一种食品添加剂的制备方法及其应用的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种食品添加剂的制备方法，以海藻类植物为原料，通过酸碱提取、酶解处理、微波处理，可明显提高海藻活性物质的提取效率，并通过菌群发酵对其中的活性成分进行改性使其具有分解大分子团，去除有害物质等功能，通过巴氏杀菌使其符合食用要求，可应用于改善生物体健康。
【专利说明】一种食品添加剂的制备方法及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种食品添加剂的制备方法及其应用，特别涉及海藻类植物功能性活 性物质的生物提取方法，以海藻类植物作为原料制备食品添加剂。
【背景技术】
[0002] 随着中国产业工业化的发展，环境污染已成为社会十分关注的问题，大量的水污 染，空气污染，土壤污染，又通过生物链污染到人类赖于生存的动植物产品及水源，其中 重金属污染以隐蔽的方式威胁到食品安全。重金属污染泛指铅、汞、镉、砷等重金属的污染， 常以慢性中毒的方式危害于人类。铅中毒是一种蓄积性中毒，主要通过空气、饮水、土壤和 被铅污染的食物进入人体内而引起中毒，中毒后往往表现为智力低下，反应迟钝，贫血等 慢性中毒症状，尤其影响儿童的生长发育。目前汽车废气、蓄电池污染、电子电器产品废弃 物等均是铅污染的主要来源。镉中毒发生的原因主要来自锌冶炼、矿山、电镀、油漆、颜料、 陶瓷、塑料和农药等生产中排放的"三废〃，尤其是废水。镉中毒表现为肾脏损害，实验动 物表明，镉有致癌、致畸和致突变作用。汞中毒以有机汞中毒为主，会损害神经系统，引 起语言和听觉障碍，由工业三废和药物污染（农药和医药）引起。铝元素的过量摄入会增 加患老年痴呆的风险，而油条中的铝超标也是目前社会关注的话题。防治重金属污染要贯 彻预防为主的方针，国家定期对环境重金属污染物的监测，采取有效措施，严防工业部门 排出的三废污染环境；建立区域性动植物产品定期监测制度或监控计划，对区域性的监测 结果进行分析，有的放矢采取综合措施，逐步净化重金属对食品的污染。
[0003] 海藻属于低等植物，整个藻体都能够从海水中吸收无机物和小分子有机物质作养 料，同时还可向周围分泌出有机或无机物质，生长在海水复杂环境中的海藻，其代谢过程和 代谢产物与陆地植物相比是极为不同的。大多数海藻含有丰富的碳水化合物（木聚糖、干 露聚糖和糖醇等）、含氮化合物（氨基酸、肽类、胺类、细胞色素 C、吲哚类化合物和糖酶类 等）、色素（叶绿素、类胡萝b素和藻胆蛋白）、脂类化合物（三酰甘油、烃类、蜡酯、脂肪酸、 磷脂类和糖脂类等）、酚类化合物、维生素（维生素 A和D的前体以及维生素 E、K等脂溶性 维生素和B族维生素等水溶性维生素）、海藻药类（凝集素等）和无机成分等。因此，海藻 具有丰富的营养价值和药用价值。
[0004] 海藻提取物取材于深海区域的大型经济藻类，它含有丰富的氨基酸、矿物质、多 糖、维生素及生理活性物质，对提高作物产量、改善品质和提早成熟并在水果保鲜和抵抗病 虫害等方面均有明显的效果。大量的研究表明某些海洋藻类中的提取物能够促进作物生 长、增加产量、减少病虫害、增加作物抗寒、抗旱能力。而有关海藻提取物分解大分子团，去 除有害物质，如重金属和有机物方面的作用还未见报道。
[0005] 实际上，海藻提取物的性质和使用效果受提取方式的影响很大。目前，海藻提取物 的制备工艺主要有碱提取法、中性水解法、酸提取法和机械破碎提取法。此外，还有超声破 碎法、酶解法和热水浸泡法。然而，在这些传统的提取方法中，海藻的生物活性成分受细胞 壁主要成分纤维素的阻碍，往往难以被有效提取，本发明恰当地将传统的酸碱提取法、酶解 法与微波处理相结合以提高提取效率，同时通过菌群发酵调节提取物中活性成分的含量及 性质，使提取物中各组分更好地协同作用，从而促进大分子团的分解，并能吸收或去除重金 属和甲醛等有害物质。
[0006] 本研究以海藻类植物为原料，通过酸碱提取、酶解处理、微波处理，可明显提高海 藻活性物质的提取效率，并通过菌群发酵对其中的活性成分进行改性使其具有分解大分子 团，去除有害物质等功能，扩大其在改善健康或空气、土壤、水环境中的应用，而有关海藻提 取液用作食品添加剂来去除有害物质未见报道。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是提供一种食品添加剂的制备方法及其应用，特别涉及海藻类植物 功能性活性物质的生物提取方法。
[0008] 本发明提供了一种可分散大团分子的食品添加剂，以重量百分比计，其主要成分 为水91. 7%，醋酸4. 2%，碳水化合物2. 4%，蛋白质0. 1%。此外，以及微量的脂质、灰分、 钠、钾、钙、镁、磷、铁、钛、锌、锆、铑、钯、维他命A、维他命D、维他命B1、维他命B2、烟酸、维他 命B6、维他命B12、叶酸、泛酸、维他命C。
[0009] 本发明的另一方面，提供上述可分散大团分子的海藻提取液的制备方法，其包括 以下步骤：
[0010] (1)萃取处理：
[0011] 将海藻洗净切碎，以10?30倍的水或10?95 %乙醇提取，温度为50?KKTC， 共提取3次，合并3次提取液；
[0012] (2)微波处理：
[0013] 对步骤⑴的提取液进行微波处理，辐射时间5-10min、微波功率800-1200W ;
[0014] (3)酶解：
[0015] 将步骤（1)的微波处理提取液减压浓缩至原体积的1/3-1/4,加入包含纤维素酶、 β -葡聚糖酶、木瓜蛋白酶的复合酶制剂，经恒温30°C水浴8-12小时后取出，置-18°C下速 冻成冰，取出置室温下融化，该速冻融化循环重复三次；
[0016] (4)菌群发酵：
[0017] 在步骤（3)的酶解液中按1-5%的体积比接入发酵菌群，并在25?30°C下密闭发 酵3?6天，即得海藻提取液；所述发酵菌群为黑曲霉、根霉、里氏木霉、地衣芽孢杆菌、枯草 芽孢杆菌、玫瑰微球菌、植物乳酸杆菌、假单胞菌、交替单胞菌、植物酵母菌、富硒酵母菌所 组成的发酵菌群；
[0018] (5)巴氏杀菌：
[0019] 将上述步骤的海藻提取液进行巴氏杀菌得到所述食品添加剂。
[0020] 具体地，所述海藻原料可选自巨藻、墨角藻、马尾藻、海囊藻、泡叶藻、红藻的任一 种，或选用两种以上海藻物的混合。优选马尾藻，更优选涠州马尾藻或亨氏马尾藻。
[0021] 根据本发明的另一个方面，上述步骤（1)中可采用机械冲击剪切磨、气流式超微 粉碎磨、球磨机、搅拌磨或振动磨进行超微粉碎。
[0022] 根据本发明的另一个方面，上述步骤（3)中采用的复合酶制剂由重量份数比为 1.2?3. 6:2. 1?5. 2:1.6?4. 5的纤维素酶、β -葡聚糖酶、木瓜蛋白酶组成。优选的重 量份数比1.2 :2. I :L 6。
[0023] 根据本发明的另一个方面，上述步骤（4)中所述发酵条件为：温度28°C，初始pH 值6. 5,搅拌速度100r/min，间歇搅拌5min/2h，发酵周期72小时。
[0024] 根据本发明的又一方面，上述步骤⑷中发酵菌群由重量份数比为I. 8 :1. 2 :1. 6 : 1. I :1. 5 :3. I :2. 4 :2. 7 :1. 9 :1. 3 :1的黑曲霉、根霉、里氏木霉、地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆 菌、玫瑰微球菌、植物乳酸杆菌、假单胞菌、交替单胞菌、植物酵母菌、富硒酵母菌组成。
[0025] 根据本发明的又一方面，可进一步包括如下步骤：将由步骤（5)制得的15?20份 食品添加剂与硬脂酰乳酸钠〇?10份、卡拉胶5?15份、蔗糖酯5?10份、硬脂酸钠1? 3份、麦芽糖糊精1?3份、淀粉酶0. 09?0. 11份、淀粉9?11份，在25-35°C下搅拌溶解 混匀后静置45?60分钟，经过微波干燥灭菌机进行65°C?70°C的干燥灭菌处理，处理后 的食品添加剂含水量为20?25%，然后采用粉碎机粉碎至200目的食品添加剂，既得粉状 食品添加剂。
[0026] -种食品添加剂的应用，将所述食品添加剂添加到液态食品如饮料中。
[0027] -种食品添加剂的应用，将所述食品添加剂添加到面粉或米粉中混合，通过干燥 或烘开的方式得到面制食品或米制食品。
[0028] 本发明提供的食品添加剂，其中的金属元素在发酵过程中可形成金属氧化物或金 属络合物，将上述发酵后得到的提取物在超临界状态下制成金属氧化物的超微纳米粒子， 该超微纳米粒子具有高的远红外发射能力，其辐射的远红外线作用于附近接触或非接触的 物质，如大的水分子团，使水分子产生共振吸收，从而使得部分水分子之间的氢键断裂，使 该部分水分子会分离，进而使水分子团簇变小而得到活化。当该食品添加剂应用于食品时， 能有效分解生物体中的大分子团簇，使该食品更易被生物体吸收，更具口感。且该食品添加 剂随食品被生物体（如人）吸收时，能将有效分解或降低生物体中血液中的有害物质，平衡 生物体的酸碱性，从而促进人体的健康。
【具体实施方式】
[0029] 实施例1 :
[0030] 含红藻提取液的食品添加剂的制备
[0031] 取IOOg红藻洗净切碎，按照下述步骤制备：
[0032] (1)微波萃取处理：
[0033] 将海藻洗净切碎，以40倍的重量的水进行微波提取，辐射时间5-10min，微波功率 800-1200W，温度为35°C，共提取3次，合并3次提取液；
[0034] (2)酶解：
[0035] 将步骤（1)的微波处理提取液减压浓缩至原体积的1/3,加入重量份数比1. 2 : 2. I :1. 6的纤维素酶、β -葡聚糖酶、木瓜蛋白酶组成的复合酶制剂，经恒温30°C水浴8小 时后取出，置-18°C下速冻成冰，取出置室温下融化，该速冻融化循环重复三次；
[0036] (3)菌群发酵：
[0037] 在步骤（2)的酶解液中按1%的体积比接入发酵菌群，并在25?30°C下密闭发酵 3天，即得海藻提取液；所述发酵菌群为黑曲霉、根霉、里氏木霉、地衣芽孢杆菌、枯草芽孢 杆菌、玫瑰微球菌、植物乳酸杆菌、假单胞菌、交替单胞菌、植物酵母菌、富硒酵母菌所组成 的发酵菌群。
[0038] (4)巴氏杀囷：
[0039] 将上述步骤的海藻提取液进行巴氏杀菌得到所述食品添加剂。
[0040] 实施例2 :巨藻提取液的制备
[0041] (1)微波萃取处理：
[0042] 取IOOg巨藻洗净切碎，按照下述步骤制备：
[0043] 将巨藻洗净切碎，以10倍的重量的95%乙醇微波提取，辐射时间5-10min，微波功 率800-1200W，温度为50°C，共提取3次，合并3次提取液；
[0044] ⑵酶解：
[0045] 将步骤（1)的微波处理提取液减压浓缩至原体积的1/4,加入重量份数比3. 6 : 5. 2 :4. 5的纤维素酶、β -葡聚糖酶、木瓜蛋白酶组成的复合酶制剂，经恒温30°C水浴8小 时后取出，置-18°C下速冻成冰，取出置室温下融化，该速冻融化循环重复三次；
[0046] (4)菌群发酵：
[0047] 在步骤（3)的酶解液中按2%的体积比接入发酵菌群，并在30°C下密闭发酵6天， 即得提取液；所述发酵菌群为黑曲霉、根霉、里氏木霉、地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、玫瑰 微球菌、植物乳酸杆菌、假单胞菌、交替单胞菌、植物酵母菌、富硒酵母菌所组成的发酵菌 群。
[0048] (5)巴氏杀菌：
[0049] 将上述步骤的海藻提取液进行巴氏杀菌得到所述食品添加剂。
[0050] 可以理解，为了便于存储和应用，所述食品添加剂还可支撑粉状形式，具体可包括 如下步骤：将由实施例1或2中所制得的15?20份食品添加剂与硬脂酰乳酸钠0?10 份、卡拉胶5?15份、蔗糖酯5?10份、硬脂酸钠1?3份、麦芽糖糊精1?3份、淀粉酶 0. 09?0. 11份、淀粉9?11份，在25-35°C下搅拌溶解混匀后静置45?60分钟，经过微 波干燥灭菌机进行65°C?70°C的干燥灭菌处理，处理后的食品添加剂含水量为20?25%， 然后采用粉碎机粉碎至200目的食品添加剂，既得粉状食品添加剂。
[0051] 所述食品添加剂的应用方式不限，譬如可将食品添加剂添加到液态食品如饮料或 水中。也可将所述食品添加剂的制备方法添加到面粉或米粉中混合，通过干燥或烘开的方 式得到面制食品或米制食品。
[0052] 实施例3 :活化水的效果测试
[0053] A组：取未经处理的普通IOmL自来水中，IOmin后过滤，离心分离，取上清液测 试水分子17O核磁共振半高宽（NMRFWHM)。
[0054] B组：取实施例1的食品添加剂0. OOlmL加入未经处理的普通IOmL自来水，静止 12个小时后过滤，离心分离，取上清液测试水分子17O核磁共振半高宽（NMRFWHM)。
[0055] C组：取实施例2的食品添加剂0. OOlmL加入未经处理的普通IOmL自来水，，静止 12个小时后过滤，离心分离，取上清液测试水分子17O核磁共振半高宽（NMRFWHM)。
[0056] 测试仪器为BruckerAVANCEII 1400MHz的超导核磁共振仪，依据JY/T007-1996超 导脉冲傅立叶变换核磁共振谱方法进行测定。
[0057] 测试结果：3组样品的半峰高如表所示：
[0058]
[0059] 表 I
【权利要求】
1. 一种食品添加剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤： (1) 萃取处理： 将海藻洗净切碎，以10?30倍的水或10?95%乙醇提取，温度为50?100°C，共提 取3次，合并3次提取液； (2) 微波处理： 对步骤（1)的提取液进行微波处理，辐射时间5-10min、微波功率800-1200W; (3) 酶解： 将步骤（1)的微波处理提取液减压浓缩至原体积的1/3-1/4,加入包含纤维素酶、 β -葡聚糖酶、木瓜蛋白酶的复合酶制剂，经恒温30°C水浴8-12小时后取出，置-18°C下速 冻成冰，取出置室温下融化，该速冻融化循环重复三次； (4) 菌群发酵： 在步骤（3)的酶解液中按1-5%的体积比接入发酵菌群，并在25?30°C下密闭发酵 3?6天，即得海藻提取液；所述发酵菌群为黑曲霉、根霉、里氏木霉、地衣芽孢杆菌、枯草芽 孢杆菌、玫瑰微球菌、植物乳酸杆菌、假单胞菌、交替单胞菌、植物酵母菌、富硒酵母菌所组 成的发酵菌群； (5) 巴氏杀菌： 将上述步骤的海藻提取液进行巴氏杀菌得到所述食品添加剂。
2. 如权利要求1所述的食品添加剂的制备方法，其特征在于所述海藻为巨藻、墨角藻、 马尾藻、海囊藻、泡叶藻、红藻的任一种，或选用两种以上海藻物的混合。
3. -种如权利要求1所述的食品添加剂的制备方法，其特征在于步骤（3)中所述复 合酶制剂的组成为：纤维素酶、β -葡聚糖酶、木瓜蛋白酶重量份配比为1. 2?3. 6 :2. 1? 5. 2 :1. 6 ?4. 5〇
4. 一种如权利要求1所述的食品添加剂的制备方法，其特征在于步骤（4)中所述发酵 条件为：温度28°C，初始pH值6. 5,搅拌速度100r/min，间歇搅拌5min/2h，发酵周期72小 时。
5. -种如权利要求1所述的食品添加剂的制备方法，其特征在于进一步包括如下步 骤：将由步骤（5)制得的15?20份食品添加剂与硬脂酰乳酸钠0?10份、卡拉胶5?15 份、蔗糖酯5?10份、硬脂酸钠1?3份、麦芽糖糊精1?3份、淀粉酶0. 09?0. 11份、淀 粉9?11份，在25-35°C下搅拌溶解混匀后静置45?60分钟，经过微波干燥灭菌机进行 65°C?70°C的干燥灭菌处理，处理后的食品添加剂含水量为20?25%，然后采用粉碎机粉 碎至200目的食品添加剂，既得粉状食品添加剂。
6. -种如权利要求1所述食品添加剂的制备方法，其特征在于所述的海藻提取液，其 提取液包括以下主要成分： 主要成分 重量％ 水 91 7 醋酸 4.2 碳水化合物2.4 蛋白质 0.1 以及微量的脂质、灰分、钠、钾、钙、镁、磷、铁、钛、锌、锆、铑、钯、维他命A、维他命D、维 他命B1、维他命B2、烟酸、维他命B6、维他命B12、叶酸、泛酸、维他命C。
7. -种食品添加剂的应用，其特征在于，将由权利要求1所述食品添加剂的制备方法 所制备的食品添加剂添加到液态食品如饮料中。
8. -种食品添加剂的应用，其特征在于，将由权利要求1或2所述食品添加剂的制备方 法所制备的食品添加剂添加到面粉或米粉中混合，通过干燥或烘开的方式得到面制食品或 米制食品。
【文档编号】A23L1/03GK104286607SQ201410333624
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年7月14日 优先权日:2014年7月14日
【发明者】不公告发明人 申请人:Pac生命科技研发有限公司