一种高含组氨酸的大米发酵液及其制备方法和应用与流程

本发明涉及生物发酵，特别是涉及一种高含组氨酸的大米发酵液及其制备方法和应用。

背景技术：

1、组氨酸是一种α-氨基酸，化学式为c6h9n3o2，分子量为155。组氨酸在1896年由德国物理学家艾布瑞契·科塞尔首次分离出来。由于成人体内可以将普通的中间代谢物合成组氨酸，因此l-组氨酸一直被认为是一种非必需氨基酸。然而，随着深入研究，人们发现婴儿体内组氨酸合成量不能满足机体生长需要。2007年，who/fao/unu采用了不同方法包括氮平衡及稳定性同位素研究了必需氨基酸的需要量，提出了人类必需氨基酸的估计平均需要量(ear)，其中关于组氨酸含量需求描述如下表：

2、表1不同年龄段的组氨酸估计平均需要量

3、 年龄/岁 0.5～ 1～ 3～ 11～ 15～ 18～ 组氨酸平均需要量(mg/(kg·d) 22 15 12 12 11 10

4、从上表可以看出，0～3岁婴幼儿对组氨酸需求量远远大于三岁以上人群，组氨酸对婴幼儿是必需氨基酸，而其又不能自身合成，因此，为了保证机体的正常功能，须每日从食物中摄入一定量的组氨酸。另外，组氨酸也是慢性尿毒症患者的必需氨基酸，若在其膳食中添加少量的组氨酸，氨基酸结合进入血红蛋白的速度增加，可以减轻肾原性贫血症状。因此，需要从食物中摄取一定量的组氨酸。

5、大米是世界上三大主食之一，营养丰富，大米中含碳水化合物75％左右(主要是淀粉)、蛋白质7％～8％(主要是米谷蛋白、米胶蛋白和球蛋白)、脂肪1.3％～1.8％，还含有少量的b族维生素及氨基酸。虽然大米的营养成分较为丰富，但是其风味单一，没有特殊的风味；而且其组氨酸含量较低，难以达到保健和治疗的效果。因此，如何在大米发酵过程中改善风味的同时，实现组氨酸含量的提升，具有极大的经济价值和应用前景。

技术实现思路

1、本发明所解决的技术问题为：大米风味较为单一，而且其中组氨酸的含量较低，难以达到保健和治疗的效果。针对这些问题，本发明的目的在于提供一种高含组氨酸大米发酵液及其制备方法和应用，本发明的制备方法可以实现在改善其风味的同时，显著提升组氨酸的含量，并且，其可以制备成各种形式的大米发酵制品，适用于婴幼儿群体以及体内缺乏组氨酸的患者群体。

2、具体来说，本发明提出了如下技术方案：

3、一方面，本发明提供了一种高含组氨酸大米发酵液，所述大米发酵液是由大米培养基先通过酶解，然后依次通过酵母菌发酵和乳酸菌发酵后得到；其中，所述大米发酵液中组氨酸的质量百分比在0.09％以上。

4、在一些实施方案中，所述大米发酵液中组氨酸的质量百分比为0.09％～0.3％。

5、另一方面，本发明提供了一种高含组氨酸大米发酵液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

6、(1)将大米打粉过筛，配制为大米培养基；

7、(2)向大米培养基中加入第一酶进行第一次酶解，然后再添加第二酶进行第二次酶解，最后经灭酶处理得到酶解液；

8、(3)向步骤(2)所得酶解液中添加酵母菌，进行第一步发酵；

9、(4)向步骤(3)所得发酵液添加碳源和氮源，配制培养基，然后灭菌处理；

10、(5)向步骤(4)所得培养基接入乳酸菌，进行第二步发酵；

11、(6)将步骤(5)所得发酵液进行灭菌处理，得到大米发酵液。

12、在一些实施方案中，步骤(1)中，所述大米选自糯米、粳米、籼米、白米、红米、紫米和黑米中的一种或两种以上。

13、在一些实施方案中，所述大米的目数为80～200目。

14、在一些实施方案中，步骤(1)中，所述大米培养基的质量体积百分比为1％～60％。

15、在一些实施方案中，步骤(1)中，所述大米培养基的质量体积百分比为10％～20％。

16、在一些实施方案中，步骤(2)中，所述第一酶选自淀粉酶、糖化酶和纤维素酶中的一种或两种以上；优选α-高温淀粉酶。

17、在一些实施方案中，步骤(2)中，以步骤(1)得到的大米培养基体积计，所述第一酶的质量体积百分比为0.05％～1％；优选地，所述第一酶的质量体积百分比为0.1％～0.4％。

18、在一些实施方案中，步骤(2)中，所述第一酶的酶解温度为55～95℃；和/或，酶解的时间为20～40min。

19、在一些实施方案中，步骤(2)中，所述第二酶为蛋白酶；优选木瓜蛋白酶；

20、在一些实施方案中，步骤(2)中，以步骤(1)得到的大米培养基的体积计，所述第二酶的质量体积百分比为0.01％～1％；优选地，所述第二酶的质量体积百分比为0.1％～1％。

21、在一些实施方案中，步骤(2)中，所述第二酶的质量体积百分比为0.1％～0.4％；或所述第二酶的质量体积百分比为0.6％～1％。

22、在一些实施方案中，步骤(2)中，所述第二酶的酶解温度为50～90℃，优选50～60℃；和/或酶解的时间为20～40min。

23、在一些实施方案中，步骤(3)中，以步骤(2)得到的大米酶解液体积计，酵母菌的质量体积百分比为0.01％～4.5％；优选地，酵母菌的质量体积百分比为0.01％～3％；更优选地，酵母菌的质量体积百分比为0.01％～1％。

24、在一些实施方案中，步骤(3)中，所述酵母菌选自克鲁维酵母菌、酿酒酵母菌、毕赤酵母菌、假丝酵母菌或扣囊复膜酵母菌中的一种或两种以上。

25、在一些实施方案中，步骤(3)中，所述酵母菌选自酿酒酵母菌a3.12(saccharomyces cerevisiae a3.12)、毕赤酵母菌c1.8(cyberlindnera fabianii c1.8)、和/或扣囊复膜酵母菌d6.16(saccharomycopsis fibuligera d6.16)。

26、在一些实施方案中，步骤(3)中，以步骤(2)得到的大米酶解液体积计，所述酿酒酵母菌a3.12(saccharomyces cerevisiae a3.12)的质量体积百分比为0.01％～1％，和/或毕赤酵母菌c1.8(cyberlindnera fabianii c1.8)的质量体积百分比为0.01％～1％，和/或扣囊复膜酵母菌d6.16(saccharomycopsis fibuligera d6.16)的质量体积百分比为0.01％～1％。

27、在一些实施方案中，步骤(3)中，以步骤(2)得到的大米酶解液体积计，所述酿酒酵母菌a3.12(saccharomyces cerevisiae a3.12)的质量体积百分比为0.01％～0.4％，和/或毕赤酵母菌c1.8(cyberlindnera fabianii c1.8)的质量体积百分比为0.01％～0.4％，和/或扣囊复膜酵母菌d6.16(saccharomycopsis fibuligera d6.16)的质量体积百分比为0.01％～0.4％。

28、在一些实施方案中，步骤(3)中，所述第一步发酵的温度为28～40℃；和/或发酵的时间为12～48h。

29、在一些实施方案中，步骤(4)中，以步骤(3)所得发酵液的总质量计，碳源的质量百分比为1％～5％。

30、在一些实施方案中，步骤(4)中，所述碳源选自葡萄糖、果糖、蔗糖和麦芽糖中的一种或两种以上，优选为葡萄糖。

31、在一些实施方案中，步骤(4)中，以步骤(3)所得发酵液的质量计，所述氮源的质量分数为0.1％～3％，优选地，所述氮源的质量分数为0.1％～1％。

32、在一些实施方案中，步骤(4)中，所述氮源选自水解大豆蛋白、奶粉和酵母提取物中一种或两种以上，优选富锌酵母提取物。

33、在一些实施方案中，步骤(5)中，以步骤(4)所得培养基的体积计，乳酸菌的质量体积百分比为0.01％～1％；优选地，所述乳酸菌的质量体积百分比为0.01％～0.4％；更优选地，所述乳酸菌的质量体积百分比为0.1％～0.4％。

34、在一些实施方案中，步骤(5)中，所述乳酸菌选自戊糖片球菌、植物乳杆菌、长双歧乳杆菌、短双歧乳杆菌、干酪乳杆菌、短乳杆菌、鼠李糖乳杆菌和嗜酸乳杆菌中的一种或两种以上；优选地，所述乳酸菌选自植物乳杆菌；更优选地，所述乳酸菌选自植物乳杆菌rpc5(lactobacillus plantarum rpc5)。

35、在一些实施方案中，步骤(5)中发酵的温度为28～40℃，和/或发酵的时间为12～48h。

36、在一些实施方案中，由所述制备方法制备得到的高含组氨酸的大米发酵液。

37、在一些实施方案中，所述大米发酵液在食品领域中的应用。

38、在一些实施方案中，所述高含组氨酸的大米发酵液在制备医药、保健食品或婴幼儿食品领域中的应用。

39、在一些实施方案中，所述大米发酵液在烘焙类食品、膨化类食品、发酵类食品或饮品中的应用。

40、又一方面，本发明提供了一种大米发酵制品，其包含所述大米发酵液。

41、在一些实施方案中，所述大米发酵制品以液体、膏体、粉体、雪花片状或冻干粉的形式存在。

42、在一些实施方案中，所述大米发酵制品含有大米发酵液和糖类物质。

43、在一些实施方案中，以大米发酵液体积计，所述糖类物质的质量体积百分比为5％～40％，优选5％～30％。

44、在一些实施方案中，所述糖类物质选自葡萄糖、蔗糖、果糖、麦芽糖、α-环糊精、β-环糊精、抗性糊精、麦芽糊精、木糖醇、赤藓糖醇和半乳糖中一种或两种以上。

45、在一些实施方案中，所述大米发酵制品在食品中的应用。

46、在一些实施方案中，所述大米发酵制品在烘焙类食品、膨化类食品、发酵类食品或饮品中的应用。

47、在一些实施方案中，所述大米发酵制品在制备医药、保健食品或婴幼儿食品领域中的应用。

48、本发明的有益效果

49、(1)由本发明制备方法得到的大米发酵液中组氨酸的含量百分比在0.09％以上，最高可以达到0.15％，其组氨酸含量得到明显提升。

50、(2)由本发明制备方法得到的大米发酵液含有多种风味物质，得到风味独特的大米发酵液，改善了大米风味单一的缺陷。

51、(3)本发明中的大米发酵液可以制备成各种形态的大米发酵食品，用于制备医药、保健食品或婴幼儿食品。

52、菌种保藏信息

53、本发明所用的酿酒酵母菌a3.12(saccharomyces cerevisiaea3.12)于2017年12月11日保藏在中国典型培养物保藏中心(cctcc)，保藏编号为cctcc no：m 2017781，保藏地址：中国.武汉.武汉大学，邮政编码：430072；电话：(027)-68754052；该菌株已公开于专利申请号为cn201910662175.1，公开号为cn112245457a的发明专利。

54、本发明所用的毕赤酵母菌c1.8(cyberlindnerafabianii c1.8)于2017年12月11日保藏在中国典型培养物保藏中心(cctcc)，保藏编号为cctccno：m 2017780，保藏地址：中国.武汉.武汉大学，邮政编码：430072；电话：(027)-68754052；该菌株已公开于专利申请号为cn201910662175.1，公开号为cn112245457a的发明专利。

55、本发明所用的扣囊复膜酵母菌d6.16(saccharomycopsisfibuligera d6.16)于2019年07月19日保藏在中国典型培养物保藏中心(cctcc)，保藏编号为cctcc no：m2019570，保藏地址：中国.武汉.武汉大学，邮政编码：430072；电话：(027)-68754052；该菌株已公开于专利申请号为cn202010713499.6，公开号为cn113966832a的发明专利。

56、本发明所用的植物乳杆菌rpc5(lactobacillusplantarum rpc5)于2019年07月19日保藏在中国典型培养物保藏中心，保藏编号为cctcc no：m2019566，保藏地址：中国.武汉.武汉大学，邮政编码：430072；电话：(027)-68754052；该菌株已公开于专利申请号为cn202010713499.6，公开号为cn113966832a的发明专利。