本发明涉及农副产品加工技术领域，具体涉及一种芹菜全浆乳酸菌饮品及其制备方法。
背景技术：
芹菜（apiumgrauveolensl.）是属伞形花科，属一年或三年生草本植物，在我国栽培历史悠久，分布广，是一种主要的绿色蔬菜。芹菜中含有多种人体必需的微量元素，其含量更是高于一般绿色蔬菜。主要包括ca、p、fe、na等元素。董丽华等采用原子吸收分光光度计对芹菜中9种微量元素进行了分析及测定，测得芹菜叶中的微量元素要比根、茎的含量高出许多，尤其是k、ca、zn和mg元素。因此，芹菜是一种既廉价又天然的营养品。
芹菜中含有丰富的黄酮类化合物。所述黄酮类化合物是指具有c6-c3-c6结构特点的一类酚类化合物，是一种天然的抗氧化剂。黄酮类化合物中的酚羟基是优良的氢或中子给予体，对能引起dna、蛋白质或生物组织膜及各种细胞器因产生过氧化作用而导致生物体在分子水平、细胞水平及组织器官水平的各种损伤的过氧化自由基、羟基自由基等有明显的清除作用，从而保护了各器官的细胞结构。芹菜中的黄酮类化合物还具有调节毛细血管的脆性和通透性、抑制细菌等作用。在自然界中，黄酮类物质多以结合态（糖苷类）形式存在，少部分以游离态（苷元）形式存在。但大部分的结合态黄酮在人体内不能通过小肠壁进入血液，而是需要利用肠腔内益生菌（如乳酸菌和大肠杆菌）产生的水解酶，经过去糖基化反应后，转化成游离态黄酮才能被吸收进入血液。游离态黄酮的膜渗透性强，容易透过肠黏膜细胞，相对于结合态黄酮更易被人体吸收，因此，通过改变黄酮类化合物的构型制备游离态苷元是提高其在人体内吸收率的重要途径。
此外，芹菜中还含有多种不饱和脂肪酸、维生素a、维生素b1、维生素b2、维生素c、维生素p、香豆素、香豆素衍生物、单贴类、倍半贴类等，还含有多种氨基酸，其中含有7种人体所必需的氨基酸。李爱民等采用高效液相色谱法对芹菜中的氨基酸进行测定分析，从中分离确定了16种氨基酸，包括天冬氨酸、谷氨酸、丝氨酸、甘氨酸、组氨酸、精氨酸、苏氨酸、丙氨酸、脯氨酸、酪氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸。
当前，芹菜深加工品种极少，芹菜生产大多为鲜销。在芹菜的鲜销过程中，一般是以近菜心部幼嫩的叶柄供应市场，菜心外缘约占芹菜总重25%的较老叶柄被剔除，这不仅造成了原料的极大浪费，处理不当还会造成环境污染。随着人民生活水平的不断提高，果蔬汁已成为21世纪食品行业发展的一大趋势，人们不仅对生鲜食品的需求越来越大，果蔬汁的消费量也逐年增长。因此，若能针对芹菜进行深加工开发，将生产旺季过剩的芹菜及芹菜鲜销去除的大量芹菜外缘叶柄带叶一起榨汁，经过合理调配或与乳酸菌一起混合发酵，制备成口感、色泽良好，营养丰富且具有一定食疗保健作用的芹菜汁饮料或芹菜乳酸菌饮品，不仅可增加芹菜深加工产品的种类，还能促进芹菜产业的可持续发展，提高芹菜的资源利用率，保护环境，实现社会效益、经济效益双丰收。
乳酸菌种类繁多，目前在自然界已发现的这类菌在细菌分类学上划分至少有23个属。不同种类的乳酸菌代谢上存在差异，发酵特性不相同，对发酵速率、活菌数、风味物质的影响也不同。因此，从众多类型的乳酸菌中筛选出最适合用来发酵芹菜浆的乳酸菌，提高发酵速率，获得风味、口感较好的发酵芹菜浆，同时提高芹菜浆中黄酮类化合物，尤其是游离态黄酮的含量，从而提高其在人体内的吸收率，增强人体免疫力，是本领域的一个新的研究热点。
技术实现要素：
本发明为解决现有技术问题，提供了一种芹菜全浆乳酸菌饮品及其制备方法。本发明通过将包含茎、叶、根全组织的芹菜加水破碎后，再与乳酸菌菌种混合发酵，制备得到口感好、营养丰富，且黄酮类化合物含量高的乳酸菌饮品，有利于提高机体免疫力，维护肠道健康，市场前景广阔。
本发明提供了一种芹菜全浆乳酸菌饮品，是以芹菜浆和糖浆为原料，与乳酸菌混合发酵制备得到的。
所述芹菜浆是通过将包含茎、叶、根的芹菜和水按比例加入胶体磨中进行破碎得到的。
在本发明的一些实施例中，所述芹菜全浆乳酸菌饮品，是通过如下步骤制备得到的：
（1）剔除芹菜中的黄化衰老茎叶和病虫危害及腐烂的茎叶，用流动水冲洗干净，控干水分备用；
（2）按2:1的质量比将芹菜和纯净水加入胶体磨中进行破碎，得到芹菜浆；
（3）向芹菜浆中加入木聚糖酶、葡聚糖酶和甘露聚糖酶，45-50℃条件下酶解4-8h；
（4）将酶解后的芹菜浆，用100-120目孔径的滤膜进行过滤处理；
（5）向过滤后的芹菜浆中加入2-8%（质量体积比）的糖浆，90-100℃条件下灭菌10-15min；
（6）将灭菌后的芹菜浆冷却至25℃-45℃，按照106-107cfu/ml的浓度将乳酸菌接种至芹菜浆中，25℃-45℃发酵8-72h；
（7）将发酵后的芹菜浆迅速降温至2-10℃，进行无菌灌装，即得芹菜全浆乳酸菌饮品。
在本发明的一些实施例中，步骤（3）中所述的木聚糖酶、葡聚糖酶和甘露聚糖酶的添加量分别为5-10g/kg、3-5g/kg和0.5-1g/kg。
在本发明的优选实施例中，步骤（3）中所述的木聚糖酶、葡聚糖酶和甘露聚糖酶的添加量分别为10g/kg、4g/kg和0.5g/kg。
在本发明的一些实施例中，步骤（5）中所述的糖浆可以选自白砂糖、红糖、葡萄糖、蜂蜜、淀粉糖浆、麦芽糖浆、葡萄糖浆、麦芽糖醇、木糖醇、赤藓糖醇或低聚异麦芽糖中的任意一种或两种以上。
在本发明的优选实施例中，步骤（5）中所述的糖浆优选葡萄糖浆，低聚异麦芽糖或蜂蜜中的任意一种或两种以上。
在本发明的一些实施例中，步骤（6）中所述的乳酸菌可以选自短乳杆菌（lactobacillusbrevis）、布氏乳杆菌（lactobacillusbuchneri）或青春双歧杆菌（bifidobacteriumadolescentis）中的任意一种或两种以上。
在本发明的优选实施例中，步骤（6）中所述的乳酸菌由短乳杆菌、布氏乳杆菌和青春双歧杆菌组成，其活菌比例为1:1:0.5。
有益效果
本发明提供的芹菜全浆乳酸菌饮品，酸度适中，包含了芹菜茎、叶、根全组织所富含的膳食纤维、维生素以及黄酮类化合物等营养成分，黄酮的总含量高达mg/kgfw，其中游离黄酮的所占比例高达90.9%，因游离黄酮更容易被人体肠道吸收利用，所以本发明所述乳酸菌饮品更有利于提高人体对芹菜中黄酮类化合物的吸收率，增强抗氧化效果，提高机体免疫力。所述乳酸菌饮品货期长，在冷藏条件下保存6个月后，乳酸菌的活菌量仍超过60亿cfu/ml，而且黄酮总含量和游离态黄酮含量均有小幅增加，市场前景广阔。
本发明所述芹菜全浆乳酸菌饮品在制备过程中通过添加木聚糖酶、葡聚糖酶和甘露聚糖酶提高发酵前芹菜浆中黄酮的总含量，尤其是甘露聚糖酶的添加能有效促进木聚糖酶和葡聚糖酶对芹菜组织的水解作用，当甘露聚糖酶的添加量为0.5g/kg时，木聚糖酶、葡聚糖酶和甘露聚糖酶三者的协同促进作用最强，酶解处理后芹菜浆中黄酮的总含量比空白对照组提高了15%。
所述制备过程还包括选用短乳杆菌、布氏乳杆菌和青春双歧杆菌三种乳酸菌对芹菜浆进行发酵处理，能有效促进芹菜浆中结合黄酮向游离黄酮的转化，提高游离黄酮的含量，进而有效提高芹菜全浆乳酸菌饮品的抗氧化效果。尤其是，当短乳杆菌、布氏乳杆菌和青春双歧杆菌三种菌以1：1：0.5复配使用时，发酵后获得的芹菜全浆乳酸菌饮品中黄酮总量最高达515.35mg/kgfw，游离黄酮所占比例也最高，达到90.9%；但当青春双歧杆菌的活菌比例继续增加时，发酵后获得芹菜全浆乳酸菌饮品中黄酮总量和游离黄酮比例均快速下降，取得了意料不到的效果。
具体实施方式
以下通过实施例形式的具体实施方式，对本发明的上述内容作进一步的说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下实施例。凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。
本发明实施例中所述原料、试剂可选自市售任意一种，例如：
所述芹菜可选自鲍芹或马家沟芹菜，这两种芹菜为山东省地理标志产品，主要以内芯为销售产品，本发明实施例中使用的是其低值化部位，包括外茎、叶、根；
所述木聚糖酶、葡聚糖酶和甘露聚糖酶可选购自潍坊康地恩生物科技有限公司，其中酶活分别为5000u/g，5000u/g，2000u/g。
所述葡萄糖浆，低聚异麦芽糖和蜂蜜可选购自上海鸿扬食品科技有限公司。
所述布氏乳杆菌、青春双歧杆菌和短乳杆菌可购自中国普通微生物菌种保藏管理中心，菌种编号分别为cgmcc1.40，cgmcc1.2190，cgmcc1.3258。
本发明实施例中所述黄酮总含量和游离黄酮含量的检测方法可选用下述方法：
芹菜黄酮液相检测方法1、液相检测条件：
流动相及色谱柱采用waterssymmetryc18（5μm，4.6mm×250mm）色谱柱，流动相为甲醇︰磷酸水溶液（体积比）=55︰45，ph3.0，流速0.8ml/min；检测波长370nm，进样量10μl，柱温25℃。2、标准曲线的建立：
精密称取槲皮素1.0mg、毛地黄黄酮2.5mg、芹菜素5.0mg，分别用甲醇溶解后定容至10ml，即得到100mg·l-1槲皮素、250mg/l毛地黄黄酮和500mg/l芹菜素储备液，使用前配制成不同浓度的工作液。取标样储备液，再用甲醇稀释，配制成混合标样，槲皮素浓度分别为2、4、6、8和10mg/l毛地黄黄酮浓度为20、40、60、80和100mg/l，芹菜素浓度为50、100、150、200和250mg/l。3、样品制备：
取5g芹菜浆于250ml磨口三角瓶中，加入60%甲醇水溶液40ml（含2mol/lhcl），置于90℃水浴回流4h。用400目不锈钢滤网过滤，滤渣使用60%甲醇水溶液浸泡5min后过滤，合并滤液至50ml容量瓶中，并用60%甲醇水溶液定容，即为芹菜黄酮提取物。取上述提取液1ml，经0.45μm微孔滤膜过滤后作为上机样品，检测结果根据标准曲线计算黄酮含量。
一、芹菜全浆乳酸菌饮品及其制备方法
实施例1
一种芹菜全浆乳酸菌饮品，是通过如下步骤制备得到的：
（1）剔除芹菜中的黄化衰老茎叶和病虫危害及腐烂的茎叶，用流动水冲洗干净，控干水分备用；
（2）按2:1的质量比将芹菜和纯净水加入胶体磨中进行破碎，得到芹菜浆；
（3）向芹菜浆中加入木聚糖酶、葡聚糖酶和甘露聚糖酶，其添加量分别为5g/kg、5g/kg和0.8g/kg，45℃条件下酶解8h；
（4）将酶解后的芹菜浆，用100-120目孔径的滤膜进行过滤处理；
（5）向过滤后的芹菜浆中加入2%（质量体积比）的葡萄糖浆；95℃条件下灭菌10min；
（6）将灭菌后的芹菜浆冷却至45℃，按照107cfu/ml的浓度将乳酸菌（短乳杆菌，布氏乳杆菌和青春双歧杆菌的活菌比例为1：1：0.5）接种至芹菜浆中，45℃发酵8h；
（7）将发酵后的芹菜浆迅速降温至2-10℃，进行无菌灌装，即得本发明所述的芹菜全浆乳酸菌饮品。
实施例2
一种芹菜全浆乳酸菌饮品，是通过如下步骤制备得到的：
（1）剔除芹菜中的黄化衰老茎叶和病虫危害及腐烂的茎叶，用流动水冲洗干净，控干水分备用；
（2）按2:1的质量比将芹菜和纯净水加入胶体磨中进行破碎，得到芹菜浆；
（3）向芹菜浆中加入木聚糖酶、葡聚糖酶和甘露聚糖酶，其添加量分别为8g/kg、3g/kg和1g/kg，48℃条件下酶解7.5h；
（4）将酶解后的芹菜浆，用100-120目孔径的滤膜进行过滤处理；
（5）向过滤后的芹菜浆中加入8%（质量体积比）的蜂蜜；100℃条件下灭菌10min；
（6）将灭菌后的芹菜浆冷却至25℃，按照106cfu/ml的浓度将乳酸菌（短乳杆菌，布氏乳杆菌和青春双歧杆菌的活菌比例为1：1：0.5）接种至芹菜浆中，25℃发酵72h；
（7）将发酵后的芹菜浆迅速降温至2-10℃，进行无菌灌装，即得本发明所述的芹菜全浆乳酸菌饮品。
实施例3
一种芹菜全浆乳酸菌饮品，是通过如下步骤制备得到的：
（1）剔除芹菜中的黄化衰老茎叶和病虫危害及腐烂的茎叶，用流动水冲洗干净，控干水分备用；
（2）按2:1的质量比将芹菜和纯净水加入胶体磨中进行破碎，得到芹菜浆；
（3）向芹菜浆中加入木聚糖酶、葡聚糖酶和甘露聚糖酶，其添加量分别为10g/kg、4g/kg和0.5g/kg，50℃条件下酶解4h；
（4）将酶解后的芹菜浆，用100-120目孔径的滤膜进行过滤处理；
（5）向过滤后的芹菜浆中加入5%（质量体积比）的低聚异麦芽糖；90℃条件下灭菌15min；
（6）将灭菌后的芹菜浆冷却至35℃，按照106cfu/ml的浓度将乳酸菌（短乳杆菌，布氏乳杆菌和青春双歧杆菌的活菌比例为1：1：0.5）接种至芹菜浆中，35℃发酵36h；
（7）将发酵后的芹菜浆迅速降温至2-10℃，进行无菌灌装，即得本发明所述的芹菜全浆乳酸菌饮品。
二、芹菜全浆乳酸菌饮品的性能检测
分别检测实施例1-3所述芹菜全浆乳酸菌饮品的ph和乳酸菌活菌量，并分别检测饮品中黄酮的总含量以及游离黄酮的含量。具体的检测结果见表1。
将实施例1-3所述芹菜全浆乳酸菌饮品在2～10℃条件下冷藏保存6个月后，重复检测上述数据。具体的检测结果见表2。
表1芹菜全浆乳酸菌饮品出厂时的性能指标
表2芹菜全浆乳酸菌饮品保存6个月后的性能指标
从表1的结果可以看出，本发明提供的芹菜全浆乳酸菌饮品酸度适中，黄酮的总含量高达515.35mg/kgfw，其中游离黄酮的所占比例超过89.1%，因游离黄酮更容易被人体肠道吸收利用，所以本发明所述乳酸菌饮品更有利于提高人体对芹菜中黄酮类化合物的吸收率，增强抗氧化效果，提高机体免疫力。
从表2的结果可知，与出厂时的指标相比，本发明提供的芹菜全浆乳酸菌饮品在冷藏条件下保存6个月后，乳酸菌的活菌量仍超过60亿cfu/ml，而且黄酮总含量和游离态黄酮含量均有小幅增加，从而说明本发明所述乳酸菌饮品能有效延长货期，且货期内产品品质高，有利于该产品的推广和销售，市场前景广阔。
三、酶制剂的添加对于芹菜浆中黄酮总含量的影响
申请人为了进一步验证酶制剂的添加对于芹菜浆中黄酮总含量的影响，申请人选用实施例3所述芹菜浆的制备过程进行了如下实验设计：
（1）剔除芹菜中的黄化衰老茎叶和病虫危害及腐烂的茎叶，用流动水冲洗干净，控干水分备用；
（2）按2:1的质量比将芹菜和纯净水加入胶体磨中进行破碎，得到芹菜浆；
（3）向芹菜浆中加入酶制剂样品，50℃条件下酶解4h；
（4）将酶解后的芹菜浆，用100目孔径的滤膜进行过滤处理；
实验组芹菜浆分别添加酶制剂样品（酶制剂样品配方见表3）进行酶解处理和过滤处理，而空白对照组芹菜浆不经过酶解处理，直接进行过滤处理。分别对实验组和对照组进行黄酮总含量测定，具体结果见表3.
表3芹菜浆中黄酮总含量比较
从表3的结果可以看出，与空白对照组相比，单独添加甘露聚糖酶处理的实验组1芹菜浆的黄酮总含量几乎没有提高；而添加了木聚糖酶和葡聚糖酶处理的实验组2芹菜浆中黄酮的总含量提高了8.5%，效果显著。从而说明木聚糖酶和葡聚糖酶能有效促进芹菜组织的水解，进而有效提高芹菜浆中黄酮的总含量。
与实验组2相比，随着甘露聚糖酶添加量的增加，实验组3-5芹菜浆中黄酮的总含量缓慢增加；当甘露聚糖酶添加量达到0.4g/kg时，实验组6芹菜浆中黄酮的总含量突然大幅度增加，达到483.82mg/kgfw；而当甘露聚糖酶添加量超过0.5g/kg时，实验组8-11芹菜浆中黄酮的总含量又开始有下降。上述结果说明，甘露聚糖酶的添加能有效促进木聚糖酶和葡聚糖酶对芹菜组织的水解作用。当甘露聚糖酶的添加量为0.5g/kg时，木聚糖酶、葡聚糖酶和甘露聚糖酶三者的协同促进作用最强，酶解处理后芹菜浆中黄酮的总含量比空白对照组提高了15%，取得了意料不到的技术效果。
四、复合乳酸菌发酵对于芹菜全浆乳酸菌饮品中黄酮总含量和游离黄酮含量的影响
申请人为了进一步验证乳酸菌发酵对于芹菜浆中黄酮总含量以及游离黄酮含量的影响，申请人选用实施例3所述乳酸菌发酵过程进行了如下实验设计：
将实施例3步骤（4）处理后的芹菜浆中加入5%（质量体积比）的低聚异麦芽糖；90℃条件下灭菌15min；芹菜浆冷却至35℃后，按照106cfu/ml的浓度将乳酸菌接种至芹菜浆中，35℃发酵36h；将发酵后的芹菜浆迅速降温至10℃以下，进行无菌灌装，即得本发明所述的芹菜全浆乳酸菌饮品。
申请人选用了多种乳酸菌进行上述实验，结果发现，有些乳酸菌（例如干酪乳酸菌、卷曲乳杆菌、嗜热链球菌）不能明显增加发酵后芹菜浆中黄酮的含量，而有些乳酸菌（例如保加利亚乳杆菌、嗜酸乳杆菌、约氏乳杆菌）虽然能在一定程度上增加发酵后芹菜浆中黄酮的总含量，但其对游离黄酮的所占比例提升不明显。最终申请人筛选到既能有效增加黄酮总含量，又能提升游离黄酮所占比例的乳酸菌：短乳杆菌，布氏乳杆菌和青春双歧杆菌。
各实验组选用的乳酸菌种类以及发酵后获得的芹菜全浆乳酸菌饮品中黄酮的总含量和游离黄酮的含量见表4。
表4乳酸菌发酵对芹菜浆中黄酮和游离黄酮的含量的影响
从表4的结果可以看出，与发酵前的芹菜浆相比，实验组选用短乳杆菌、布氏乳杆菌和/或青春双歧杆菌菌种进行发酵后获得的芹菜全浆乳酸菌饮品中黄酮的总含量普遍得到提高，提高幅度在2.6%-6.1%，而游离黄酮占总黄酮的比例均得到显著提高，比发酵前提高了12.1%-28.7%。从而说明，本发明选用的短乳杆菌、布氏乳杆菌和/或青春双歧杆菌通过发酵能有效促进芹菜浆中结合黄酮向游离黄酮的转化，提高游离黄酮的含量，进而有效提高芹菜全浆乳酸菌饮品的抗氧化效果。尤其是，当短乳杆菌、布氏乳杆菌和青春双歧杆菌三种菌以1：1：0.5复配使用时，发酵后获得的芹菜全浆乳酸菌饮品中黄酮总量最高达515.35mg/kgfw，游离黄酮所占比例也最高，达到90.9%；但当青春双歧杆菌的活菌比例继续增加时，发酵后获得芹菜全浆乳酸菌饮品中黄酮总量和游离黄酮比例均快速下降，取得了意料不到的效果。
综上所述，本发明提供的芹菜全浆乳酸菌饮品酸度适中，口感高，易储存、便携带，开罐即可饮用，能有效补充芹菜茎、叶、根全组织所富含的膳食纤维、维生素以及黄酮类化合物等营养成分，且该饮品富含乳酸菌，还具有调节胃肠功能、提高免疫力等效用，适合各种人群食用，市场前景广阔。