一种制备天麻发酵饮品的方法与流程

本发明涉及一种制备天麻发酵饮品的方法，属于发酵食品加工技术领域。

背景技术：

天麻为兰科多年生草本植物天麻干燥块茎，是重要的药食两用植物原料。天麻主要含天麻素及其苷元、天麻多糖、生物碱、有机酸、香草醇等，其中天麻素、对羟基苯甲醇和天麻多糖为其主要活性成分。传统药理研究表明，天麻有息风定惊、震惊安眠、平肝息风、去湿活血等功效。现代药理学研究表明，天麻具有抗氧化、抗衰老、增强机体免疫能力、提高记忆力等功效。

核桃仁具有较高的营养价值和经济价值，有着“益智果”、“长寿果”的美誉。目前核桃加工的主要产品为核桃油、核桃蛋白粉、核桃乳、核桃仁休闲食品等，核桃产品较为单一，产品深加工基础较为薄弱。在生产核桃油的过程中，可获得大量的加工副产物，即核桃粕，是一种天然的植物性原料。脱脂核桃粕中富含蛋白质、维生素、胡萝卜素、磷脂、多酚类、黄酮类、三萜类、糖苷类、微量元素等营养物质。由于榨油工艺的要求，核桃粕成分比较复杂，通常核桃粕被当做废料丢弃或用于禽畜的饲料，利用价值较低，其产品附加值未得到较好发挥，不仅造成了核桃资源的浪费，还限制了核桃精深加工。通过精深加工对核桃粕进行有效利用，可节省资源、降低成本、充分提高核桃的综合利用，将我国的核桃产业从资源优势转向经济优势。

目前，国内有关药食同源原料多是以中药饮片或者药膳方式消费为主，一定程度上可满足居民日常的需要，但加工制备简单，产品技术含量低，对新产品的开发投入仍不足。天麻、川芎这些药食两用原料在食品加工方面有少量研究，产品商品化少，开发利用度较低。已有一些报道采用微生物发酵将药食两用原料加工成饮料或其它形态，但存在如选用发酵原材料种类多，无法准确阐释具体起功效作用的机制，成分经发酵过程是否发生不利反应产生有害物质，原料是否适合微生物发酵等问题。本发明从以上问题出发，在发酵原料选择方面，选择已知药理作用相近的几种药食两用材料作为辅料，优选发酵用有益菌的菌株，并优化发酵时间制备获得质量较佳、能够保持或增强有效组分的发酵产品。将几种药食两用的原料有机结合进行大众食品的开发，对其种植产业和地方经济的发展有重要意义。

技术实现要素：

为了实现上述目的，充分利用核桃加工副产物，提高资源利用率，以及丰富市场核桃产品，以核桃粕、天麻为主要原料，结合药食两用的保健佳品川芎、花生进行有益菌发酵制备混合发酵饮品。一方面，由于原料中富含蛋白质、氨基酸、黄酮、皂苷、多糖等生物活性物质，发酵饮品具有如降血压、降血脂、增强免疫力、健脾益气、抗氧化等的功能性，另一方面，实现了核桃副产物及天麻的深加工及综合利用，开发出高附加值产品，具有非常重要的经济价值。

本发明的第一个目的是提供一种天麻发酵饮品，所述饮品的配方按质量份数配比，包括天麻5～8份，川芎2～3份，花生粕2～3份，核桃粕45～60份，饮用水300～500份，蜂蜜3～5份，乳杆菌发酵剂0.2～0.3份，低聚果糖7～9份；所述乳杆菌发酵剂为植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌、保加利亚乳杆菌和干酪乳杆菌混合的复合菌剂。

在本发明的一种实施方式中，所述乳杆菌发酵剂的活菌总数≥10⁸cfu/ml。

在本发明的一种实施方式中，所述乳杆菌发酵剂中植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌、保加利亚乳杆菌、干酪乳杆菌的菌体重量比1：2～3：2～3：2～3。

在本发明的一种实施方式中，所述菌体是将所述植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌、保加利亚乳杆菌、干酪乳杆菌分别接种至液体培养基，培养24～60h后离心获得。

本发明的第二个目的是提供上述天麻发酵饮品的制备方法，包括如下步骤：

按照上述配方中的配比，将核桃粕、天麻、川芎、花生、水、蜂蜜和乳杆菌发酵剂混合进行调配，25～28℃发酵20～25d，即得天麻发酵饮品。

在本发明的一种实施方式中，所述发酵的时间优选20d。

在本发明的一种实施方式中，所述方法还包括加入低聚果糖进行二次调配。

在本发明的一种实施方式中，所述二次调配是加入低聚果糖调整糖度为7～9％。

在本发明的一种实施方式中，所述方法具体包括：

(1)核桃粕、天麻、川芎发酵用原料的预处理；，

(2)调配：按照上述配方中的配比，将上述预处理后的核桃粕、天麻、川芎、花生粕与水混合，加入蜂蜜和活菌数≥10⁸cfu/ml的乳杆菌发酵剂，25～28℃发酵20～25d；

(3)过滤后二次调配。

在本发明的一种实施方式中，所述蜂蜜是按每45～60份核桃粕加入3～5份蜂蜜的比例添加。

在本发明的一种实施方式中，所述乳杆菌发酵剂由植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌、保加利亚乳杆菌、干酪乳杆菌4种乳杆菌混合得到，具体是分别将上述乳杆菌用mrs液体培养基在37℃下摇床中120r/min的速度扩大培养24～48h，将培养液4000～6500r/min，4℃离心10min，收集菌体，并用无菌生理盐水洗涤菌体2～3次，4℃保存备用。

在本发明的一种实施方式中，所述预处理包括(1)打散榨油后压成饼状的核桃粕，剔除明显异物，并除去因长时间存放已出现氧化等质变的饼粕，(2)天麻预处理：优选饱满新鲜天麻原料，用纯净水洗去天麻表面污泥，真空干燥后组织捣碎机粉碎成天麻粉待用；(3)川穹预处理：优选干净、无虫蛀的干制川穹，组织捣碎机粉碎成川芎粉待用；(4)花生粕预处理：选择榨油后无氧化的新鲜花生饼粕，打散成粉备用。

在本发明的一种实施方式中，所述过滤采用纱布或滤布进行粗滤，粗滤后再用超滤装置进行精滤。

在本发明的一种实施方式中，所述超滤装置为无机陶瓷膜过滤机；所述精滤采用的滤膜为无机陶瓷膜，过滤精度为50nm，过滤压力0.2～0.25mpa，滤液得率100ml/min。

在本发明的一种实施方式中，所述二次调配是加入甜味剂调整糖度为7～9％，所述甜味剂为低聚果糖。

在本发明的一种实施方式中，所述方法还包括将天麻发酵饮品进行灌装、杀菌。

在本发明的一种实施方式中，所述灌装是发酵滤液移入加热桶中调节温度至85℃，杀菌15～20min，然后趁热装瓶。

在本发明的一种实施方式中，所述灌装、杀菌后还进行排气、密封，具体是灌装后于90℃左右排气15min，然后密封，室温冷却，即得成品。

本发明的第三个目的是将上述的天麻发酵饮品的制备方法应用于提高发酵饮品中可溶性多糖或总酚或黄酮或总游离氨基酸的含量。

本发明的第四个目的是将上述的天麻发酵饮品的制备方法应用于提高发酵饮品的抗氧化能力。

本发明的有益效果为：

1、采用核桃加工核桃油后的下脚料饼粕与具有高药用价值和营养价值的天麻、川芎、花生粕进行液态发酵，提高了原料营养成分的生物利用率，制备获得的混合发酵饮品中总蛋白含量2.67％，总游离氨基酸0.56％，多糖3.64％，总酚0.267gae/100ml，0.42mgre/100ml。

2、本发明采用有益菌进行发酵，发酵过程中蛋白质和糖类水解，增加了饮品中的游离氨基酸、小分子肽以及单糖、低聚糖的含量，原料中的活性组分得以释放到溶液中，生理活性提高，且易于机体的消化吸收，具有一定的抗氧化、抗炎、保护和调节神经系统、提高记忆力、提高免疫力等功效。

3、采用本发明的方法制备的发酵饮品赋予了天麻独特的风味。该生产工艺简单易于控制，生产周期短(<25d)，易实现工业化，有助于增加开发核桃和天麻深加工制品的多样性。

附图说明

图1为本发明提供的一种天麻发酵饮品的生产工艺流程图。

具体实施方式

活菌计数采用显微镜直接计数法计算大概的单位重量菌数；基本成分测定参照gb/t5009食品卫生检验方法系列标准：总蛋白含量测定参照国家标准gb5009.5-2016；粗脂肪含量测定参照国家标准gb5009.5-2016；游离氨基酸测定参考国家标准gb5009.124-2013，样品不经水解，仅取一定量样品加入等体积5％三氯乙酸沉淀蛋白，3000rpm离心5min取上清液400μl进样检测，其它操作与标准相同；多糖含量测定参照国家标准gb5009.7-2008。

总酚(没食子酸当量)含量采用folin法测定：取一定量样品稀释至基本无色，记录稀释倍数，取稀释后溶液0.15ml于试管中，加入1.5ml稀释10倍的folin试剂，混匀，静置5min后加入1.5ml6％(w/v)na2co3溶液，将试管置于75℃恒温水浴中孵育10min。随后取出立即冰水浴冷却，转移至离心管中5000rpm，4℃离心5min。于725nm波长下测定吸光值，重复测定3次。以没食子酸为标准品，绘制标准曲线，从而计算样品中总酚含量。

黄酮含量测定：精确吸取1.0ml样品溶液于25ml容量瓶中，加1ml5％nano2溶液摇匀，放置5min，再准确加入10％al(no3)3溶液1ml摇匀，放置6min，然后加入5ml4％naoh溶液，最后用30％甲醇稀释到刻度，于温水浴中加热10min，取出，同时作试剂空白，以芦丁为标准品绘制标准曲线，于510nm波长处测定吸光度a，查标准曲线，即得所取样液中黄酮含量。

frap、dpph、abts3个指标均按照上海碧云天公司对应检测试剂盒的操作方法进行测定。

实施例1

配方：榨油后获得的核桃粕50份，天麻8份，川芎2.5份，花生粕3份，饮用水400份，蜂蜜4份，乳杆菌发酵剂0.3份，低聚果糖8份。

核桃粕天麻混合发酵饮品制作方法(按上述添加质量份数计)，如图1所示，具体步骤为：

1)核桃饼粕预处理：除去发生氧化有哈喇味的饼粕，将饼粕打散成小块状，剔除可能在榨油时带入的异物；

2)天麻预处理：优选饱满新鲜天麻原料，用纯净水洗去天麻表面污泥，真空干燥后组织捣碎机粉碎成天麻粉待用；

3)川穹预处理：优选干净、无虫蛀的干制川穹，组织捣碎机粉碎成川芎粉待用；

4)花生粕预处理：选择榨油后无氧化的新鲜花生饼粕，打散成粉备用；

5)乳杆菌发酵剂：乳杆菌发酵剂由植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌、保加利亚乳杆菌、干酪乳杆菌4种乳杆菌混合得到。分别将上述4种经复苏且生长状态良好的乳杆菌接种至mrs液体培养基中，于37℃下摇床120r/min培养48h，将培养液于5000r/min，4℃离心5min，收集菌体，并用无菌生理盐水分3次洗涤菌体。或者用10l生物发酵罐进行乳杆菌的扩大培养获得乳酸菌发酵剂。将植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌、保加利亚乳杆菌、干酪乳杆菌按重量比1：2：2：2混合得到乳杆菌发酵剂。

6)调配：将准备好的核桃粕、天麻、川芎、花生粕原料按比例份数移至发酵用桶内，依次加入约300份饮用水、4份蜂蜜、0.3份发酵乳杆菌(乳杆菌的添加量要求总的活菌数达10⁸cfu/ml以上)，最后将剩余饮用水(100份)全部加入。

7)发酵处理：用保鲜膜密封桶口后盖桶盖，隔绝空气进行厌氧发酵，室温约为26℃，发酵时间20d。

8)过滤：发酵结束后，用搅拌器或不锈钢勺略加搅拌，然后用滤布袋进行过滤，将发酵液与发酵原料初步分离，得到粗滤液；粗滤液再经超滤装置进行精滤，滤膜为精度50nm的无机陶瓷膜，过滤压力0.2～0.25mpa，滤液得率100ml/min。

9)二次调配：精滤后的发酵液中加入按发酵液百份重量计的8份低聚果糖，搅拌混匀，调整发酵液的糖度和甜度。

10)灌装、杀菌：发酵滤液移入加热桶中调节温度至85℃，杀菌20min，趁热装瓶。

11)排气、密封、成品：灌装后于90℃左右热水中排气15min，密封取出，置于室温冷却，得到核桃粕天麻混合发酵饮品的成品。

以自然发酵制备的核桃粕天麻混合发酵为对照(自然发酵方式仅不加入发酵用乳杆菌，其他操作工艺相同)，对制备得到的发酵饮品基本组分进行测定和比较，并随机抽取15～20名受过专业感官训练的人员进行感官评价，结果如表1～3所示。

由表1结果可看出，添加有益乳杆菌控制发酵过程制得的核桃粕天麻混合发酵产品，其具有生物活性的多糖以及总游离氨基酸含量均比通过自然发酵制得的发酵饮品高，其中多糖含量提高近42％，总游离氨基酸含量提高约47％。

表1核桃粕天麻混合发酵饮品基本组分检测结果

对成品的活性组分含量以及抗氧化指标进行分析检测(表2)，结果表明添加乳酸菌调控发酵的产品中，活性化合物含量比自然发酵产品的高，特别是总黄酮的含量。抗氧化能力总体也较自然发酵产品的高，可能原因是添加乳酸菌发酵的饮品中，具有抗氧化活性的组分如酚类、苷醇类物质、还原性糖类等释放量高。

表2活性组分及抗氧化能力检测结果

由表3感官评价结果可知，本工艺制得的核桃粕天麻混合发酵饮品其呈色、口感以及香味均优于对比组的自然发酵制得的酵素饮品。

表3不同发酵工艺制得核桃粕天麻混合发酵饮品感官评价

其中，透光率测定方法为：分光光度计法。样品在分光光度计波长680nm下测定其透光率。

本发明加工时间为20d，与传统的果蔬发酵饮料加工长达1年相比，大大缩短了工艺时间。而在产品附加值方面，按照年加工核桃粕天麻混合发酵饮品500吨的量，每吨售价约8万元来看，年产值在4千万元左右，极大提高了核桃和天麻、川芎等产业的经济效益。

实施例2

按实施例1的方法制备核桃粕天麻混合发酵饮品，区别在于，配方为：榨油后获得的核桃饼粕56份，天麻6份，川芎2份，花生粕2.5份，饮用水500份，蜂蜜5份，乳杆菌发酵剂0.3份，低聚果糖9份，发酵时间为25d。

对制备得到的发酵饮品中基本成分及功能因子含量进行检测。结果显示，发酵饮品的总蛋白含量为2.89％，多糖含量3.43％，总游离氨基酸0.66％，含总酚0.256mggae/100ml，黄酮0.39mgre/100ml。抗氧化指标结果：frap(81.73μmolte/ml)、dpph(83.01％)、abts(83.45μmolte/ml)均表明，实施例2制备得到的发酵饮品，其基本成分和抗氧化效果与实施例1获得发酵饮品的质量无显著差异。

实施例3

按实施例1的方法制备核桃粕天麻混合发酵饮品，区别在于，配方为：榨油后获得的核桃饼粕50份，天麻8份，川芎3份，花生粕3份，饮用水500份，蜂蜜5份，乳杆菌发酵剂0.3份，低聚果糖8份，发酵时间为20d。

对制备得到的发酵饮品中基本成分及功能因子含量进行检测。结果显示，发酵饮品的总蛋白含量为2.61％，多糖含量3.69％，总游离氨基酸0.59％，含总酚0.260mggae/100ml，黄酮0.42mgre/100ml。抗氧化指标结果：frap(83.23μmolte/ml)、dpph(84.87％)、abts(84.79μmolte/ml)均表明，实施例3制备得到的发酵饮品，其基本成分和抗氧化效果与实施例1、2获得发酵饮品的质量无显著差异。

对照例1发酵时间的影响

参照实施例1，将步骤(8)中的发酵时间分别替换为10d、30d、90d，其他条件不变，制备得到核桃粕天麻混合发酵饮品的成品。

对制备得到的发酵饮品中基本成分及功能因子含量进行检测，结果表4所示。发酵时间段，有效组分未能充分释放和水解；发酵时间延长，由于微生物利用物质发酵的能力及生物反应活力下降，活性组分对环境稳定性等影响，有效组分含量发生明显下降，且发酵产品酸度和色泽、外观等感官指标质量也有所下降。因此，选择20d作为发酵时间制备得到的饮品质量最佳。

表4不同发酵时间所得发酵饮品的性能结果

对照例2发酵菌的选择

参照实施例1，将乳杆菌发酵剂分别替换为下述复合菌剂，其他条件不变，制备得到相应的核桃粕天麻混合发酵饮品的成品。

复合菌剂1：嗜酸乳杆菌、保加利亚乳杆菌、干酪乳杆菌按重量比1：2：2；

复合菌剂2：嗜酸乳杆菌、保加利亚乳杆菌按重量比1：2；

复合菌剂3：发酵乳杆菌、巴氏醋酸杆菌、鼠李糖乳杆菌、干酪乳杆菌按重量比1：1：2：2

复合菌剂4：以现有报道使用的发酵剂：嗜酸乳杆菌和干酪乳杆菌，按添加量1％加入，重量比为1:1。

对制备得到的发酵饮品中基本成分及功能因子含量进行检测，结果如表5所示。不同发酵剂复合以及发酵剂种类均会影响发酵饮品的活性组分含量以及抗氧化效果，对比对照例选用的几种复合发酵剂发酵制备获得的饮品品质，本发明经优化得到的复合发酵剂种类发酵制备的饮品效果更佳。

表5不同发酵剂所得发酵饮品的性能结果

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。