一种富含γ-氨基丁酸的薏仁酒糟复合酵素及其制备方法与流程

一种富含
γ-氨基丁酸的薏仁酒糟复合酵素及其制备方法
技术领域
1.本发明属于食品加工领域，具体的涉及一种富含γ-氨基丁酸的薏仁酒糟复合酵素及其制备方法。


背景技术：

2.薏仁米即薏苡(coix lacryma-jobi l)仁，是一种以中国贵州省为主产地的优质杂粮资源。薏仁作为我国首批公布的药食同源的食物之一，营养价值极高。薏仁是一种营养平衡的谷物，具有镇痛消炎、清热排湿、消肿利尿、健脾润肺等多种功效。现代临床研究表明，薏仁提取物薏仁油含有的棕榈酸、月桂酸、硬脂酸以及亚油酸等不饱和脂肪酸，具有抑制癌细胞转移和增生、诱导癌细胞凋亡、抑制肿瘤血管形成；薏仁酯和薏仁多糖能显著促进健康人末梢血单核细胞产生抗体，促进淋巴细胞转化，增强体液免疫和细胞免疫；薏仁中的薏苡素、β-谷甾醇等具有镇痛消炎止血的作用，而薏仁中的蛋白质、活性肽和氨基酸是其营养功能和药理作用的基础。目前对于薏仁产品的深加工利用，薏仁酒属于消耗薏仁量最大，也是产品附加值较高的产品。薏仁发酵酒具有其特有的香气及较高营养价值，但蛋白质利用极低。酒糟作为薏仁发酵酒的副产物，蛋白含量在37％左右，具有一定的利用价值。通过生产实践1吨的薏仁酒，预计产生5-6吨的酒糟，因为酒糟含水量较高，堆放过程中会有大量污水渗出，产生的酒糟渗滤液中含有大量的有机污染物。这些污染物酸度高，其中化学需氧量(cod)高达100g/l，对环境造成了严重的污染。除了水分外，酒糟中含有大量的有机物和营养物质及水溶性功能活性物质。因此，薏仁酒糟不能够合理的开发利用，不仅造成了环境污染问题，同时浪费了大量的有用资源。酵素通常是由益生菌发酵而成，是指以一种或多种新鲜蔬菜、水果、菌菇、中草药等为原料，经多种有益菌发酵而产生的，含有丰富的维生素、酶、矿物质和次生代谢产物等营养成分的功能性微生物发酵产品。经过酵素发酵后的产物，不仅改善了食品原有的不良风味，而且还增加了新的生物活性物，薏仁酒糟属于蒸馏后的副产物，薏仁中大量的功能活性成分无法通过蒸馏手段转移到薏仁米白酒中，因此酒糟中会残留大量的薏仁多糖，蛋白质、薏苡素、薏仁酯等。通过利用酵素发酵工艺，可将薏仁酒糟中水溶性成分有效地转化到酵素产品中，同时通过微生物发酵，有效利用薏仁酒糟中的蛋白质转变为生物活性多肽，开发出口感独特且具有康养功效的大健康产品，并与薏仁酒生产企业合作将薏仁酒糟功能性多肽酵素进行产业化，不仅可以解决环保问题，还能够提高酒糟附加值，实现酒糟大规模资源化利用，具有较高的经济、环保和社会效益。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种富含γ-氨基丁酸的薏仁酒糟复合酵素及其制备方法，将薏仁糙米煮熟后与薏仁酒糟按比例复配，然后经过复合酶制剂酶解，最后添加复配发酵剂发酵得到产品，整个制备方法发酵周期为8-10天。本发明的目的及解决其主要技术问题是采用以下技术方案来实现的：
4.一种富含γ-氨基丁酸的薏仁酒糟复合酵素，按重量计，由薏仁酒糟50-80份，薏仁
糙米20-50份、复合酶制剂0.3-0.5份，固体酵素发酵剂0.3-0.7份、白糖15-20份组成。
5.前述的富含γ-氨基丁酸的薏仁酒糟复合酵素的制备方法，包括以下步骤：
6.a、熬煮薏仁糙米：将薏仁糙米浸泡15-20小时后，用锅熬煮至薏仁糙米开花，并滤出水分；
7.b、破碎混合：将熬煮好的薏仁糙米与薏仁酒糟复配后打浆破碎，破碎后物料达到10目～20目；
8.c、酶解乳化：将步骤b制得的混合物置于酶解乳化罐内，添加复合酶制剂，酶解乳化罐内温度为20-25℃，酶解5-8小时，酶解乳化过程中在无菌环境下操作，每间隔半小时搅拌一次，搅拌时长为5-10min，搅拌速度为2000r/min；
9.d、有氧发酵：将经过酶解乳化后的混合物中的液体滤出，在滤出的液体中按总重量份数的15-20％添加白糖，按总重量份数的0.3-0.5％添加固体酵素发酵剂，搅拌均匀后置于配置有超声波辅助发酵的不锈钢发酵罐中，发酵温度为25-30℃，发酵时间为8-10天，直至发酵液的固形物含量达到10-12％时终止发酵；
10.e、过滤除菌：将步骤d中完成发酵的液体经过板框过滤器过滤后，再采用0.2-0.45um的的除菌膜过滤得到成品。
11.前述的富含γ-氨基丁酸的薏仁酒糟复合酵素的制备方法，所述步骤b中薏仁酒糟与薏仁糙米配比为8：2。
12.前述的富含γ-氨基丁酸的薏仁酒糟复合酵素的制备方法，所述步骤b中薏仁酒糟与薏仁糙米配比为6：4。
13.前述的富含γ-氨基丁酸的薏仁酒糟复合酵素的制备方法，所述步骤b中薏仁酒糟与薏仁糙米配比为5：5。
14.前述的富含γ-氨基丁酸的薏仁酒糟复合酵素的制备方法，所述步骤c中的复合酶制剂的组成及含量为：淀粉酶1-3份，纤维素酶0.5-1份，中性蛋白酶1-2份。
15.前述的富含γ-氨基丁酸的薏仁酒糟复合酵素的制备方法，所述步骤c中的复合酶制剂先置于25-35℃的温水中活化10-15分钟后加入到酶解乳化罐内的混合物中。
16.前述的富含γ-氨基丁酸的薏仁酒糟复合酵素的制备方法，所述的步骤d中的固体酵素发酵剂的组成及含量为：酵母菌粉3-5份，乳酸菌粉1-3份，醋酸杆菌粉0.5-1份。
17.前述的富含γ-氨基丁酸的薏仁酒糟复合酵素的制备方法，所述的步骤d中的固体酵素发酵剂先置于30℃含糖量为5-10％的温糖水中活化10-15分钟，有气泡产生时加入到不锈钢发酵罐内的混合物中。
18.前述的富含γ-氨基丁酸的薏仁酒糟复合酵素，所述富含γ-氨基丁酸薏仁酒糟复合酵素用于生产薏仁酒糟复合酵素口服液、饮料、泡腾片剂、胶囊、酵素粉剂。
19.本发明提供一种富含γ-氨基丁酸的薏仁酒糟复合酵素及其制备方法与现有技术相比，与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。
20.由以上技术方案可知：
21.(1)常规的薏仁酒酒糟利用是做饲料或者肥料，附加值低，本发明利用薏仁酒酒糟制备富含γ-氨基丁酸的薏仁酒糟复合酵素，γ-氨基丁酸的含量为0.5mg/kg，有效的解决了薏仁酒糟的综合利用问题。
22.(2)本发明通过酵素化工艺制备的产品富含γ-氨基丁酸，通过微生物发酵可产生
γ-氨基丁酸，γ-氨基丁酸的含量为0.5mg/kg，富含γ-氨基丁酸的产品具有功效。
23.(3)本发明制备薏仁酒糟复合酵素口感协调，酸甜可口。
24.(4)该方法获得的富含γ-氨基丁酸薏仁酒糟复合酵素，可用于生产薏仁酒糟复合酵素口服液、饮料、泡腾片剂、胶囊、酵素粉剂。
附图说明
25.图1是本发明的工艺流程图；
26.图2不同配比薏仁酒糟复合酵素的口味qda评价图；
27.图3不同配比薏仁酒糟复合酵素的口感qda评价图；
28.图4不同配比薏仁酒糟复合酵素的香气qda评价图。
具体实施方式
29.以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种富含γ-氨基丁酸的薏仁酒糟复合酵素及其制备方法具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。
30.实施例1
31.一种富含γ-氨基丁酸的薏仁酒糟复合酵素，γ-氨基丁酸的含量为0.5mg/kg：
32.上述富含γ-氨基丁酸的薏仁酒糟复合酵素的制备方法，包括以下步骤：
33.a.熬煮薏仁糙米：将薏仁糙米浸泡15小时后，用夹层锅熬煮至薏米开花，滤出水份按照比例与薏仁酒糟复配后打浆破碎；
34.b.酶解乳化：将步骤a得到的薏仁酒糟与熟化好的薏仁糙米混合物置于酶解乳化罐，控制温度为25℃，添加复合酶制剂酶解5小时，酶解过程中在无菌环境下操作，并间隔半小时搅拌一次；
35.c.有氧发酵：将经过酶解乳化后的液体滤出，按总重量份数的20％添加白糖，按总重量份数的0.3％添加固体酵素发酵剂，搅拌均匀后置于配置有超声波辅助发酵的不锈钢发酵罐中，发酵温度为30℃，发酵时间为8天，至发酵液的固形物含量为12％时，终止发酵；
36.d.过滤除菌：液体经过板框过滤器过滤后，采用0.45um的除菌膜过滤得到成品。
37.优选所述的薏仁酒糟与薏仁糙米配比为8：2。
38.所述的步骤b中复合酶制剂的组成及含量为：淀粉酶1份，纤维素酶1份，中性蛋白酶1份；使用方法是将复合酶制剂置于30℃的温水中活化10分钟后加入到物料中。
39.所述的步骤c中固体酵素发酵剂的组成及含量比例为：酵母菌粉5份，乳酸菌粉1份，醋酸杆菌粉0.5份；使用方法是将固体酵素发酵剂置于30℃的温糖水中活化15分钟后有气泡产生时加入到物料中。
40.上述方法获得的富含γ-氨基丁酸薏仁酒糟复合酵素，在生产薏仁酒糟复合酵素口服液、饮料、泡腾片剂、胶囊、酵素粉剂中的应用。
41.实施例2
42.一种富含γ-氨基丁酸的薏仁酒糟复合酵素，γ-氨基丁酸的含量为0.8mg/kg：
43.上述富含γ-氨基丁酸的薏仁酒糟复合酵素的制备方法，包括以下步骤：
44.a.熬煮薏仁糙米：将薏仁糙米浸泡20小时后，用夹层锅熬煮至薏米开花，滤出水份按照比例与薏仁酒糟复配后打浆破碎；
45.b.酶解乳化：将步骤a得到的薏仁酒糟与熟化好的薏仁糙米混合物置于酶解乳化罐，控制温度为25℃，添加复合酶制剂酶解5小时，酶解过程中在无菌环境下操作，并间隔半小时搅拌一次；
46.c.有氧发酵：将经过酶解乳化后的液体滤出，按总重量份数的20％添加白糖，按总重量份数的0.3％添加固体酵素发酵剂，搅拌均匀后置于配置有超声波辅助发酵的不锈钢发酵罐中，发酵温度为30℃，发酵时间为8天，至发酵液的固形物含量为12％时，终止发酵；
47.d.过滤除菌：液体经过板框过滤器过滤后，采用0.2um的除菌膜过滤得到成品。
48.优选所述的薏仁糙米与薏仁酒糟的配比为6:4。
49.所述的步骤b中复合酶制剂的组成及含量为：淀粉酶3份，纤维素酶0.5份，中性蛋白酶2份；使用方法是将复合酶制剂置于30℃的温水中活化10分钟后加入到物料中。
50.所述的步骤c中固体酵素发酵剂的组成及含量比例为：酵母菌粉5份，乳酸菌粉1份，醋酸杆菌粉1份；使用方法是将固体酵素发酵剂置于30℃的温糖水中活化10分钟后有气泡产生时加入到物料中。
51.上述方法获得的富含γ-氨基丁酸薏仁酒糟复合酵素，在生产薏仁酒糟复合酵素口服液、饮料、泡腾片剂、胶囊、酵素粉剂中的应用。
52.实施例3
53.一种富含γ-氨基丁酸的薏仁酒糟复合酵素，γ-氨基丁酸的含量为0.7mg/kg：
54.上述富含γ-氨基丁酸的薏仁酒糟复合酵素的制备方法，包括以下步骤：
55.a.熬煮薏仁糙米：将薏仁糙米浸泡20小时后，用夹层锅熬煮至薏米开花，滤出水份按照比例与薏仁酒糟复配后打浆破碎；
56.b.酶解乳化：将步骤a得到的薏仁酒糟与熟化好的薏仁糙米混合物置于酶解乳化罐，控制温度为20℃，添加复合酶制剂酶解8小时，酶解过程中在无菌环境下操作，并间隔半小时搅拌一次；
57.c.有氧发酵：将经过酶解乳化后的液体滤出，按总重量份数的18％添加白糖，按总重量份数的0.5％添加固体酵素发酵剂，搅拌均匀后置于配置有超声波辅助发酵的不锈钢发酵罐中，发酵温度为28℃，发酵时间为9天，至发酵液的固形物含量为11％时，终止发酵；
58.d.过滤除菌：液体经过板框过滤器过滤后，采用0.45um的除菌膜过滤得到成品。
59.优选所述的薏仁糙米与薏仁酒糟的配比为5:5。
60.所述的步骤b中复合酶制剂的组成及含量为：淀粉酶2份，纤维素酶0.8份，中性蛋白酶1.5份；使用方法是将复合酶制剂置于30℃的温水中活化12分钟后加入到物料中。
61.所述的步骤c中固体酵素发酵剂的组成及含量比例为：酵母菌粉4份，乳酸菌粉2份，醋酸杆菌粉0.8份；使用方法是将固体酵素发酵剂置于30℃的温糖水中活化12分钟后有气泡产生时加入到物料中。
62.上述方法获得的富含γ-氨基丁酸薏仁酒糟复合酵素，在生产薏仁酒糟复合酵素口服液、饮料、泡腾片剂、胶囊、酵素粉剂中的应用。
63.为了进一步确认薏仁酒糟与薏仁糙米对产品品质的影响，采用不同配比的薏仁酒糟复合酵素：1号(实施例1：薏仁酒糟与薏仁糙米配比为8：2)，2号(实施例2：薏仁酒糟与薏仁糙米配比为6：4)分析氨基酸与挥发性成分，并对薏仁酒糟复合酵素样品进行感官评价。每次评定独立进行，环境一致，评定员间无干扰。对样品的口味、口感、香味等作出评分，分
数由0～9.0给出，0代表无感官特征，1～3代表感官特征弱、短，4～6代表感官特征中等，7～9代表感官特征强、长。
64.由表1可知，1号与2号在游离氨基酸的组成与含量上存在差异，1号和2号分别检测出13、17种游离氨基酸，2号(12883.57mg/100g)明显高于1号(7620.97mg/100g)的氨基酸总含量(taa)，说明薏仁的配比对产品的taa有较大的影响。必需氨基酸(eaa)影响食物营养价值，共检测出lys、thr、val、leu、ile5种必需氨基酸，其中1号样品未检出lys与thr，2号必需氨基酸的含量为6129.41mg/100g，比1号增加了91.33％，说明2号的营养价值更高。从滋味氨基酸的tav分析，2号鲜味、甜味、芳香氨基酸的tav都显著高于1号样品，说明2号样品香味浓郁，鲜甜味和谐，滋味更佳。
65.由表2可知，在1号产品中共检出42种挥发性风味物质，醇类种类最高为15种，醛酮类次之为9种，酸类、酯类、酚类、烷烃类、其它类分别为6、4、2、2、4种，其中醇类含量最高为90.73％，其次是酸类为8.34％。改变薏仁与酒糟的配比之后，挥发性风味物质的种类和含量均发生变化，2号产品的挥发物种类为43，醇类相比于1号产品下降了20.88％，发酵产品中的醇类是发酵过程中的氨基酸和糖发生转化，亚麻酸降解物氧化生成，起呈味助香作用，适量的高级醇使风味更丰满，以乙醇、异戊醇、正丙醇、苯乙醇为主的醇类物质均在两种产品中检出，这几种醇类均能赋予酒体果香和花香，其中乙醇赋予食品苹果甜香，异戊醇有香蕉和苹果香气，正丙醇赋予食品菠萝果香，苯乙醇具有玫瑰和茉莉花香等风味，给人以柔和愉悦的感觉。酸类增加了18.33％。其中酸类物质在酒中起到呈香、助香的作用，是生成酯类物质的前体物质。醋酸主要由醋杆菌生成，起呈味作用，且在两款产品中含量最高，故认为醋酸对两款产品风味的形成有重要影响，醋酸是形成乙酸乙酯的前体物质，与2号产品中乙酸乙酯相对含量增加相符合。2号产品的酯类为7种，含量增加了0.43％，其中2-羟基己酸乙酯、乙酸乙酯、4-羟基-2-烯酸内酯、4-羟基-2-烯酸内酯、乙酸-2-苯基乙酯、泛酸内酯、4-(1-羟乙基)γ丁醇内酯的含量均增加，酯类对薏仁酒糟复合酵素的香气有重要贡献，已有研究表明酯类含量增加可进一步提升发酵果汁的香味。2号产品中醛酮类增加了0.34％，醛酮类大多来源于酿酒原料和酵母代谢，在薏仁酒糟复合酵素中可助香呈味，协调香气的释放。萜烯类主要来源于植物原料，对薏仁酒糟复合酵素的风味具有改善作用。酚类、烷烃类在薏仁含量虽然较低，但是丰富了薏仁酒糟复合酵素的风味层面。
66.参照《白酒感官品评术语》中的“风味轮”对1号与2号薏仁酒糟复合酵素的口味、口感、香气等三个方面进行qda评价，结果见图2-图4。其中1号与2号薏仁酒糟复合酵素的鲜味最为突出，甜味、酸味、苦味较为明显，咸味不明显；酒体整体风格的协调度、柔和度、丰满度表现突出，持久度和纯净度较低；1号与2号在香气方面差异较大，其中1号醇香和酸香表现最为明显，米香与曲香较淡，而2号中米香和甜香突出性较高，说明改变薏仁的配比对酒体的香气有较大的影响。2号的香气轮廓相对于1号更加丰满，且与gc-ms结果的相似性很高。
67.综上所述，实施例2即2号(12883.57mg/100g)明显高于实施例1即1号(7620.97mg/100g)的氨基酸总含量(taa)，2号必需氨基酸的含量为相比于1号酒增加91.33％，从滋味氨基酸的tav分析，2号鲜味、甜味、芳香氨基酸的tav高于1号，说明2号营养价值与呈味效果更佳，氨基酸是挥发性风味物的前体，说明1号与2号风味特征差异明显。1号与2号分别检出42、43种挥发性物质，其中1号的醇类含量最高为90.73％，相对于2号增加20.85％，说明醇类是1号的主要挥发性香气物质，而2号中的酸类相比于1号增加18.33％，说明醇类和酸类
是2号的主要挥发性物质；表明改变两者的配比对的主要挥发性物质的相对含量影响较大，不同配比的薏仁酒糟复合酵素之间的风味特征差异，薏仁酒糟和薏仁糙米不同配比情况下，两者在风味和营养方面各有优势。
68.表1实施例1与实施例2薏仁酒糟复合酵素的游离氨基酸含量与tav分析
69.[0070][0071]
注：“*”为必需氨基酸；“nd”为未检出；eaa为必需氨基酸，taa为总氨基酸。
[0072]
表2实施例1与实施例2薏仁酒糟复合酵素的挥发性成分的变化
[0073]
[0074]
[0075]
[0076][0077]
注：“nd”为未检出。
[0078]
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对发明型作任何形式上的限制，任何未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，以该工艺生产的薏仁酒糟复合酵素等。均仍属于本发明技术方案的范围内。