一種海帶風味食品配料及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種海帶風味食品配料及其制備方法。本發明海帶風味食品配料的制備方法為：首先采用復合酶降解海帶有效成分，然后采用谷氨酸棒桿菌及戊糖片球菌混合菌對海帶酶解產物進行發酵，進一步降解海帶有效成分并釋放具有功能性的次生代謝產物，發酵產物經烘干或噴霧干燥得到具有濃郁海帶特征風味、營養成分易吸收、并具有抗氧化活性及抑菌性的海帶食品，從而提高產品的附加值。本發明突破了常規的海帶深加工工藝，將復合酶解與食品級微生物發酵有機結合起來，解決了傳統海帶深加工工藝（常規單純酶解或發酵）利用率低、產品風味不突出、營養價值不能有效利用、功能性差等缺點，顯著提高了海帶產品的應用領域及經濟價值。
【專利說明】—種海帶風味食品配料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于食品配料【技術領域】，食品配料指的是公認的、安全的可食用物質，指用于生產制備某種食品并在成品中出現的任何物質(但不包括食品添加劑)，具體涉及一種海帶風味食品配料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]海帶是我國一種重要的經濟型褐藻，產量多，分布范圍廣，食用歷史悠久。海帶營養豐富，內含大量的膳食纖維、褐藻膠、巖藻糖及碘、甘露醇等多種有效成分，具有抗病毒、抗癌、抗凝血、降血脂等多種藥理活性功能。但是，海帶質地堅硬，直接食用不易消化吸收，特別是內含的褐藻膠、巖藻糖等大分子多糖不能發揮其生理功能。因此，直接將海帶原料加入食品中，不能很好發揮其功能。現有的海帶深加工工藝主要是將海帶洗凈后切絲做成海帶絲、海帶結或者磨碎成海帶粉制成海帶醬等低端產品，存在利用率低、產品風味不突出、營養價值不能有效利用、功能性差等缺點。
【發明內容】
[0003]針對目前海帶制品營養成分吸收差、功能性不突出的缺點，本發明提供了一種具有濃郁海帶特征風味、營養成分易吸收、并具有抗氧化活性及抑菌性的海帶風味食品配料。
[0004]本發明所提供的海帶風味食品配料，其營養成分包括:
[0005]可溶性總糖≥13% (質量百分含量)，
[0006]可溶性多糖≥8%，
[0007]總蛋白≥10%，
[0008]氨基酸≥2%。
[0009]所述可溶性總糖是指可溶性海帶多糖和單糖，具體包括褐藻膠、褐藻糖膠、褐藻淀粉、葡萄糖等。
[0010]所述可溶性多糖是指可溶性海帶多糖，具體包括褐藻膠、褐藻糖膠、褐藻淀粉等。
[0011]所述總蛋白是指海帶中的蛋白及發酵產生的菌體蛋白。
[0012]所述氨基酸是指原料中的蛋白質經蛋白酶降解后產生的游離氨基酸。
[0013]本發明還提供了一種制備上述海帶風味食品配料的方法。
[0014]本發明所提供的制備上述海帶風味食品配料的方法，是以海帶為原料，先用復合酶對海帶中的有效成分(纖維素、褐藻膠等)進行降解，再利用食品級微生物對海帶酶解產物進行發酵，發酵結束后對發酵液進行滅菌，發酵液經噴霧干燥或烘干，得到海帶風味食品配料。
[0015]具體來講，所述制備海帶風味食品配料的方法，是先用復合酶對海帶原料進行酶解，再用多種食品級微生物菌液分別進行發酵后得到海帶風味食品配料。所述復合酶由纖維素酶、果膠酶和木瓜蛋白酶按質量比2: I: I混合而成。所述微生物菌液為谷氨酸棒桿菌菌液和戊糖片球菌菌液。[0016]所述發酵依次為，先用谷氨酸棒桿菌對酶解液進行第一次發酵，再用戊糖片球菌對第一次發酵液進行第二次發酵；第二次發酵液在經過滅菌、干燥后得到海帶風味食品配料。
[0017]所述海帶原料為新鮮海帶漿液或干海帶粉，干海帶粉酶解前加水。
[0018]更具體的海帶風味食品配料的制備方法，可包括以下步驟:
[0019]I)海帶原料預處理:
[0020]將新鮮海帶洗凈，用刀片式研磨儀進行粗粉碎，加入海帶濕重15-20 %的水進行研磨，再用膠體磨進行精細打漿研磨至60-120目(優選為100目)得到海帶漿液；或者用晾干的海帶，除雜、除塵后后采用超微粉碎機粉碎至60-120目(優選為100目)干海帶粉，兌水10-20倍，混勻得到干海帶粉液；
[0021]2)酶解:
[0022]將打漿研磨的海帶漿液或干海帶粉液升溫至40_50°C，調節pH5.0-6.0，然后加入海帶干重(新鮮海帶烘干至恒重的干重，為新鮮海帶重量的7-8%)1-2%的復合酶(纖維素酶:果膠酶:木瓜蛋白酶=2: I: 1，質量比)，攪拌酶解3-6小時，得到酶解液；
[0023]3)發酵:
[0024]將酶解結束后的酶解液升溫至110°C保溫lOmin，冷卻至30 °C，然后調節PH7.0-7.5，按酶解液體積2-5%接入谷氨酸棒桿菌菌液，于200-400rpm培養4_8h，得到第一次發酵液；
[0025]將第一次發酵液溫度升溫至37°C，然后按照第一次發酵液體積2-5%接入戊糖片球菌菌液繼續發酵至PH降至5.0以下停止發酵，得到第二次發酵液；
[0026]4)滅菌:
[0027]發酵結束，對第二次發酵液升溫至95°C滅菌IOmin ；
[0028]5)干燥:
[0029]滅菌后發酵液經噴霧干燥或熱風干燥，得到海帶風味食品配料。
[0030]在上述海帶風味食品配料的制備方法中，所述步驟2)酶解所用的復合酶(纖維素酶、果膠酶、木瓜蛋白酶)的主要功能是將海帶原料中的纖維素、褐藻膠以及植物蛋白抽提出來并降解成可溶性多糖、寡糖及小分子肽；本發明所用的纖維素酶、果膠酶、木瓜蛋白酶均為市售產品。
[0031]所述步驟3)中谷氨酸棒桿菌菌液的制備方法為:從斜面平板中接種谷氨酸棒桿菌到種子培養基(種子培養基成分為:蛋白胨10g/L，酵母膏10g/L，丙磺酸(M0PS)42g/L，葡萄糖20g/L，pH7.4的水溶液)中，30°C、200rpm條件下培養12小時，得到一級種子液，然后將一級種子液轉接至新鮮種子培養基中，30°C、200rpm條件下培養8h，得到谷氨酸棒桿菌二級種子液即谷氨酸棒桿菌菌液。
[0032]所述步驟3)中戊糖片球菌菌液的制備方法為:從斜面平板中接種戊糖片球菌到種子培養基(種子培養基成分為:蛋白胨10g/L,酵母膏5g/L,牛肉膏10g/L,葡萄糖20g/L,乙酸鈉5g/L，檸檬酸三銨2g/L，磷酸氫二銨2g/L，七水硫酸鎂0.58g/L，七水硫酸錳0.19g/L，吐溫80mL/L，pH6.0的水溶液)中，37°C條件下靜置培養12小時，得到一級種子液，然后將一級種子液轉接至新鮮種子培養基中，37°C條件下靜置培養6h，得到戊糖片球菌二級種子液即戊糖片球菌菌液。[0033]本發明提供了一種海帶風味食品配料及其制備方法。本發明海帶風味食品配料的制備方法中，采用復合酶降解海帶有效成分(將海帶原料中的有效成分降解成具體功能特性更強的多糖、寡糖、蛋白肽等)，采用食用微生物(結合谷氨酸棒桿菌及戊糖片球菌混合發酵)對海帶酶解產物進行發酵，進一步降解海帶有效成分并釋放具有功能性的次生代謝產物，提高發酵產品的抗氧化活性及抑菌性，從而提高產品的附加值，發酵產物經烘干或噴霧干燥得到具有濃郁海帶特征風味、營養成分易吸收、并具有抗氧化活性及抑菌性的海帶食品配料。本發明突破了常規的海帶深加工工藝，將復合酶解與食品級微生物發酵有機結合起來，解決了傳統海帶深加工工藝(常規單純酶解或發酵)利用率低、產品風味不突出、營養價值不能有效利用、功能性差等缺點，顯著提高了海帶產品的應用領域及經濟價值。
[0034]下面結合具體實施例對本發明做進一步詳細說明。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0035]圖1為不同濃度的海帶酶解液、發酵液以及酶解發酵液抗氧化活性測試結果
[0036]圖2A為不同濃度的海帶酶解發酵液對大腸桿菌生長的影響
[0037]圖2B為不同濃度的海帶單純酶解液對大腸桿菌生長的影響
[0038]圖2C為不同濃度的海帶單純發酵液對大腸桿菌生長的影響
【具體實施方式】
[0039]所述百分比濃度如無特別說明均為質量/質量(W/W)百分比濃度、質量/體積(W/V，單位g/100mL)百分比濃度或體積/體積(V/V)百分比濃度。
[0040]實施例中描述到的各種生物材料的取得途徑僅是提供一種實驗獲取的途徑以達到具體公開的目的，不應成為對本發明生物材料來源的限制。事實上，所用到的生物材料的來源是廣泛的，任何不違反法律和道德倫理能夠獲取的生物材料都可以按照實施例中的提示替換使用。
[0041]纖維素酶和果膠酶可購自諾維信(中國)生物技術有限公司，木瓜蛋白酶可購自天津諾奧生物技術有限公司。
[0042]實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，實施例將有助于理解本發明，但是本發明的保護范圍不限于下述的實施例。
[0043]實施例1、制備海帶風味食品配料
[0044]谷氨酸棒桿菌和戊糖片球菌均可商業購買，本發明所用的菌株均購自中國工業微生物菌種保藏管理中心，谷氨酸棒桿菌菌株編號CICC 10133，戊糖片球菌菌株編號CICC22738。纖維素酶、果膠酶、木瓜蛋白酶也均為商購。
[0045]1、谷氨酸棒桿菌菌液的制備:從斜面平板中接種谷氨酸棒桿菌到種子培養基(種子培養基成分為:蛋白胨10g/L，酵母膏10g/L，丙磺酸(MOPS) 42g/L，葡萄糖20g/L，pH7.4的水溶液)中，30°C、200rpm條件下培養12小時，得到一級種子液，然后將一級種子液轉接至新鮮種子培養基中，30°C、200rpm條件下培養8h，得到谷氨酸棒桿菌二級種子液即谷氨酸棒桿菌菌液。
[0046]2、戊糖片球菌菌液的制備方法為:從斜面平板中接種戊糖片球菌到種子培養基(種子培養基成分為:蛋白胨10g/L,酵母膏5g/L,牛肉膏10g/L,葡萄糖20g/L,乙酸鈉5g/L,檸檬酸三銨2g/L，磷酸氫二銨2g/L，七水硫酸鎂0.58g/L，七水硫酸錳0.19g/L，吐溫80mL/L，pH6.0的水溶液)中，37°C條件下靜置培養12小時，得到一級種子液，然后將一級種子液轉接至新鮮種子培養基中，37°C條件下靜置培養6h，得到戊糖片球菌二級種子液即戊糖片球菌菌液。
[0047]3、制備海帶風味食品配料，進行以下操作:
[0048]I)原料預處理:
[0049]將新鮮海帶洗凈，先采用刀片式研磨儀進行粗粉碎，研磨過程中加入海帶濕重15-20% (按重量)的水，然后再采用膠體磨進行精細打漿研磨至60-120目(優選為100目)得到海帶漿液；
[0050]2)酶解:
[0051]將打漿研磨的海帶漿液3kg裝入5L酶解反應釜中，升溫至50°C (40_50°C均可)，調節pH6.0 (5.0-6.0均可)，然后加入海帶干重(取一定量同一批次的新鮮海帶，烘干至恒重，計算海帶的干重為新鮮海帶重量的7-8%) 1-2% (具體為2.4-4.8g)的復合酶，復合酶為纖維素酶:果膠酶:木瓜蛋白酶=2:1:1，質量比混合得到，攪拌酶解3小時(3-6小時均可)得到酶解液；
[0052]3)發酵:
[0053]將酶解結束后的酶解液倒入5L發酵罐中，升溫至110°C保溫lOmin，冷卻至30°C，然后調節PH7.5 (7.0-7.5均可)，按酶解液體積2-5%接入谷氨酸棒桿菌菌液(具體為60-150mL)，通氣量 6L/min，罐壓維持 0.05MPa，于 200rpm (200_400rpm 均可)培養 8h (4_8h均可)，得到第一次發酵液；
[0054]然后，將第一次發酵液溫度升溫至37°C，按照發酵液體積2-5%接入戊糖片球菌菌液(具體為60-150mL)繼續發酵至pH降至5.0以下停止發酵，得到第二次發酵液；
[0055]4)滅菌:
[0056]發酵結束，將第二次發酵液升溫至95°C滅菌IOmin ；
[0057]5)干燥:
[0058]滅菌后發酵液經噴霧干燥(噴霧干燥條件為:進口溫度180°C，出口溫度IO(TC)或熱風干燥(熱風干燥條件為:熱風溫度80°C)，得到海帶風味食品配料。
[0059]實施例2、制備海帶風味食品配料
[0060]步驟I和步驟2與實施例1相同。
[0061]3、本實施例制備海帶風味食品配料，包括以下操作:
[0062]I)原料預處理:
[0063]采用晾干的海帶，除雜、除塵后采用超微粉碎機粉碎至60-120目(優選為100目)得到干海帶粉；
[0064]2)酶解:
[0065]取干海帶粉240g，裝入5L的酶解反應釜，加入純水2760mL (兌水10_20倍)，混勻得到干海帶粉液，升溫至40°C (40-50°C均可)，調節pH5.0 (5.0-6.0均可)，然后加入海帶干重1-2% (具體為2.4g-4.8g)的復合酶(纖維素酶:果膠酶:木瓜蛋白酶=2:1: 1，質量比)，攪拌酶解6小時(3-6小時均可)得到酶解液；
[0066]3)發酵:[0067]將酶解結束后的酶解液(3L)倒入5L發酵罐中，升溫至110°C保溫lOmin，冷卻至30°C，然后調節pH7.0(7.0-7.5均可)，按酶解液體積2_5%接入谷氨酸棒桿菌菌液(具體為60-150mL)，通氣量 5L/min，罐壓維持 0.05MPa，于 400rpm (200_400rpm 均可)培養 4h (4_8h均可)，得到第一次發酵液；
[0068]然后，將第一發酵液溫度升溫至37°C，按照第一次發酵液體積2-5%接入戊糖片球菌菌液(具體為60-150mL)繼續發酵至pH降至5.0以下停止發酵，得到第二次發酵液；
[0069]4)滅菌:
[0070]發酵結束，將第二次發酵液升溫至95°C滅菌IOmin ；
[0071]5)干燥:
[0072]滅菌后發酵液經噴霧干燥(噴霧干燥條件為:進口溫度180°C，出口溫度100°C)或熱風干燥(熱風干燥條件為:熱風溫度為80°C)，得到海帶風味食品配料。
[0073]試驗例1、不同濃度的海帶酶解、發酵液抗氧化活性(抗氧化活性檢測)
[0074]試驗方法為:
[0075]用10mmol/L的磷酸鹽緩沖液(稱取2.90g十二水磷酸氫二鈉，2.90g 二水磷酸二氫鈉，置于500mL的容量瓶中，用鹽酸將其調節至7.4，用去離子水定容。)適量稀釋ABTS自由基溶液得到ABTS自由基稀釋液，移取3000 μ L ABTS自由基稀釋液并加入50 μ L水使其位于734nm處的吸光值為0.7±0.02 (說明:只有734nm處的吸光度值在0.7左右，該方法測得的結果才精確。前面提到“適量稀釋”是指可用不同濃度的緩沖液稀釋，再加水后測734nm處的吸光度值，所以具體加多少水稀釋到什么程度，每批次配制的ABTS自由基溶液的稀釋度可以不一樣，以上僅為一種稀釋方式。但吸光值為0.7±0.02為標準),吸光值記為Ablank。
[0076]ABTS自由基溶液的配制:稱取ABTS (中文化學名稱:2，2_聯氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二銨鹽)19.2mg，轉移至5mL的容量瓶中得到ABTS溶液，ABTS的濃度為7mmol/L。稱取K2S20477mg，溶于2mL水中，移取88 μ L至上述配制的ABTS溶液中得到混合溶液，混合溶液中K2S2O4的最終濃度為2.45mmol/L。加入K2S2O4后的ABTS溶液(混合溶液)于暗處放置12-16h，使ABTS與K2S2O4充分反應，產生ABTS自由基，得到ABTS自由基溶液。
[0077]移取3000yL ABTS自由基稀釋液，加入50 μ L樣品稀釋液，置于暗處反應6min，測定反應液在734nm處的吸光值，記為Asample。
[0078]樣品為:酶解液(經步驟3之2)的酶解液干燥粉水溶液的上清液)、發酵液(經步驟3之I)海帶漿液或干海帶粉液直接到步驟3之3)得到二次發酵液干燥粉水溶液的上清液)、酶解發酵液(經步驟3之3)的第二次發酵液干燥粉水溶液的上清液)。
[0079]樣品稀釋液是指將所述樣品用去離子水進行適當稀釋后的樣品溶液。
[0080]計算ABTS自由基清除率(％ ):
[0081]
【權利要求】
1.一種海帶風味食品配料，其營養成分包括(按質量百分含量): 可溶性總糖≥13%, 可溶性多糖≥8%, 總蛋白≥ 10 %, 氨基酸≥2%。
2.根據權利要求1所述的海帶風味食品配料，其特征在于: 所述可溶性總糖是指可溶性海帶多糖和單糖，具體包括褐藻膠、褐藻糖膠、褐藻淀粉、葡萄糖等。 所述可溶性多糖是指可溶性海帶多糖，具體包括褐藻膠、褐藻糖膠、褐藻淀粉等。 所述總蛋白是指海帶中的蛋白及發酵產生的菌體蛋白。 所述氨基酸是指原料中的蛋白質經蛋白酶降解后產生的游離氨基酸。
3.一種制備海帶風味食品配料的方法，先用復合酶對海帶原料進行酶解，再用多種食品級微生物菌液分別進行發酵后得到海帶風味食品配料。
4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于:所述復合酶由纖維素酶、果膠酶和木瓜蛋白酶按質量比2:I:I混合而成。
5.根據權利要求3或4所述的制備方法，其特征在于:所述微生物菌液為谷氨酸棒桿菌菌液和戊糖片球菌菌液。
6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于:所述發酵依次為，先用谷氨酸棒桿菌菌液對酶解液進行第一次發酵，再用戊糖片球菌菌液對第一次發酵液進行第二次發酵；第二次發酵液在經過滅菌、干燥后得到海帶風味食品配料。
7.根據權利要求3或4或5或6所述的制備方法，其特征在于:所述海帶原料為新鮮海帶漿液或干海帶粉，酶解前加水。
8.根據權利要求3至7任一所述的制備方法，其特征在于:具體包括以下步驟: 1)海帶原料預處理: 將新鮮海帶洗凈，用刀片式研磨儀進行粗粉碎，加入海帶濕重15-20%的水進行研磨，再用膠體磨進行精細打漿研磨至60-120目(優選為100目)得到海帶漿液；或者用晾干的海帶，除雜、除塵后后采用超微粉碎機粉碎至60-120目(優選為100目)干海帶粉，兌水10-20倍，混勻得到干海帶粉液； 2)酶解: 將打漿研磨的海帶漿液或干海帶粉液升溫至40-50°C，調節pH5.0-6.0，然后加入按海帶原料干重的1-2%的復合酶(纖維素酶:果膠酶:木瓜蛋白酶=2: I: 1，質量比)，攪拌酶解3-6小時，得到酶解液； 3)發酵: 將酶解結束后的酶解液升溫至110°c保溫lOmin，冷卻至30°C，然后調節PH7.0-7.5，按酶解液體積2-5%接入谷氨酸棒桿菌菌液，于200-400rpm培養4_8h，得到第一次發酵液； 將第一次發酵液溫度升溫至37°C，然后按照第一次發酵液體積2-5%接入戊糖片球菌菌液繼續發酵至PH降至5.0以下停止發酵，得到第二次發酵液； 4)滅菌: 發酵結束，對第二次發酵液升溫至95°C滅菌IOmin ；5)干燥: 滅菌后發酵液經噴霧干燥或熱風干燥，得到海帶風味食品配料。
9.根據權利要求5至8任一所述的制備方法，其特征在于:所述谷氨酸棒桿菌菌液的制備方法為:從斜面平板中接種谷氨酸棒桿菌到種子培養基(種子培養基成分為:蛋白胨10g/L，酵母膏 10g/L，丙磺酸(M0PS)42g/L，葡萄糖 20g/L，pH7.4 的水溶液)中，30°C、200rpm條件下培養12小時，得到一級種子液，然后將一級種子液轉接至新鮮所述種子培養基中，30°C、200rpm條件下培養8h，得到谷氨酸棒桿菌二級種子液即谷氨酸棒桿菌菌液； 所述戊糖片球菌菌液的制備方法為:從斜面平板中接種戊糖片球菌到種子培養基(種子培養基成分為:蛋白胨10g/L,酵母膏5g/L,牛肉膏10g/L,葡萄糖20g/L,乙酸鈉5g/L,朽1檬酸三銨2g/L，磷酸氫二銨2g/L，七水硫酸鎂0.58g/L，七水硫酸錳0.19g/L，吐溫80mL/L，pH6.0的水溶液)中，37°C條件下靜置培養12小時，得到一級種子液，然后將一級種子液轉接至新鮮所述種子培養基中，37°C條件下靜置培養6h，得到戊糖片球菌二級種子液即戊糖片球菌菌液。
10.權利要求3-9 任一所述制備方法得到的海帶風味食品配料，或權利要求8制備方法中步驟3)或步驟4)得到的第二次發酵液。
【文檔編號】A23L1/29GK103504368SQ201310430350
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年9月18日 優先權日:2013年9月18日
【發明者】曾艷, 管于平, 朱玥明, 柏瑋, 孫媛霞 申請人:中國科學院天津工業生物技術研究所