专利名称：一种提高有机硒含量及其保存率的果蔬混合汁制备方法
技术领域：
一种提高有机硒含量及其保存率的果蔬混合汁制备方法，本发明涉及富含有机硒果蔬饮料，涉及有机硒的生物转化和加工过程中提高有机硒保存率的方法，属于功能性果蔬食品加工领域。
背景技术：
硒(Se)作为一种生态环境中重要的微量元素，具有抗衰老、抗癌和解毒等作用，被世界卫生组织和中华医学会定为二十一世纪继碘、锌后必补的第三大微量营养保健元素。根据中国营养学会营养调查报告，我国成人的硒摄入量仅为26.63μg/人/日，距离中国预防医学中心卫生所推荐的安全进硒量40-240μg/人/日相差甚远，仅靠天然食物中的硒，难以满足人体的正常营养需求，需要通过一定的人工添加来满足营养需要。有机硒与无机硒相比，具有安全性高、毒性小、生物吸收转化能力高、持久供硒等优点。
目前果蔬的富硒主要采用产前富硒法，即在农产品生长和收获前一定阶段通过喷洒等方式使无机硒进入植物生长环境内，然后经过植物吸收转化形成各种形式的有机硒结合体，以补充人、动物饮食中硒之不足，是较为持久而稳妥的办法。但单纯采用叶面喷施和土壤施硒的有机硒转化率较低，张慜等(专利号ZL200310112746.3和申请号200510040868.5)发现，通过农艺富硒果蔬中有机硒占总硒比例可分别达到66.5％和75％，而且单纯农艺富硒处理极易受到季节的限制。孙金才等(专利号ZL200310112750X)提出产后浸泡富硒的方法，含硒量达0.5-0.8μg/g，但存在无机硒比例过高的问题。
采用真菌生物转化的方法，可使产品中有机硒占总硒的比率提高到90％以上(王玉萍等1999，食品科学；Zhao 2004，Journal of Agricultural and FoodChemistry)，食用菌富硒目前较多使用的菌菇栽培获得子实体的方法，栽培时间长，一般为3-6个月。而采用液体深层发酵法进行真菌富硒，发酵过程快，容易控制，且发酵产品含硒量高，进一步的深加工易于进行。富硒液体发酵产品如直接制成饮料，口味较差，因此大都干燥成粉状或制成胶囊服用，食用不方便。
富硒蔬菜的加工过程会影响硒的生物可利用性。为了提高富含有机硒蔬菜在加工中有机硒的保存率，张慜等(1997，农业机械学报；1998，无锡轻工大学学报)对富硒青椒、茄子、黄瓜进行了微波、低真空、热风常压和真空冷冻4种脱水工艺的研究，但有机硒热不稳定，具有挥发性，蔬菜在脱水工艺中长时间的加热和处理过程会造成硒的保存率较低，最终产品的有机硒比例较低。
发明内容
本发明的目的是提供一种提高果蔬有机硒富集率的方法和果蔬加工过程中提高有机硒保存率的制备方法，主要用于制备富硒果蔬混合汁。采取果蔬叶面喷施和真菌液体深层发酵的生物转化富硒方法，并将原料进行混合制汁，可增加适口性，提高产品中有机硒、氨基酸和真菌类多糖的含量，并通过制汁过程控制加工温度、pH值和加工时间，使富硒果蔬混合汁中有机硒提取率和有机硒保存率均达到80％-90％，从而得到一种食用方便，营养丰富，提高有机硒含量的绿色保健饮品。
技术解决方案在果蔬生长后期，采用添加含有5-硝基愈创木酚、Tween60和磷酸氢二钾的亚硒酸钠溶液进行富硒，收获的富硒果蔬酶解制汁；采用在培养基中添加无机硒的真菌液态深层发酵生产富含有机硒食用真菌菌丝体，菌丝体过滤、洗涤，胶体磨破碎过120目筛，得到富硒菌丝提取液；将富硒果蔬汁和富硒菌丝提取液混合配制果蔬混合汁。
果蔬富硒配制浓度为80-100mg/L的亚硒酸钠溶液，添加20-30mg/L的5-硝基愈创木酚和40mg/L的Tween60，采用磷酸氢二钾调节亚硒酸钠溶液pH为7.5-8.0。
富硒果蔬酶解制汁富硒果蔬原料切片，于100℃进行烫漂30s-60s，将烫漂后的果蔬进行打浆，在浆汁中添加浆汁质量比0.06％-0.08％的纤维素酶，调节pH值为5.0，温度为40℃，酶解时间为1-2h，再添加浆汁质量比0.06％-0.10％的果胶酶处理1-2h。
制备富硒菌丝提取液将真菌菌种接入在含硒量为20-50mg/L的培养基中进行培养，pH为5.0-6.5，经过25-30℃深层液体发酵，5-10d后将含菌丝体的培养液离心过滤，清洗后加4-5倍水后加入胶体磨破碎，过120目筛，提取得到富含有机硒的真菌提取液，其中所述的真菌为香菇、灰树花、灵芝或木耳。
配制果蔬混合汁将酶解后的一种或几种富硒果蔬汁和富硒菌丝提取液，并加砂糖、柠檬酸、稳定剂和水混合调配，果蔬汁∶富硒菌丝提取液∶砂糖∶柠檬酸∶稳定剂以质量百分计为20-30∶3-5∶9-11∶0.1-0.3∶0.2-0.4，其余为水，调配好的果蔬混合汁(pH4.0-4.2)在50-60℃、25Mpa条件下均质，其中所述的稳定剂为藻酸丙二醇脂和/或羧甲基纤维素，130℃，10-20s进行高温瞬时灭菌后，进入杀菌过的铝箔复合膜无菌包装，货架寿命在室温下能保持一年以上。
在缺硒或少硒地区(土壤中总硒含量小于0.5μg/g土壤)，对果蔬进行嫩茎表面无机硒溶液的涂布或叶面喷施，配制含硒量80-100mg/L亚硒酸钠溶液进行叶面喷施，处理两次，间隔时间24h以上，处理时间为上午露水干时或下午4时后，避开中午高温强光照射，以免水分蒸发过快影响吸收效果。在配制含硒量为80-100mg/L的亚硒酸钠溶液中，添加生长调节剂5-硝基愈创木酚(添加量20-30mg/L)和表面活性剂Tween60(40mg/L)，采用磷酸氢二钾调节溶液pH为7.5-8.0。根茎类蔬菜的处理可采用涂布的方法，对茎的富硒处理为当嫩茎出土长度为6-10cm时，进行第一次涂布，在采收前三天进行第二次涂布。叶菜和水果的处理采用叶面喷施的方法，叶面喷施采用副压喷雾器，着重喷施在果蔬枝干上部的嫩叶背面，经试验叶背面对硒的吸收率较正面高4倍，幼叶较老叶吸收率高60％。经过农艺富硒的果蔬鲜样中硒含量可达0.6-1.0mg/kg，有机硒比例达75％以上。在果蔬汁加工过程中，通过对工艺参数的调节减少有机硒的挥发和损失。具体方法是提高果蔬烫漂温度。烫漂过程中硒的损失率与烫漂时间正相关，而90-100℃范围内不同温度处理间的差异不显著。当烫漂温度由95℃提高到100℃时，烫漂时间可缩短为30-60s，这样可提高果蔬中有机硒和营养物质如维生素C的保存率。
烫漂后果蔬打浆，在浆汁中加入质量比0.06％-0.08％的纤维素酶，调节pH值为5.0，采用酶解温度为40℃，时间为1-2h。经纤维素酶处理的浆汁比未用纤维素酶时的出汁率提高16％-20％，有机硒的提取率提高40％。这主要是因为无机硒主要以硒酸根的形式存在于植物液泡和细胞间质中，容易随着汁液流出，而有机硒主要是以取代硫的硒代氨基酸形式存在，与果蔬的细胞组织结合在一起或者束缚在细胞内部，打浆时难以溶出，经过纤维素酶的作用，纤维素得到分解，细胞降解，细胞内部的可溶性蛋白等形式的有机硒可以溶出，不仅提高了出汁率，更可提高有机硒的提取率。为提高果汁的贮藏稳定性，可在纤维素酶处理后添加0.06％-0.1％的果胶酶处理1-2h。
农艺富硒受到有机硒含量难于提高的限制，而采用液体深层发酵真菌富硒的方法简便易行，转化速度快，发酵过程容易控制，在培养基中添加20-50mg/L的亚硒酸钠溶液，接入事先在酵母汁琼脂培养基上生长良好的香菇(Lentinusedodes)，灰树花(Grifola frondosa)，灵芝(Ganoderma lucidum)或木耳(Auricularia auricula)菌丝体，发酵温度25-30℃，培养时间5-10d。离心过滤后清水洗涤，洗去表面吸附的无机硒，即可得到富硒菌丝体，菌丝体加4-5倍的水用胶体磨磨浆破碎细胞壁，过120目筛，制得菌丝体浸提液。提取液中总硒含量为3-5mg/L，有机硒比例达到90％以上。
真菌液体深层发酵，所得菌丝体作为富硒载体具有独特的优点发酵产品中富含真菌多糖，具有激活免疫细胞、修复受损细胞、软化血管、降低胆固醇等功能，并可增强硒的抗衰老和消除自由基的功能；食用真菌富集硒具有良好的稳定性，便于贮藏，运输，能够更好的与食品中其他成分配伍，避免其中营养成分的损失；香菇和灰树花的培养技术成熟，采用液体深层发酵方法能够实现大规模工厂化生产富硒产品，满足人们的需要。
食用真菌的菌丝体提取液若与蔬菜汁进行混合调配，则还需添加适量果汁，可以很好的保持蔬菜和食用菌特有的风味，同时掩盖蔬菜的生青味，使蔬菜混合汁口感细腻柔和。调配后的混合汁进行均质处理，使其微细化，增强稳定剂的稳定效果。在130℃的高温灭菌机中瞬时灭菌10-20s，然后迅速冷却至20℃左右。有机硒主要以硒氨基酸形式存在，属于热不稳定成分，因此在加工过程中应尽量缩短加热时间，果蔬汁灭菌和罐装在封闭加压的管道中进行，可减少硒的挥发，采取高温瞬时灭菌可以较好的提高有机硒的保存率。产品中总硒含量控制在0.1-0.3mg/L，有机硒含量达80％以上。
硒具有抗氧化、清除氧自由基的作用，富硒果蔬混合汁相对于普通果蔬汁来说，抗氧化能力得到较大提高，如富硒芦笋汁产品在常温12个月密闭贮藏条件下，有机硒保存率在85％以上，综合色差指标ΔK在0.8以下。
本发明具有以下有益效果1.在果蔬生长期，采用添加有5-硝基愈创木酚、Tween60和磷酸氢二钾的亚硒酸钠溶液进行产前富硒，使收获的果蔬产品总硒含量可达0.6-1.0mg/kg，制备成果蔬汁后总硒含量可达0.4-0.8mg/L，有机硒比例达到75％以上。
2.采用液体深层发酵真菌富硒的方法，在培养基中添加亚硒酸钠使硒含量为20-50mg/L，接入事先在酵母汁琼脂培养基上生长良好的真菌菌丝体，离心过滤后清水洗涤，洗去表面吸附的无机硒，可得到富硒菌丝体，加水胶体磨破壁，过120目筛，制得菌丝体浸提液。提取液中总硒含量为(3-5mg/L)，有机硒比例达到90％以上。该方法简单易行，不受场地和季节限制。
3.在果蔬汁加工过程中，通过对加工参数的调节提高了有机硒的提取率和保存率。混合汁中总硒含量为0.1-0.3mg/L，硒保存率达80％以上。在烫漂过程中提高温度，缩短烫漂时间，减少硒在烫漂水中的溶出和挥发；酶解过程中加大纤维素酶的添加量和作用时间，使蔬菜汁出汁率提高16％，有机硒的提取率提高40％；在灭菌过程中采用封闭状态的高温瞬时灭菌，处理和罐装等工艺在封闭加压的管道中进行。最终产品有机硒的保存率达到80％以上。
4.保质期长。高温瞬时灭菌后，无菌充填包装，进入杀菌过的铝箔复合膜无菌充填包装，货架寿命在室温下能保持一年以上。
5.产品食用方便，口感好，成本低廉，工艺简便易行，可大规模生产，能满足广大消费者补硒需要。
具体实施例方式
以下通过实施例对本发明作进一步的阐述实施例1 高有机硒芦笋汁的制备选择长度为6-10cm的刚出土的芦笋嫩茎，配制浓度为100mg/L的亚硒酸钠溶液，添加20-30mg/L的5-硝基愈创木酚生长促进剂和40mg/L的Tween60表面活性剂，采用磷酸氢二钾调节亚硒酸钠溶液pH为7.5-8.0，对芦笋茎尖进行均匀涂布，当芦笋生长到地上部分长度30-35cm时进行采收。
将芦笋切成3-5mm厚的薄片放入100℃的水中热烫，过氧化物酶完全失活约需30s。芦笋烫漂后打浆，加入纤维素酶，酶解条件为纤维素酶用量为0.08％，pH值为5.0，温度为40℃，时间为1h。为了能够得到更澄清的芦笋汁，以利于饮料的稳定性，需用果胶酶进行处理。果胶酶酶解的用量为0.06％，温度40℃，pH4.2，时间为2h。为提高芦笋汁风味和口感，采用甜橙汁进行复配，配方质量百分计为果蔬汁含量为30％(其中9份为芦笋原汁，1份为甜橙原汁)，糖用量为9％，酸用量为0.2％，甜橙香精用量为0.3‰，其余为水，pH4.0。果汁均质后进行高温瞬时灭菌，最终的产品含硒量为0.1-0.3mg/L，有机硒比率达75％以上，保质期常温下至少12个月。产品为略带酸甜味，带有芦笋特有清新风味，清爽润口的高有机硒芦笋饮料。
实施例2 高有机硒葡萄汁的制备在葡萄进入转色期后，配制浓度为80mg/L的亚硒酸钠溶液，添加20-30mg/L的5-硝基愈创木酚生长促进剂和40mg/L的Tween60表面活性剂，采用磷酸氢二钾调节亚硒酸钠溶液pH为7.5-8.0，使用副压喷雾器对结果母枝的叶片进行第一次富硒处理，着重喷施在果蔬枝干上部的嫩叶背面，72h后进行第二次叶面喷施，经试验叶背面对硒的吸收率较正面高4倍，幼叶较老叶吸收率高60％。经过农艺富硒的葡萄鲜样中硒含量可达0.6-1.0mg/kg，有机硒含量达75％以上。葡萄成熟后进行榨汁，添加0.06％纤维素酶40℃酶解2h，然后0.1％果胶酶40℃酶解2h，用120目筛网过滤得富硒葡萄汁，pH值在3.2-3.5之间。总硒含量在0.4-0.8mg/L，有机硒含量在75％以上。
实施例3 高有机硒灰树花菌丝提取液的制备灰树花液体发酵培养基组成为葡萄糖30g/L，蛋白胨5g/L，酵母汁2g/L，磷酸氢二钾1.2g/L，硫酸镁0.4g/L，维生素B1 50mg/L，添加亚硒酸钠使硒含量为20-50mg/L，培养基121℃灭菌20min。冷却后接入灰树花菌丝体。发酵在摇床进行，速度100rpm，温度30℃，培养时间5-7d。当培养基pH值从6.5降至3.5；镜检菌丝壁上无明显芽头与锁状联合，有少量菌丝体开始自溶的时候，将培养液5000rpm离心过滤，取得灰树花菌丝体，清水洗涤菌丝体，洗去表面吸附的无机硒，即可得到富硒灰树花菌丝体，菌丝体加5倍水用胶体磨磨浆破碎细胞壁，将菌丝液粒径粉碎，过120目筛，制得灰树花浸提液。提取液中总硒含量3-5mg/L，有机硒比例达到90％以上。
实施例4 高有机硒香菇饮料的制备香菇液体发酵培养基组成为葡萄糖20g/L，蛋白胨5g/L，酵母汁2g/L，磷酸氢二钾0.5g/L，硫酸镁0.2g/L，添加亚硒酸钠使硒含量为20-50mg/L，培养基初始pH值为5.5，培养基121℃灭菌20分钟。冷却后接入事先在酵母汁琼脂培养基上生长良好的香菇菌丝体。发酵在摇床进行，速度80rpm，温度25℃，培养时间8-10d。发酵后的培养基离心过滤，清水洗涤菌丝体，洗去表面吸附的无机硒，即可得到富硒香菇菌丝体，菌丝体加4倍的水用胶体磨磨浆破碎细胞壁，过120目筛，制得香菇浸提液。提取液中总硒含量4-5mg/L，有机硒比例达到90％以上。
实施例5，富硒莴笋灰树花混合汁的配制莴笋根据实施例1的方法进行富硒，将富硒莴笋榨汁纤维素酶处理后制得莴笋汁，与根据实施例3制得的灰树花菌丝体提取液进行调配，莴笋汁添加量20％，灰树花提取液5％，浓缩橙汁添加量5％，加入9％-11％的砂糖，0.1％的磷酸二氢钠和适量水，再用少量温水溶解稳定剂(0.2％的藻酸丙二醇脂和0.2％的羧甲基纤维素)后倒入，加水定量至100％，然后进行均质，将料液加热到50-55℃，在25MPa压力下均质处理2次，使其粒度微细化小于100微米，增强稳定剂的稳定效果。产品柠檬酸调节pH值大约为4.0，采用高温灭菌机，物料流经一个直接热交换器和高温蒸汽(120-150℃)快速接触(10-20s)然后进入无菌的铝箔复合膜中，保质期常温下12个月。产品中总硒含量控制在0.1-0.3mg/kg，有机硒含量达80％以上。产品为口感酸甜适口，细腻柔和的含高有机硒灰树花莴笋饮料。
实施例6 高有机硒灵芝葡萄芦笋混合汁灵芝液体发酵培养基配方为玉米粉10g/L，蔗糖20g/L，蛋白胨2g/L，酵母粉3g/L，磷酸二氢钾1g/L，硫酸镁0.6g/L，豆油0.1ml/L，添加亚硒酸钠使硒含量为20-50mg/L，初始pH5.0。在温度26-30℃培养，发酵在摇床进行，速度200rpm，发酵时间5d；然后扩大发酵培养。大罐发酵培养基同种子罐培养，在通气搅拌条件下进行。通气条件为0.5-1.0VVM(通气量V/发酵液的体积V/每分钟min)，搅拌速度为300rpm。发酵时间约6-8天(发酵结束的判别指标以菌丝含量达到15％-20％(湿重)为准)。发酵后板框过滤或离心分离，菌丝加5倍水过胶体磨破碎过120目筛，提取液中总硒含量4-7mg/L，有机硒比例达到90％以上。
按实施例1和2所得的富硒芦笋汁和葡萄汁与灵芝菌丝提取液混合进行调配，葡萄汁添加量20％，灵芝提取液3％，芦笋汁添加量5％，用白砂糖调节糖分达到9％-11％，添加适量水，再用少量温水溶解0.3％的稳定剂羧甲基纤维素后倒入，柠檬酸钠调节酸度大约为0.5％，加水定量至100％。然后进行均质，将料液加热到55-60℃，在25MPa压力下均质处理2次，使其微细化粒度小于100微米，增强稳定剂的稳定效果。在130℃的高温灭菌机中灭菌10-20s，然后迅速冷却至20℃。产品中总硒含量控制在0.1-0.3mg/kg，有机硒含量达80％以上，铝箔复合膜无菌充填包装，保质期常温下12个月以上。产品为口感清爽酸甜，含高有机硒和灵芝多糖的葡萄芦笋灵芝饮料。
权利要求
1.一种提高有机硒含量及其保存率的果蔬混合汁制备方法，其特征是在果蔬生长后期，采用添加含有5-硝基愈创木酚、Tween60和磷酸氢二钾的亚硒酸钠溶液进行富硒，收获的富硒果蔬酶解制汁；采用在培养基中添加无机硒的真菌液态深层发酵生产富含有机硒食用真菌菌丝体，菌丝体过滤、洗涤，胶体磨破碎过120目筛，得到富硒菌丝提取液；将富硒果蔬汁和富硒菌丝提取液混合配制果蔬混合汁。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是果蔬富硒配制浓度为80-100mg/L的亚硒酸钠溶液，添加20-30mg/L的5-硝基愈创木酚和40mg/L的Tween60，采用磷酸氢二钾调节亚硒酸钠溶液pH为7.5-8.0。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是富硒果蔬酶解制汁富硒果蔬原料切分，于100℃进行烫漂30s-60s，将烫漂后的果蔬进行打浆，在浆汁中添加浆汁质量比0.06％-0.08％的纤维素酶，调节pH值为5.0，温度为40℃，酶解时间为1-2h，再添加浆汁质量比0.06％-0.10％的果胶酶处理1-2h。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是制备富硒菌丝提取液将真菌菌种接入在含硒量为20-50mg/L的培养基中进行培养，pH为5.0-6.5，经过25-30℃深层液体发酵，5-10d后将含菌丝体的培养液离心过滤，清洗后加4-5倍水加入胶体磨中破碎过120目筛，得到富含有机硒的真菌菌丝提取液，其中所述的真菌为香菇、灰树花、灵芝或木耳。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是配制果蔬混合汁将酶解后的一种或几种富硒果蔬汁和富硒菌丝提取液，并加砂糖、柠檬酸、稳定剂和水混合调配，果蔬汁∶富硒菌丝提取液∶砂糖∶柠檬酸∶稳定剂以质量百分计为20-30∶3-5∶9-11∶0.1-0.3∶0.2-0.4，其余为水，调配好的果蔬混合汁在50-60℃、25MPa均质，130℃、10-20s高温瞬时灭菌后，进入杀菌过的铝箔复合膜无菌包装，其中所述的稳定剂为藻酸丙二醇脂和/或羧甲基纤维素。
全文摘要
一种提高有机硒含量及其保存率的果蔬混合汁制备方法，属于功能性果蔬食品加工领域。本发明采用添加表面活性剂和生长促进剂的亚硒酸钠溶液进行果蔬富硒，增加果蔬对硒的吸收和转化；采用在培养基中添加无机硒的真菌液态深层发酵生物转化富硒，提高食用真菌有机硒的转化率；将富硒果蔬汁和富硒菌丝提取液混合配制果蔬高有机硒含量混合汁。应用本发明可提高产品中有机硒、氨基酸和真菌类多糖的含量，增加适口性，并通过制汁过程控制加工温度、pH值和加工时间，使富硒果蔬混合汁中有机硒提取率和有机硒保存率均达到80％－90％，混合汁的含硒量为0.1－0.3mg/L，从而得到一种食用方便，营养丰富，有机硒含量较高的绿色保健饮品。
文档编号A01N59/02GK1899124SQ20061008635
公开日2007年1月24日 申请日期2006年7月7日 优先权日2006年7月7日
发明者张慜, 莫海珍, 范柳萍 申请人:江南大学