并调节pH值为5.0-6.0，得到发酵基质；其中葡萄糖相对芒果汁的添加量为10-15g/L；菠萝汁相对芒果汁的添加量为不低于20g/L；
(4)接种：按照浓度为1.0×107至1.5×107cfu/mL的接种量，将植物乳杆菌接种到发酵基质中进行发酵，发酵温度为35-40℃，发酵时间为8-16h。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中热烫采用80-90℃的水漂烫45-90s，然后迅速冷却至4℃以下。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中菠萝汁相对芒果汁的添加量为20-45g/L。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中纤维素酶的添加量为20-40mg/L。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中果胶酶的添加量为45-60mg/L。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中酶解的条件为30-40℃中2-3h，灭酶的条件为沸水浴中3-5min。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中过滤采用100-150目的滤布过滤。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中菠萝汁的制备方法为：将新鲜菠萝切掉两头、去除果皮，洗净、切块后加入榨汁机中进行榨汁，用2-4层纱布过滤即得。
9.权利要求1-8中任一项所述的制备方法制备获得的发酵芒果汁。
10.权利要求9所述的发酵芒果汁在保健饮料中的应用。
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