一种芋头功能性发酵食品的制备方法
【专利摘要】一种芋头功能性发酵食品的制备方法，涉及微生物发酵及生物医药领域。本发明公开了一种芋头功能性发酵食品的制备方法，是以芋头为主要原料，接入红曲菌和乳酸菌作为发酵菌种，经发酵过程而得。制备步骤包括芋头发酵培养基制备、红曲菌液态菌种制备、乳酸菌液态菌种制备、接种、混菌发酵培养和成品制备。该方法制备的芋头功能性发酵产物富含芋头多糖、莫纳可林K、γ?氨基丁酸和红曲色素，且桔霉素含量低。由此生产的发酵产物经干燥粉碎后可以直接作为具有调节血糖、血脂和改善胃肠道功能等作用的功能性食品。
【专利说明】
一种芋头功能性发酵食品的制备方法
技术领域
[0001]本发明属于涉及微生物发酵及生物医药领域，具体涉及一种芋头功能性发酵食品的制备方法。
【背景技术】
[0002]红曲菌(j|/o/3asucs spp.)是我国最早应用于食品加工的有益真菌之一。关于红曲的药用价值，明代李时珍在《本草纲目》中记述红曲气温味甘，无毒。主消食、活血、健脾、燥胃，治赤白痢，下水谷。”《本草经解要卷四》记述红曲以白饭蒸署成红色，与营血有同气相求之理;能升血而健脾，脾健，则为胃行其律液而胃燥矣。治赤白痢者，以有活血消食之功也;下水谷者，气温达肝味甘益脾之力也……”。现代医学研究表明红曲菌发酵过程中产生多种次级代谢产物，具有抗氧化、降血脂、降胆固醇、防治心血管疾病等多种生理活性功能。
[0003]乳酸菌(lactic acid bacteria，LAB)是一类能利用可发酵碳水化合物产生大量乳酸的细菌的通称。乳酸菌不仅可以提高食品的营养价值，改善食品风味，提高食品保藏性和附加值，而且乳酸菌的特殊生理活性和营养功能，正日益引起人们的重视。大量研究资料表明，乳酸菌能促进动物生长，调节胃肠道正常菌群、维持微生态平衡，从而改善胃肠道功能、提高食物消化率和生物效价，降低血清胆固醇，控制内毒素，抑制肠道内腐败菌生长，以及提尚机体免疫力等。
[0004]芋头(英文名:taro;拉丁名:CoJocasia escu2e/3ia;别名宇魁、青竿、土芝、毛芋)俗称芋外，属天術星科草本植物。芋头含有丰富的粘液物质，其主要组分为粘多糖，可增强机体的免疫力，提高机体的抵抗能力。而且研究表明芋头多糖具有良好的抗氧化作用。现代药理分析表明芋头还具有降血压、降血脂等作用，对于防治心脑血管病有益。如果能够把红曲菌和乳酸菌的生理功效和芋头的营养功效有机地结合在一起，使发酵产品富含多种功效成分，将会使芋头功能性发酵产物具有很高的食用和医用价值。目前，有关红曲菌发酵生产红曲色素、红曲菌丝体、MonacolinK及降低桔霉素含量等的研究报道较多。然而，至今尚未见利用红曲菌和乳酸菌混菌发酵芋头制备具有多重功效的芋头功能性发酵食品的报道。
【发明内容】
[0005]本发明提供了一种利用红曲菌和乳酸菌混菌发酵芋头制备功能性发酵食品的方法。一方面红曲菌利用芋头富含的淀粉作为培养基，还可以大量生产具有降血脂、抗动脉粥样硬化等作用的代谢产物洛伐他汀和红曲色素;另一方面芋头淀粉被红曲菌发酵后产生寡糖和葡萄糖促进乳酸菌的生长繁殖，乳酸菌赋予芋头发酵产品良好的消化性和独特风味。芋头红曲菌和乳酸菌混菌发酵产物可以用于生产调节血糖、血脂和改善胃肠道功能的功能性发酵食品。
[0006]本发明的上述目的是通过如下技术方案来实现的:
一种芋头功能性发酵食品的制备方法，由如下步骤制备而成:
(I)芋头发酵培养基:每100 kg芋头中添加氯化铵0.01-0.4 kg，麦芽糖0.01-1.0 kg,硫酸镁 0.0O1-0.1 kg，磷酸氢二钾 0.001-0.1 kg，水50-150 L；
(2)红曲菌液态菌种:红曲菌菌株经麦芽汁琼脂斜面培养基活化培养3-6天后，接入液体摇瓶培养基进行液态发酵培养制备红曲菌液态菌种；
(3)乳酸菌液态菌种:乳酸菌菌株经MRS琼脂斜面培养基厌氧活化培养1-2天后，接入液体乳酸菌扩培培养基进行液态厌氧发酵培养制备乳酸菌液态菌种；
(4)芋头功能性发酵食品的制备:以步骤(I)所述的芋头培养基的重量为基准，按重量百分比计加入步骤(2)所述的红曲菌液态菌种1-20%、步骤(3)所述的乳酸菌液态菌种1-10%，在温度25-35°C条件下发酵培养5-8天，得发酵物，进一步加工得到芋头功能性发酵食品O
[0007]所述的步骤(I)中使用的芋头是切成片状或碎块的新鲜芋头。
[0008]所述的步骤(2)中使用的红曲菌为红色红曲菌、紫色红曲菌、丛毛红曲菌、安卡红曲菌、高粱红曲菌或橙色红曲菌中的任意一种或几种。
[0009]所述的步骤(2)中液体摇瓶培养基由如下重量百分比的组分组成:芋头粉1-5%，麦芽糖1-1 O %，蛋白胨0.5-6.0 %，氯化铵0.01-0.5%,硫酸镁0.01-0.2%，磷酸氢二钾0.01-
0.2%，余量为蒸馏水，上述各组分之和为100%，控制pH为6.0-6.8。
[0010]所述的步骤(2)中液态发酵条件为:发酵温度28°C，装瓶量50-100mL/500mL三角瓶，转速150转/分钟，发酵时间96小时。
[0011]所述的步骤(3)中的乳酸菌为副干酪乳杆菌、植物乳杆菌、戊糖片球菌、肠膜明串珠菌、短乳杆菌、乳酸片球菌、棒状乳杆菌或乳酸乳球菌乳酸亚种中的任意一种或几种。
[0012]所述的步骤(3)中液体乳酸菌扩培培养基由如下重量百分比的组分组成:芋头粉1%，麦芽糖1%，蛋白胨1%，酵母粉0.4%，三水醋酸钠0.5%，柠檬酸三铵0.2%，磷酸氢二钾0.2%，硫酸镁0.02%，硫酸锰0.005%，吐温80 0.1%，余量为蒸馏水，上述各组分之和为100%，控制pH 为6.8-7.2。
[0013]所述的步骤(3)中液态厌氧发酵条件为:发酵温度37°C，装瓶量50-100mL/250 mL三角瓶，厌氧发酵时间24小时。
[0014]所述的步骤(1)、(2)、(3)中使用的斜面培养基、液体培养基和芋头发酵培养基均经过121°C 灭菌 10_60min。
[0015]所述的步骤(4)中的发酵物经过红外、冷冻或加热干燥至恒重，粉碎后获得芋头功能性发酵食品。
[0016]所述的制备方法制得的具有具有调节血糖、血脂作用和改善胃肠道功能以及提高机体免疫力功效的芋头功能性发酵食品。
[0017]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
本发明提供的芋头功能性发酵食品，其兼有芋头、红曲和乳酸菌的多种保健功能，不仅具有红曲的降血脂、降血压、降血糖等作用和乳酸菌改善胃肠道功能、控制内毒素和提高机体免疫力等作用，还具有芋头的提高机体免疫力、降血压、降血脂和防治心脑血管病等功效。本发明将红曲菌菌株和乳酸菌菌株接种于芋头固态培养基进行混菌发酵，得到的芋头功能性发酵食品口味更丰富、对人们的健康有更多的保健作用、更能满足众人的需求。
[0018]下面结合实例，更具体的说明本
【发明内容】
。本发明的制备方法，并不局限于以下实例，对本发明的制备方法有任何形式的改变，都将落入本发明的保护范围。
【具体实施方式】
[0019]实施例1
一种芋头功能性发酵食品的制备方法，由如下步骤制备而成:
(1)芋头发酵培养基:
将芋头洗净，每100 kg芋头中添加氯化铵0.02 1^，麦芽糖0.5 kg，硫酸镁0.05 kg，磷酸氢二钾0.01 kg，水 100 L；
(2)红曲菌液态菌种:
红曲菌菌株经麦芽汁琼脂斜面培养基活化培养5天后，接入液体摇瓶培养基进行液态发酵培养制备红曲菌液态菌种；
(3)乳酸菌液态菌种:
乳酸菌菌株经MRS琼脂斜面培养基厌氧活化培养I天后，接入液体乳酸菌扩培培养基进行液态厌氧发酵培养制备乳酸菌液态菌种；
(4)芋头功能性发酵食品的制备:
以步骤(I)所述的芋头培养基的重量为基准，按重量百分比计加入步骤(2)所述的红曲菌液态菌种10%、步骤(3)所述的乳酸菌液态菌种10%，在温度30°C条件下发酵培养7天，SP可生产得到芋头功能性发酵食品。
[0020]所述的步骤(I)中使用的芋头是切成片状的新鲜芋头。
[0021]所述的步骤(2)中使用的红曲菌为紫色红曲菌(CICC 40937)ο
[0022]所述的步骤(2)中液态摇瓶培养基由如下重量百分比的组分组成:芋头粉5%、麦芽糖2 %、蛋白胨4 %、氯化铵0.02%,硫酸镁0.02%，磷酸氢二钾0.01%，余量为蒸馏水，上述各组分之和为100%，控制pH为6.0。
[0023]所述的步骤(2)中液态摇瓶发酵条件为:发酵温度28°C，装瓶量100mL/500mL三角瓶，转速150转/分钟，发酵时间96小时。
[0024]所述的步骤(3)中的乳酸菌为副干酪乳杆菌(CICC20241)。
[0025]所述的步骤(3)中液体乳酸菌扩培培养基由如下重量百分比的组分组成:芋头粉1%，麦芽糖1%，蛋白胨1%，酵母粉0.4%，三水醋酸钠0.5%，柠檬酸三铵0.2%，磷酸氢二钾0.2%，硫酸镁0.02%，硫酸锰0.005%，吐温80 0.1%，余量为蒸馏水，上述各组分之和为100%，控制pH为6.8。
[0026]所述的步骤(3)中液态厌氧发酵条件为:发酵温度37°C，装瓶量100 mL/250 mL三角瓶，厌氧发酵时间24小时。
[0027]所述的斜面培养基、液体培养基和芋头发酵培养基是经过121°C灭菌30min。
[0028]所述的固态发酵物经过红外干燥至恒重，粉碎后获得具有调节血糖、血脂和改善胃肠道功能等作用的红曲芋头功能性食品。该功能性发酵食品外观为红色，具有特有的发酵香味，含有洛伐他汀1.68 !^/^，红曲色素6.54 mg/g。该功能性发酵食品具有显著的调节血糖、血脂和改善胃肠道功能等作用，也可以用于生产具有辅助降血糖和降血脂作用的保健食品。
[0029]实施例2
一种芋头功能性发酵食品的制备方法，由如下步骤制备而成: (1)芋头发酵培养基:
将芋头洗净，每100 kg芋头中添加氯化铵0.02 1^，麦芽糖0.5 kg，硫酸镁0.05 kg，磷酸氢二钾0.01 kg，水 100 L；
(2)红曲菌液态菌种:
红曲菌菌株经麦芽汁琼脂斜面培养基活化培养5天后，接入液体摇瓶培养基进行液态发酵培养制备红曲菌液态菌种；
(3)乳酸菌液态菌种:
乳酸菌菌株经MRS琼脂斜面培养基厌氧活化培养I天后，接入液体乳酸菌扩培培养基进行液态厌氧发酵培养制备乳酸菌液态菌种；
(4)芋头功能性发酵食品的制备:
以步骤(I)所述的芋头培养基的重量为基准，按重量百分比计加入步骤(2)所述的红曲菌液态菌种10%、步骤(3)所述的乳酸菌液态菌种5%，在温度30°C条件下发酵培养5天，SP可生产得到芋头功能性发酵食品。
[0030]所述的步骤(I)中使用的芋头是切成片状的新鲜芋头。
[0031]所述的步骤(2)中使用的红曲菌为紫色红曲菌(CICC 40937)ο
[0032]所述的步骤(2)中液态摇瓶培养基由如下重量百分比的组分组成:芋头粉5%、麦芽糖2%、蛋白胨5 %、氯化铵0.02 %、硫酸镁0.02%，磷酸氢二钾0.01%，余量为蒸馏水，上述各组分之和为100%，控制pH为6.8。
[0033]所述的步骤(2)中液态摇瓶发酵条件为:发酵温度28°C，装瓶量100mL/500mL三角瓶，转速150转/分钟，发酵时间96小时。
[0034]所述的步骤(3)中的乳酸菌为肠膜明串珠菌(CICC 20054)。
[0035]所述的步骤(3)中液体乳酸菌扩培培养基由如下重量百分比的组分组成:芋头粉1%，麦芽糖1%，蛋白胨1%，酵母粉0.4%，三水醋酸钠0.5%，柠檬酸三铵0.2%，磷酸氢二钾0.2%，硫酸镁0.02%，硫酸锰0.005%，吐温80 0.1%，余量为蒸馏水，上述各组分之和为100%，控制pH为7.2。
[0036]所述的步骤(3)中液态厌氧发酵条件为:发酵温度37°C，装瓶量100 mL/250 mL三角瓶，厌氧发酵时间24小时。
[0037]所述的斜面培养基、液体培养基和芋头发酵培养基是经过121°C灭菌30min。
[0038]所述的固态发酵物经过红外干燥至恒重，粉碎后获得具有调节血糖、血脂和改善胃肠道功能等作用的红曲芋头功能性食品。该功能性发酵食品外观为红色，具有特有的发酵香味，含有洛伐他汀1.45 !^/^，红曲色素5.66 mg/g。该功能性发酵食品具有显著的调节血糖、血脂和改善胃肠道功能等作用，也可以用于生产具有辅助降血糖和降血脂作用的保健食品。
[0039]实施例3
一种芋头功能性发酵食品的制备方法，由如下步骤制备而成:
(1)芋头发酵培养基:
将芋头洗净，每100 kg芋头中添加氯化铵0.02 1^，麦芽糖0.5 kg，硫酸镁0.05 kg，磷酸氢二钾0.01 kg，水 100 L；
(2)红曲菌液态菌种: 红曲菌菌株经麦芽汁琼脂斜面培养基活化培养5天后，接入液体摇瓶培养基进行液态发酵培养制备红曲菌液态菌种；
(3)乳酸菌液态菌种:
乳酸菌菌株经MRS琼脂斜面培养基厌氧活化培养I天后，接入液体乳酸菌扩培培养基进行液态厌氧发酵培养制备乳酸菌液态菌种；
(4)芋头功能性发酵食品的制备:
以步骤(I)所述的芋头培养基的重量为基准，按重量百分比计加入步骤(2)所述的红曲菌液态菌种10%、步骤(3)所述的乳酸菌液态菌种5%，在温度30°C条件下发酵培养5天，SP可生产得到芋头功能性发酵食品。
[0040]所述的步骤(I)中使用的芋头是切成片状的新鲜芋头。
[0041 ] 所述的步骤(2)中使用的红曲菌为紫色红曲菌(CICC 40937)和丛毛红曲菌(CICC40710)。
[0042]所述的步骤(2)中液态摇瓶培养基由如下重量百分比的组分组成:芋头粉5%、麦芽糖2 %、蛋白胨6 %、氯化铵0.02%,硫酸镁0.02%，磷酸氢二钾0.01%，余量为蒸馏水，上述各组分之和为100%，控制pH为6.0。
[0043]所述的步骤(2)中液态摇瓶发酵条件为:发酵温度28°C，装瓶量100mL/500mL三角瓶，转速150转/分钟，发酵时间96小时。
[0044]所述的步骤(3)中的乳酸菌为肠膜明串珠菌(CICC 20054)和副干酪乳杆菌(CICC20241)。
[0045]所述的步骤(3)中液体乳酸菌扩培培养基由如下重量百分比的组分组成:芋头粉1%，麦芽糖1%，蛋白胨1%，酵母粉0.4%，三水醋酸钠0.5%，柠檬酸三铵0.2%，磷酸氢二钾0.2%，硫酸镁0.02%，硫酸锰0.005%，吐温80 0.1%，余量为蒸馏水，上述各组分之和为100%，控制pH为7.2。
[0046]所述的步骤(3)中液态厌氧发酵条件为:发酵温度37°C，装瓶量100mL/250 mL三角瓶，厌氧发酵时间24小时。
[0047]所述的斜面培养基、液体培养基和芋头发酵培养基是经过121°C灭菌20min。
[0048]所述的固态发酵物经过红外干燥至恒重，粉碎后获得具有调节血糖、血脂和改善胃肠道功能等作用的红曲芋头功能性食品。该功能性发酵食品外观为红色，具有特有的发酵香味，含有洛伐他汀0.66 !^/^，红曲色素8.6 mg/g。该功能性发酵食品具有显著的调节血糖、血脂和改善胃肠道功能等作用，也可以用于生产具有辅助降血糖和降血脂作用的保健食品。
[0049]实施例4
一种芋头功能性发酵食品的制备方法，由如下步骤制备而成:
(1)芋头发酵培养基:
将芋头洗净，每100 kg芋头中添加氯化铵0.02 1^，麦芽糖0.5 kg，硫酸镁0.05 kg，磷酸氢二钾0.01 kg，水 100 L；
(2)红曲菌液态菌种:
红曲菌菌株经麦芽汁琼脂斜面培养基活化培养5天后，接入液体摇瓶培养基进行液态发酵培养制备红曲菌液态菌种； (3)乳酸菌液态菌种:
乳酸菌菌株经MRS琼脂斜面培养基厌氧活化培养I天后，接入液体乳酸菌扩培培养基进行液态厌氧发酵培养制备乳酸菌液态菌种；
(4)芋头功能性发酵食品的制备:
以步骤(I)所述的芋头培养基的重量为基准，按重量百分比计加入步骤(2)所述的红曲菌液态菌种10%、步骤(3)所述的乳酸菌液态菌种5%，在温度30°C条件下发酵培养5天，SP可生产得到芋头功能性发酵食品。
[0050]所述的步骤(I)中使用的芋头是切成块状的新鲜芋头。
[0051 ] 所述的步骤(2)中使用的红曲菌为丛毛红曲菌(CICC 40710)。
[0052]所述的步骤(2)中液态摇瓶培养基由如下重量百分比的组分组成:芋头粉5%、麦芽糖2 %、蛋白胨6 %、氯化铵0.02%,硫酸镁0.02%，磷酸氢二钾0.01%，余量为蒸馏水，上述各组分之和为100%，控制pH为6.8。
[0053]所述的步骤(2)中液态摇瓶发酵条件为:发酵温度28°C，装瓶量100mL/500mL三角瓶，转速150转/分钟，发酵时间96小时。
[0054]所述的步骤(3)中的乳酸菌为肠膜明串珠菌(CICC 20054)和戊糖片球菌(ATCC33316)。
[0055]所述的步骤(3)中液体乳酸菌扩培培养基由如下重量百分比的组分组成:芋头粉1%，麦芽糖1%，蛋白胨1%，酵母粉0.4%，三水醋酸钠0.5%，柠檬酸三铵0.2%，磷酸氢二钾
0.2%，硫酸镁0.02%，硫酸锰0.005%，吐温80 0.1%，余量为蒸馏水，上述各组分之和为100%，控制pH为7.2。
[0056]所述的步骤(3)中液态厌氧发酵条件为:发酵温度37°C，装瓶量100 mL/250 mL三角瓶，厌氧发酵时间24小时。
[0057]所述的斜面培养基、液体培养基和芋头发酵培养基是经过121°C灭菌30min。
[0058]所述的固态发酵物经过红外干燥至恒重，粉碎后获得具有调节血糖、血脂和改善胃肠道功能等作用的红曲芋头功能性食品。该功能性发酵食品外观为红色，具有特有的发酵香味，含有洛伐他汀2.3 !^/^，红曲色素0.90 mg/g。该功能性发酵食品具有显著的调节血糖、血脂和改善胃肠道功能等作用，也可以用于生产具有辅助降血糖和降血脂作用的保健食品。
[0059]以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
【主权项】
1.一种芋头功能性发酵食品的制备方法，其特征在于，由如下步骤制备而成: (1)芋头发酵培养基:每100kg芋头中添加氯化铵0.01-0.4 kg，麦芽糖0.01-1.0 kg,硫酸镁 0.001-0.1 kg，磷酸氢二钾 0.001-0.1 kg，水50-150 L； (2)红曲菌液态菌种:红曲菌菌株经麦芽汁琼脂斜面培养基活化培养3-6天后，接入液体摇瓶培养基进行液态发酵培养制备红曲菌液态菌种； (3)乳酸菌液态菌种:乳酸菌菌株经MRS琼脂斜面培养基厌氧活化培养1-2天后，接入液体乳酸菌扩培培养基进行液态厌氧发酵培养制备乳酸菌液态菌种； (4)芋头功能性发酵食品的制备:以步骤(I)所述的芋头培养基的重量为基准，按重量百分比计加入步骤(2)所述的红曲菌液态菌种1-20%、步骤(3)所述的乳酸菌液态菌种1-10%，在温度25-35°C条件下发酵培养5-8天，得发酵物，进一步加工得到芋头功能性发酵食品O2.根据权利要求1所述的一种芋头功能性发酵食品的制备方法，其特征在于，所述的步骤(2)中使用的红曲菌为红色红曲菌、紫色红曲菌、丛毛红曲菌、安卡红曲菌、高粱红曲菌或橙色红曲菌中的任意一种或几种。3.根据权利要求1所述的一种芋头功能性发酵食品的制备方法，其特征在于，所述的步骤(2)中液体摇瓶培养基由如下重量百分比的组分组成:芋头粉1-5%，麦芽糖1-10%，蛋白胨0.5-6.0%,氯化铵0.01-0.5%,硫酸镁0.01-0.2%，磷酸氢二钾0.01-0.2%，余量为蒸馏水，上述各组分之和为100%，控制pH为6.0-6.8。4.根据权利要求1所述的一种芋头功能性发酵食品的制备方法，其特征在于，所述的步骤(2)中液态发酵条件为:发酵温度280C，装瓶量50-100mL/500mL三角瓶，转速150转/分钟，发酵时间96小时。5.根据权利要求1所述的一种芋头功能性发酵食品的制备方法，其特征在于，所述的步骤(3)中的乳酸菌为副干酪乳杆菌、植物乳杆菌、戊糖片球菌、肠膜明串珠菌、短乳杆菌、乳酸片球菌、棒状乳杆菌或乳酸乳球菌乳酸亚种中的任意一种或几种。6.根据权利要求1所述的一种芋头功能性发酵食品的制备方法，其特征在于，所述的步骤(3)中液体乳酸菌扩培培养基由如下重量百分比的组分组成:芋头粉1%，麦芽糖1%，蛋白胨1%，酵母粉0.4%，三水醋酸钠0.5%，柠檬酸三铵0.2%，磷酸氢二钾0.2%，硫酸镁0.02%，硫酸锰0.005%，吐温80 0.1%，余量为蒸馏水，上述各组分之和为100%，控制pH为6.8_7.2。7.根据权利要求1所述的一种芋头功能性发酵食品的制备方法，其特征在于，所述的步骤(3)中液态厌氧发酵条件为:发酵温度37°C，装瓶量50-100 mL/250 mL三角瓶，厌氧发酵时间24小时。8.根据权利要求1所述的一种芋头功能性发酵食品的制备方法，其特征在于，所述的步骤(I)、( 2 )、( 3 )中使用的斜面培养基、液体培养基和芋头发酵培养基均经过121°C灭菌I O-60mino9.根据权利要求1所述的一种芋头功能性发酵食品的制备方法，其特征在于，所述的步骤(4)中的发酵物经过红外、冷冻或加热干燥至恒重，粉碎后获得芋头功能性发酵食品。10.—种如权利要求1所述的制备方法制得的具有调节血糖、血脂作用、改善胃肠道功能以及提高机体免疫力的多重功效的芋头功能性发酵食品。
【文档编号】A23L19/10GK105918961SQ201610271495
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年4月28日
【发明人】吕旭聪, 刘斌, 贾瑞博, 林占熺, 李燕, 周文斌, 陈竞豪
【申请人】福建农林大学