高压静电场辅助发酵余甘子酵素工艺及其酵素特性研究

发布时间：2020-07-07 13:44

【摘要】：余甘子是一种药食同源的水果,其含有多种有益成分,具有抗氧化等有利作用。食用植物酵素是以植物为原料,经微生物发酵制得的含有特定生物活性成分可食用的酵素产品。高压静电场(High-voltage Electrostatic Field,HVEF)是一种人工综合效应的稳态电场,能改变细胞膜通透性、酶活、带电粒子的分布及结合状态等,在发酵食品中可用于酒和醋的催陈。但目前还未见关于将余甘子加工为食用酵素、将霉菌作为食用酵素的发酵菌种以及将高压静电场应用于食用酵素的生产的研究。根据现有的理论基础,本文以余甘子鲜果为原料,以游离氨基酸含量和总酚含量为主要评价指标,同时结合感官评分等其他特性,先后研究了以霉菌为菌种的余甘子酵素发酵工艺和高压静电场辅助发酵余甘子酵素的工艺,然后根据在研究过程中发现的不同工艺所得产品的品质变化,探究了霉菌和高压静电场对余甘子酵素的游离氨基酸和挥发性成分的影响。主要结论如下:(1)采用单因素和响应面实验方法,确定了在无电场条件下用霉菌发酵余甘子酵素的最佳工艺为:0.80%的米根霉曲种和0.85%的黑曲霉曲种与果肉混匀,28℃下前发酵34 h后加入与果肉等质量的糖水混匀,然后23℃下主发酵49 d,最后过滤、离心、巴氏杀菌。黑曲霉曲种添加量、米根霉曲种添加量、主发酵时间、前发酵时间对此余甘子酵素综合评分的影响依次降低。从多项产品特性看,此工艺制得的余甘子酵素的综合品质良好。(2)基于(1)的结果,引入高压静电场处理,采用单因素和响应面实验方法,得到高压静电场辅助发酵余甘子酵素的最佳工艺流程及参数为:0.80%的米根霉曲种和0.85%的黑曲霉曲种与果肉混匀,28℃下前发酵34 h后加入与果肉等质量的糖水混匀,放入413 kV/m的高压静电场中处理40 min,然后23℃下主发酵41 d,最后过滤、离心、巴氏杀菌。主发酵时间对此余甘子酵素综合评分的影响最大,电场强度次之,处理时间最弱。辅以高压静电场后,当余甘子酵素的综合品质达到无电场辅助发酵的最优水平时,主发酵时间减少了8 d。(3)无电场条件下添加霉菌发酵可使余甘子酵素的游离氨基酸和必需氨基酸的种类和含量均有较大的增加,其中游离氨基酸增加了10种,含量提高了1.859 mg/mL;必需氨基酸增加了6种,含量提高了0.506 mg/mL。高压静电场对余甘子酵素的必需氨基酸含量有较大提高,提高了0.540 mg/mL。丙氨酸、L-羟基脯氨酸和谷氨酸分别在无曲种处理的余甘子处理液、无电场辅助发酵的余甘子酵素和高压静电场辅助发酵的余甘子酵素中含量最高。在呈味上,余甘子处理液和两种余甘子酵素都是主要含甜味、鲜味或苦味游离氨基酸,并且只有谷氨酸对两种余甘子酵素的呈味有贡献(TAV1)。(4)添加霉菌和辅以高压静电场均有利于提高余甘子酵素的挥发性成分数量,按无曲种处理的余甘子处理液、无电场辅助发酵的余甘子酵素、高压静电场辅助发酵的余甘子酵素的顺序,挥发性成分的数量依次为27、44、54种。烃类和酯类在余甘子处理液和两种余甘子酵素的挥发性成分中均较为重要,按无曲种、无电场辅助、高压静电场辅助的顺序,烃类的相对百分含量逐渐下降,最高为68.296±1.245%,最低为37.057±0.841%;而酯类逐渐上升,最低为6.457±0.074%,最高为37.149±0.252%。苯乙烯在余甘子处理液和两种余甘子酵素的挥发性成分中均相对百分含量最高;辅以高压静电场后,乙酸乙酯和水杨酸甲酯的相对百分含量明显升高。本文分别获得了一种以霉菌为菌种的余甘子酵素发酵工艺,和一种同时利用霉菌和高压静电场进行发酵的余甘子酵素工艺,并初步探明了霉菌和高压静电场对余甘子酵素的游离氨基酸和挥发性成分的影响,为余甘子鲜果的开发利用提供了新的途径和技术参考。
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TS218;TQ925
【图文】：

发酵余甘子酵素的工艺，并测定由最佳工艺所得余甘子酵素和不添加曲种所得余甘子处理液的还原糖含量、蛋白质含量、pH 值、可溶性固形物含量、DPPH 自由基清除能力、羟自由基清除能力和感官评分，探索霉菌发酵对余甘子酵素特性的影响。（2）以霉菌发酵余甘子酵素的最佳工艺为基础，引入高压静电场进行处理，以游离氨基酸含量和总酚含量为评价指标，通过单因素和响应面实验，优化高压静电场辅助发酵余甘子酵素的工艺，并测定由最佳工艺所得余甘子酵素的还原糖含量、蛋白质含量、pH 值、可溶性固形物含量、DPPH 自由基清除能力、羟自由基清除能力和感官评分，与无电场辅助的最佳工艺所得余甘子酵素进行比较，探索高压静电场对余甘子酵素特性的影响。（3）就上述两种最佳工艺发酵而得的余甘子酵素，选择游离氨基酸和挥发性成分进行深入分析，对比无曲种处理的余甘子处理液、无电场辅助发酵的余甘子酵素和高压静电场辅助发酵的余甘子酵素的游离氨基酸和挥发性成分的具体组成和含量，探索霉菌和高压静电场对余甘子酵素的游离氨基酸和挥发性成分的具体影响。

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场对工艺流程中的发酵物进行处理，以探究高压静电场对余甘子酵素发酵工艺及品质影响，并由此获得高压静电场辅助发酵余甘子酵素的最佳工艺。3.1 实验材料与仪器3.1.1 实验材料及试剂表 3-1 发酵菌种资料Table 3-1 Information of fermentation strains名称 GIM 编号 来源米根霉 GIM 3.212 广东省微生物菌种保藏中心黑曲霉 GIM 3.576 广东省微生物菌种保藏中心其余的材料和试剂同 2.1 中的表 2-2。3.1.2 实验仪器及设备

【参考文献】

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本文编号：2745186