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余甘子(Phyllanthus emblica L.)是大戟科(Euphorbiaceae)叶下珠属(Phyllanthus)植物果实,鲜果酸而微涩,具有甘甜回味,因此得名余甘,古时又称为庵摩勒迦果,因产地不同,也称为滇橄榄或油甘等[1]。余甘子在我国的种植、食用和药用已有近2000年历史,为传统中药和藏、维等民族药体系中的习惯应用药材。现代科学研究表明余甘子中的成分具有较强的抗氧化活性,对人体的糖类和脂类代谢具有有益的调节作用,能够起到抗疲劳、抗衰老、抗动脉粥样硬化、保肝等药理作用。余甘果实初入口时具有明显的酸涩,这种令人不适的口感使得余甘难以被大众广泛接受。在改变不适口感的同时又能最大限度地保留营养成分一直是余甘药食加工的一个难点。我国利用发酵手段生产处理食物和药材具有的悠久历史。发酵过程能促进被发酵物料细胞内营养物质的释放或产生新的营养物质、从而增加发酵终产物的营养或改变其风味,其应用于余甘子的药食利用也有文字记载。本课题正是受到古代应用发酵工艺制备余甘饮料的启发,拟结合现代微生物发酵工程技术,通过选种合适的菌种,研究摸索简便易行的发酵工艺和调配工艺,建立完整的工艺路线流程。开发具有较高附加值的余甘子产品,促进余甘子资源的高效合理利用。主要研究内容:(1)余甘发酵菌种的选择:余甘果实中含有大量鞣质。鞣质可以和蛋白质结合生成沉淀,当食用了富含鞣质的余甘果时,鞣质与口腔粘膜蛋白质结合成不溶性沉淀颗粒,从而形成了余甘果的糙涩口感。高含量鞣质的存在是余甘果实的苦、涩口感的主要原因。发酵中,有些微生物在产生的酶可以代谢降解鞣质。用市售的根霉菌发酵破碎后的余甘果实可以降解鞣质,通过鞣质含量的下降值结合外观、风味等感官指标,进行感官对比分析,选择发酵余甘的根霉菌种。由于余甘果本身没有通常水果的芳香气味,经根霉菌发酵所得的余甘一步发酵汁存在风味不足的缺点。利用酿酒酵母可以产生风味物质的特点,在第一步余甘发酵汁中接入相应的菌种继续发酵,通过测定和分析对比不同酿酒酵母菌种对余甘果根霉一步发酵汁二次发酵前后总固溶物含量的变化情况,考察酿酒酵母菌的发酵力,结合感官对比分析,选出适合发酵余甘的酿酒酵母菌种。(2)余甘发酵工艺路线的建立:通过一系列实验分别考察发酵底物浓度、发酵体系的温度、发酵时间及菌种的接种量对前期筛选得到的根霉菌和酿酒酵母菌的影响,结合对各阶段实验取得的余甘发酵汁的感官对比分析,根据实验结果选择根霉菌种和酿酒酵母菌的最优发酵条件组合,确定余甘果发酵工艺路线。(3)余甘发酵汁主要营养成分的分析测定:在余甘子的成分研究中,发现余甘子主要含有多糖、维生素、黄酮等化合物。在诸多余甘子的功效和成分的研究中,余甘子的大多生理功能与其所含物质的抗氧化活性有关。通过一系列实验测定并分析发酵前后余甘果汁中的总多糖、总黄酮和维生素C这3个成分的含量和抗氧化活性的变化情况,评价余甘发酵汁可能利用于开发饮料新产品的营养及保健价值。(4)余甘发酵饮料的制备:通过感官品评分析的方法,从饮料的外观、味道、风味和口感综合评价,采用单因素试验选择适合用于余甘饮料调配的各种配料的种类及其添加量范围,然后采用正交试验方法,设计建立余甘发酵饮料配方的L9(34)正交分析表,获得余甘发酵风味饮料的最优配方。结果显示:通过对市售根霉菌种和酿酒酵母菌种各4种进行筛选,选出编号为SF 3的根霉菌种作为余甘果肉一步发酵降解鞣质工艺步骤的菌种,选择编号为LF 2的酿酒酵母菌种作为余甘二步发酵增强风味工艺步骤的菌种。建立了余甘双菌种二步发酵工艺:第一步发酵用根霉菌种SF3按投料质量比0.4%接种到破碎的余甘果肉中,30℃,24 h36 h发酵,取得第一步发酵汁,第二步发酵用酵母菌种LF 2对按投料体积质量比0.2%接种到第一步发酵汁中,在25℃,24 h48 h发酵,过滤,取得余甘第二步发酵汁,作为调配余甘发酵饮料的基础原料。经实验测定:余甘第二步发酵汁中的总黄酮、总多糖、维生素C含量以及发酵汁的抗氧化能力均有提高,其中总黄酮含量的提高具显著性(P<0.05),总多糖含量的提高具极显著性(P<0.01),维生素C含量提高具极显著性(P<0.01),DPPH自由基清除率和还原力提高具极显著性(P<0.01),羟基自由基清除率和超氧阴离子自由基清除率提高具显著性(P<0.05)。确定了余甘发酵风味饮料的配方:以余甘第二步发酵汁20%、蔗糖6%(或三氯蔗糖0.013%)、氯化钠0.1%、枸橼酸0.6%、黄原胶0.05%,余量用纯水补足,可获得口感柔和、回甘悠长、风味独特的余甘发酵风味饮品。