本发明涉及一种同时延缓维生素C降解和去除重金属铅的果蔬汁改良方法，属于食品科学技术领域。
背景技术：
铅是一种很常见的有毒重金属，其在环境中分布广泛，铅的毒性与其化合物的形态和溶解度有关，毒性持续时间长，不易排出，主要涉及造血、心血管、消化、泌尿、免疫等系统。在任何浓度和水平下的铅都不是人体和动物生长所必需的。随着工业的发展和农药的使用,铅污染的情况日益严重。在中国、泰国等发展中国家，铅中毒已成为一项严重危害健康的安全问题，而矿工、焊工、油漆工等一些特殊职业群体体内铅蓄积和中毒的风险尤为巨大。截止到2013年，全球可能暴露在含铅量过高的空气、土壤和水中的人群数量达到1.2亿，有80个国家的儿童有血铅浓度偏高的问题，以铅为代表的重金属污染已成为影响某些地区发展和人类健康的重要环境卫生问题。
调查结果表明，草莓、梨、柑橘、番茄及黄瓜等果蔬极易发生重金属铅的蓄积，导致相关果蔬制品铅含量超标，对人体健康构成了威胁。而目前，针对果蔬中铅元素的去除尚未开发出有效的方法，常见的离子交换或化学沉淀法存在成本过高或可能引入其他有害化学物质的风险。因此，开发一种简单而有效的去除果蔬汁中铅的方法，是亟待解决的问题。同时，现今有关于利用益生菌去除果蔬汁中重金属含量的专利和研究还很少。
另外，大量的研究结果表明，铅暴露会导致机体氧化应激水平的上升，进而造成氧化损伤及相关的组织病变，这也是铅对机体的主要致毒机制。维生素C能够显著地缓解氧化应激水平上升对机体的有害作用，而果蔬汁中维生素C的含量会随着贮藏时间的延长而降解，若能增强果蔬汁的抗氧化能力，则能使消费者通过摄入果蔬汁而更好地对抗铅毒性。然而发酵菌株会对维生素C的降解率产生一定的影响。
因此，如何对果蔬汁进行改良以同时延缓维生素C降解和去除重金属铅，是目前亟需解决的问题。
技术实现要素：
为了克服上述问题，本发明应用植物乳杆菌CCFM8661(即CGMCC NO.5494)，开发了一种简单而有效的去除果蔬汁中铅并延缓维生素C的降解。
本发明提供了一种果蔬汁高效改良方法，所述改良是指同时降低维生素C降解率和去除果蔬汁中重金属铅的含量；所述方法是向果蔬汁中添加植物乳杆菌CGMCC NO.5494处理，处理结束后离心去除菌体。
植物乳杆菌CGMCC NO.5494，是发明人在前期工作中从我国传统发酵食品发酵奶酒中筛选的到一株植物乳杆菌(Lactobacillusplantarum)CCFM8661，于2011年11月29日在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物菌种保藏中心保藏，其保藏号为CGMCC NO.5494。
在本发明的一种实施方式中，所述处理是添加活化后的植物乳杆菌CGMCC NO.5494的菌泥或菌悬液至终浓度为1.1×107至1.7×107cfu/mL。
在本发明的一种实施方式中，所述处理是在37℃下处理36h或3h。
在本发明的一种实施方式中，所述方法具体是：将植物乳杆菌CGMCC NO.5494活化后，离心洗涤，重悬于生理盐水，然后按照终浓度1.1×107至1.7×107cfu/mL的接种量加入果蔬汁中，于37℃下处理36h或3h，然后8000×g离心20min，取上清，即为改良后的果蔬汁。
在本发明的一种实施方式中，所述果蔬汁是草莓、梨汁或者柑橘汁。
在本发明的一种实施方式中，所述果蔬汁是将水果或蔬菜清洗、切片后按1:2w/v加水，榨汁、离心取上清液、灭菌得到的。
在本发明的一种实施方式中，所述降低果蔬汁的铅含量是指使果蔬汁中的重金属铅去除率达40％以上。
本发明还提供一种缓解果蔬汁中维生素C降解的方法，是向果蔬汁中添加植物乳杆菌CGMCC NO.5494处理，处理结束后通过离心去除菌体。
所述处理是添加活化后的植物乳杆菌CGMCC NO.5494的菌泥或菌悬液，使果蔬汁中该菌浓度至1.1×107至1.7×107cfu/mL。
所述处理是在37℃下处理36h或3h。
本发明的有益效果：
(1)本发明方法可同时提高果蔬汁的抗氧化性、有效去除重金属铅，并改善果蔬汁风味。按照本发明方法，经短暂处理，即可使果蔬汁中的重金属铅下降40.23％至58.91％；发酵36h后，果蔬汁中的重金属铅下降69.14％至91.11％，同时显著得降低维生素C降解率，说明结果次方法处理，果蔬汁中铅含量显著降低，同时抗氧化能力得到显著提升，本发明方法同时明显改善风味同时提高了果蔬汁的营养水平。
(2)本发明使用的植物乳杆菌是被囊括于卫生部2010年颁布的《可用于食品的菌种名单》的食品级微生物；
具体实施方式
菌株活化和扩培培养基为MRS培养基：MRS培养基是本技术领域的技术人员熟知的培养基，它含有胰蛋白胨、酵母浸膏、葡萄糖、醋酸钠、柠檬酸二铵、吐温80、硫酸镁、硫酸锰，pH 6.2～6.4。
果蔬汁的制备：自中国安徽、湖南及江西省三处集市购买新鲜草莓、梨及柑橘(表1)。清洗，切片后按1:2w/v加入超纯水，使用榨汁机压榨以初步获得果蔬汁。将果蔬汁于10000×g离心20分钟后，105℃灭菌10分钟，并分装于无菌玻璃瓶中。
表1本发明中使用果蔬汁的相关信息
实施例1植物乳杆菌CCFM8661处理3h
将甘油管冻存的植物乳杆菌CCFM8661(即植物乳杆菌CGMCC NO.5494)接种至MRS培养基中连续活化2代后，通过18h扩大培养，离心获得菌体并重悬于灭菌的生理盐水中。按107cfu/mL的添加量将CCFM8661的菌悬液添加入9种不同果蔬汁中，另设不接种乳酸菌的果蔬汁作为空白对照。将果蔬汁在37℃培养3h后，进行标准平板计数。之后以8000×g离心20分钟，取果蔬汁上清。测定pH值，并加入纯硝酸，于微波消解系统中消解20min，得到的消解液使用原子吸收光谱分析仪测定重金属铅含量。
如表2所示，加入植物乳杆菌CCFM8661处理3h后，果蔬汁的pH值均出现了明显下降，但未发现果蔬汁中的活菌数出现显著的上升。从表3的结果我们可以看到，9类购买于不同地区的果蔬汁中都检测到了重金属铅，表明我国的果蔬产品确实面临着较为严重的铅污染问题。植物乳杆菌CCFM8661处理3h后，果蔬汁中的铅含量出现了显著的下降。草莓汁1中铅的去除率最高，达到58.91％；而样品柑橘汁3中铅的去除率最低，达到40.23％。
表2植物乳杆菌CCFM8661处理3h后对果蔬汁中pH和活菌数的影响
注：a,b表示对于pH或活菌数，标有不同字母的组别间存在显著差异(p<0.05)
表3植物乳杆菌CCFM8661处理3h后对果蔬汁中铅含量的影响
注：a,b表示对于铅含量，标有不同字母的组别间存在显著差异(p<0.05)
实施例2植物乳杆菌CCFM8661发酵36h
将甘油管冻存的植物乳杆菌CCFM8661(即植物乳杆菌CGMCC NO.5494)接种至MRS培养基中连续活化2代后，通过18h扩大培养，离心获得菌体并重悬于灭菌的生理盐水中。按107cfu/mL的添加量将CCFM8661的菌悬液添加入9种不同果蔬汁中，另设不接种乳酸菌的果蔬汁作为空白对照。将果蔬汁在37℃培养3h后，进行标准平板计数。之后以8000×g离心20分钟，取果蔬汁上清。测定pH值，并加入纯硝酸，于微波消解系统中消解20min，得到的消解液使用原子吸收光谱分析仪测定铅离子含量。
取20mL处理前后的果蔬汁于100mL的棕色容量瓶中，加入10mL的乙酸溶液，用超纯水定容至刻度，混匀。在3000×g，4℃条件下离心10min，取5mL上清液与10mL刻度试管中，加入0.3mL的乙二胺四乙酸钠溶液、0.5mL乙酸溶液、1.25mL固蓝盐B溶液，用超纯水定容至刻度，混匀。在室温下反应20min，在420nm下测定吸光度。并按照相同方法下制得的标准中获得测试样的维生素C含量，再按照以下公式计算果蔬汁维生素C含量：
果蔬汁维生素C含量＝(测试样中维生素C含量×100)/[试样体积×(试样处理总体积/测定时所取溶液体积)×1000]。
如表5所示，加入植物乳杆菌CCFM8661处理36h后，果蔬汁的pH值出现了显著的下降，并且果蔬汁中活菌数均出现了显著上升，每种果蔬汁样本中的活菌数菌突破3×108cfu/mL。经处理36h后，果蔬汁中重金属铅含量出现了显著的下降(表5)，其中梨汁3中重金属铅的去除率高，达到91.11％；而样品柑橘汁3中重金属铅的去除率最低，达到69.14％。
表4植物乳杆菌CCFM8661处理36h后对果蔬汁中pH和活菌数的影响
注：a,b表示对于pH或活菌数，标有不同字母的组别间存在显著差异(p<0.05)
表5植物乳杆菌CCFM8661处理36h后对果蔬汁中铅含量的影响
注：a,b表示对于铅含量，标有不同字母的组别间存在显著差异(p<0.05)
如表6所示，植物乳杆菌CCFM8661处理36h后，大多数果蔬汁的维生素C降解都得到了显著缓解。如草莓汁和梨汁的维生素C含量降低量小于10％，而空白处理组降解量达25％；而柑橘汁的维生素C含量比空白处理组提高了约2-4mg/100mL。
表6植物乳杆菌CCFM8661处理36h前后对果蔬汁维生素C含量的影响
注：a,b,c表示对于维生素C含量，标有不同字母的组别间存在显著差异(p<0.05)
实施例1表明，植物乳杆菌CCFM8661可以作为一种食品级的重金属铅的优良吸附剂加入果蔬汁中，仅需3h的短暂处理和一次简单的离心，即可实现对果蔬汁中重金属铅的高效去除。同时，实施例2的结果显示，若将该菌株作为发酵剂对果蔬汁进行长时间的发酵，同样可以使重金属铅的去除率达到69％以上。随着发酵的进行，果蔬汁中pH降低，可能会对植物乳杆菌CCFM8661对重金属铅的吸附能力造成负面影响(前期实验结果显示，该菌株在pH为6时对铅的吸附能力最强)，但发酵过程中会使得乳酸菌数量得到显著升高，在另一方面又可以提升对重金属铅的吸附。这可能是植物乳杆菌CCFM8661在36h发酵条件下，重金属铅去除率高于3h短暂处理的重要原因。另外植物乳杆菌CCFM8661的长时间发酵可显著延缓维生素C的降解，从而提高果蔬汁的抗氧化能力，这一特性可使处理后的果蔬汁产品能够对重金属铅所造成的氧化损伤提供更好的保护。同时，本发明还采用类似的方法，使用植物乳杆菌CCFM309和LP1-9菌株对果蔬汁进行改良，处理时间为36h和3h，结果显示，果蔬汁中重金属铅的去除率比使用本发明的CCFM8661菌株降低约35％以上，更重要的是，这两株对照菌株基本无法达实现对维生素C的保护作用。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。