本发明涉及食品加工技术领域，具体涉及一种富含抗氧化成分及活性乳酸菌的植物提取物、制备方法及其在食品中的应用。
背景技术
桑葚为桑科植物桑树的成熟果穗，富含多糖、蛋白质、有机酸、维生素及微量元素，素有“中国果皇”之美誉，经常食用能显著提高机体免疫力、保肾护肝、美容养颜抗衰老、促进血红细胞增长、防止白细胞减少、降低血脂血糖等，已被国家卫生部列为“既是食品又是药品”的“药食同源”农产品之一。桑葚在常温下不耐储藏，易霉烂，怕挤压，常温下保质期仅有3天左右。目前只有少部分桑葚被加工成饮料，绝大部分无法被及时加工利用而霉烂，造成了资源浪费和环境污染，因此，对桑葚进行合理加工具有重要的现实意义。
苹果是我国栽培面积最大的水果之一，年产量占世界总量的40％以上。除少部分鲜食外，主要用于加工果汁果酒，其加工副产物——苹果渣的产量可达苹果原料的20％～30％。苹果渣富含果胶及多酚类化合物，多酚类化合物具有抗氧化、抗炎症、防癌抗癌等多种生物活性。据报道，苹果渣多酚清除dpph自由基能力是维生素c和维生素e的2～3倍，清除超氧化物能力是维生素c和维生素e的10～30倍。
葡萄是世界产量最大的水果之一，年产量6千万吨以上，其中80％用于生产葡萄酒，果皮果渣产率高达25％。葡萄皮渣含有丰富的膳食纤维和酚类化合物，在抗氧化、延缓衰老及预防肥胖、糖尿病、心血管疾病、消化系统和胃肠道疾病方面具有潜在的作用。
芝麻饼粕是芝麻油加工副产物，富含蛋白质及水溶性木酚素，水溶性木酚素以糖苷形式存在，在体内β-葡萄糖苷酶或肠道菌群作用下可以转变为具有较强抗氧化活性的酚类化合物，具有减少机体氧化应激、消除炎症及发挥植物雌激素样作用。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种富含抗氧化成分及活性乳酸菌的植物提取物及其制备方法，它是以桑葚、苹果渣、葡萄皮渣及芝麻粕为原料，采用乙醇溶液分别提取并得到各原料提取物，按质量比添加到桑葚汁中，通过乳酸发酵、麦芽糊精包埋、喷雾干燥而成，此提取物富含抗氧化成分及活性乳酸菌，作为抗氧化剂和膳食补充剂，在食品工业中具有潜在的应用前景。
本发明还提供了一种富含抗氧化成分及活性乳酸菌的植物提取物在食品中应用。
发明采取的技术方案如下：
本发明提供的一种富含抗氧化成分及活性乳酸菌的植物提取物的制备方法为：
1)将桑葚榨汁，经四层纱布过滤，得桑葚汁；
2)按质量比称取5～10份葡萄皮渣提取物、5～10份脱脂芝麻粕提取物和10～20份苹果渣提取物加入到60～80份桑葚汁中，加入蔗糖调节可溶性固形物含量至10～15°brix，采用柠檬酸调节体系ph值至3.0～5.0，灭菌后，冷却；
3)按照混合体系质量的2％～8％接种已活化的植物乳杆菌，发酵，再按照混合体系质量的10％～40％添加麦芽糊精，混匀，经喷雾干燥即得到富含抗氧化成分及活性乳酸菌的植物提取物。
步骤1)中所述桑葚选自市售新鲜桑葚榨汁或于2～8℃解冻的冷冻冻藏桑葚。
进一步的，步骤1)在榨汁过程中加入0.1％～0.5％抗坏血酸防止果汁氧化褐变。
步骤2)中所述葡萄皮渣提取物的制备方法为：
将葡萄皮干燥粉碎后加入5～15倍体积浓度为50％～90％乙醇溶液，于30～50℃浸提2～10小时，然后4000～4500r/min条件下10～15min离心，收集提取液，将提取液在不高于50℃条件下减压浓缩至浓缩物中无乙醇残留，然后进行真空干燥，即可。真空干燥避免残留的乙醇对后期乳酸菌发酵带来不利影响。
步骤2)中所述脱脂芝麻粕提取物的制备方法为：
将脱脂芝麻粕干燥粉碎后加入5～15倍体积浓度为10％～90％乙醇溶液，室温浸提2～10小时，然后4000～4500r/min条件下10～15min离心，收集提取液，沉淀部分以相同方法提取1～2次，将提取液合并、减压浓缩至原体积的1/5～1/4，加入1～3倍于浓缩液的无水乙醇，混匀，静置1～2h，4000～4500r/min条件离心10～15min，除去提取液中的大分子物质如蛋白质和多糖，上清液进行减压浓缩、真空干燥，即可。
步骤2)中所述苹果渣提取物的制备方法为：
将苹果渣干燥粉碎后加入5～15倍体积浓度为50％～90％乙醇溶液，室温浸提2～10小时，然后4000～4500r/min条件下10～15min离心，收集提取液，沉淀部分加入体积比10～15：1的无水乙醇/浓硫酸溶液，室温提取10-20h，4000～4500r/min条件离心10～15min，收集提取液，将提取液合并、减压浓缩至原体积的1/5～1/4，加入1～3倍于浓缩液的无水乙醇，混匀，静置1～2h，4000～4500r/min条件离心10～15min，除去提取液中的大分子物质如蛋白质和多糖，上清液在不高于50℃条件下减压浓缩至浓缩物中无乙醇残留，然后进行真空干燥，即可。
步骤2)具体为：按质量比称取5～10kg葡萄皮渣提取物、5～10kg脱脂芝麻粕提取物和10～20kg苹果渣提取物加入到60～80kg桑葚汁中，加入蔗糖调节可溶性固形物含量至10～15°brix，采用质量浓度为2.0～5.0kg/l柠檬酸调节体系ph值至3.0～5.0，灭菌后，冷却；
步骤3)中所述发酵为：30～40℃发酵36～48小时。
一种富含抗氧化成分及活性乳酸菌的植物提取物，采用上述制备方法得到，含有以下重量份物质为原料：60～80份桑葚汁、5～10份葡萄皮渣提取物、5～10份脱脂芝麻粕提取物、10～20份苹果渣提取物。
本发明还提供了上述制备的一种富含抗氧化成分及活性乳酸菌的植物提取物在食品中的应用，该植物提取物既可直接作为固体饮料又可作为食品辅料用于凉拌菜、果蔬沙拉。将该植物提取物用于饮料加工领域，可增加活性乳酸菌浓度、提高产品的抗氧化活性，使饮料在满足消费者生津止渴的同时还能够调节肠道菌群平衡及抵抗机体氧化应激，为功能性饮料的方向发展提供了新思路。
桑葚是一种小浆果，果肉多汁，味道酸甜适口，风味独特，营养丰富，具有开胃润肠、安神、生津止渴等作用，桑葚中抗氧化物质如多酚类物质具有较强的清除自由基、抑制脂质氧化延缓衰老的作用。桑葚被卫生部列为既是食品又是药品的水果，属于卫生部规定的开发功能食品的原料。由于桑葚收获季节集中却又极易腐烂，因此，桑葚常被开发成易贮存的桑葚汁或发酵制成桑葚酒，对桑葚汁进行乳酸菌发酵，即可丰富桑葚产品的种类，又可充分利用桑葚的保健功效。苹果是我国第一大水果，目前我国对苹果的加工利用主要为初加工，在实际生产生活中，苹果皮渣往往被扔掉或废弃，造成大量资源浪费。苹果皮渣富含多酚类物质，包括游离态和结合态两种，其中以结合态含量居高。葡萄是水果中的珍品，有“水果皇后”之美誉，是世界上产量最大的水果之一，主要用于酿酒，葡萄加工过程中产生的副产物(如皮渣、籽、梗)约占鲜果总重的20％，大部分作为肥料、饲料，利用率很低。葡萄皮渣中多酚类物质尤其是白藜芦醇含量较高，白藜芦醇以游离态和糖苷结合态形式存在，均具有较强的抗氧化活性。芝麻饼粕是芝麻制油副产物，富含水溶性木酚素(以糖苷结合态形式存在)，体外抗氧化活性较弱，但在微生物或β-葡萄糖苷酶作用下可转化为具有较强抗氧化活性的酚类物质。
桑葚、苹果、葡萄及芝麻等食源性植物是天然抗氧化成分如多酚和木酚素的主要来源，膳食富含这些活性成分的食物，有助于促进人体健康。多酚、木酚素等活性成分对人体健康的促进作用，不仅与其在食品中的种类和数量有关，而且与其在食品基质中的存在形式密切相关。多酚及木酚素均包括游离态和结合态两种存在形式，游离态多酚含有游离羟基，生物活性及生物利用度均较高；结合态多酚是由共价键与食品基质相结合，具有难萃取、溶解性差的特性，其生物活性低及生物利用度也低；结合态木酚素是以糖苷键形式结合1个或1个以上的单糖，虽然水溶性较好，但是其生物活性及生物利用低不高。然而，结合态多酚或结合态木酚素在微生物及其相关酶作用下可转变为具有较强生物活性的游离态形式，从而发挥其生理功能。本发明中苹果渣提取物和葡萄皮渣提取物均包括游离态多酚和结合态多酚，脱脂芝麻饼粕提取物富含糖苷结合态的芝麻木酚素，按照质量比添加到桑葚汁中，游离态多酚可提高混合体系的氧化稳定性；经过乳酸菌发酵，结合态多酚降解为游离态酚类物质，进一步发挥抗氧化作用。
植物乳酸菌是水果、蔬菜等植物性原料发酵过程中起着决定性作用的乳酸菌，有较强的耐酸、耐胆盐及在营养不均的恶劣环境下的生存能力，在人体肠道内的存活率及定植能力也较强，因此，在改善肠道环境、提高人力免疫力方面具有潜在优势。植物乳杆菌是植物乳酸菌的一种，也是目前在果蔬汁乳酸菌发酵饮料中应用最为广泛也是最被人们所熟悉的一种植物乳酸菌。植物乳杆菌发酵过程中，能有效释放结合态多酚，显著提高游离态多酚的含量，增强体系的抗氧化能力。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：从廉价、丰富、易得、富含抗氧化成分的食源性植物中提取天然抗氧化物质，既食用安全又提高产品附加值，同时，多种来源的提取物在抗氧化方面可能具有相加或者增效作用；本发明的植物提取物通过乳酸菌发酵能够有效释放结合态多酚，显著提高植物提取物的抗氧化活性，所含的活性乳酸菌可调节肠道菌群平衡；本发明的植物提取物富含多酚和木酚素类物质，其中多酚含量高达496mggae/g，木酚素(以芝麻素酚三糖苷计)含量高达174mg/g，每克植物提取物中乳酸菌总数为108cfu以上；本发明的植物提取物在功能性饮料及食品添加剂等领域具有广阔的应用前景。
具体实施方式
实施例1
一种富含抗氧化成分及活性乳酸菌的植物提取物的制备方法为：
1)将市售新鲜桑葚经过清洗后榨汁，榨汁过程中加入0.3％抗坏血酸防止果汁氧化褐变，汁液经四层纱布过滤，得桑葚汁；
2)将葡萄皮干燥粉碎后加入5倍体积90％乙醇溶液于40℃浸提4小时，4500r/min条件下离心10min，收集提取液，在40℃条件下减压浓缩至浓缩物中无乙醇残留，然后真空干燥，得葡萄皮渣提取物。将脱脂芝麻粕干燥粉碎后加入5倍体积90％乙醇溶液室温浸提4小时，4500r/min条件下离心10min，收集提取液，沉淀部分以上述相同方法提取2次，将提取液合并、减压浓缩至原体积的1/5，加入3倍于浓缩液的无水乙醇，混匀，静置2h，4500r/min条件离心15min，上清液进行减压浓缩、真空干燥，得脱脂芝麻粕提取物。将苹果渣干燥粉碎后加入5倍体积90％乙醇溶液室温浸提4小时，4500r/min条件下离心10min，收集提取液，沉淀部分加入无水乙醇/浓硫酸(15：1，ml/ml)溶液室温提取20h，离心(4500r/min，15min)，收集提取液。将提取液合并、减压浓缩至原体积的1/5，加入3倍于浓缩液的无水乙醇，混匀，静置2h，离心(4500r/mi，15min)，上清液在40℃条件下减压浓缩至浓缩物中无乙醇残留，然后真空干燥，得苹果渣提取物。按照质量比，将葡萄皮渣提取物10kg、脱脂芝麻粕提取物9.7kg和苹果渣提取物20kg加入到60kg桑葚汁中，添加蔗糖调节可溶性固形物含量至10°brix，采用质量浓度为2.5kg/l柠檬酸调节体系ph值至3.5，于121℃灭菌20min，冷却至35～40℃；
3)按照混合体系质量的3％接种已活化的植物乳杆菌，于35℃发酵36小时，再按照混合体系质量的20％添加麦芽糊精，混匀，经喷雾干燥即得到富含抗氧化成分和活性乳酸菌的植物提取物。
该植物提取物中多酚含量测定采用福林酚法，结果以每克提取物中含有没食子酸毫克当量数(gae)表示；木酚素含量采用高效液相色谱法检测，结果以每克提取物中芝麻素酚三糖苷毫克数表示；乳酸菌总数采用gb4789.35-2010方法测定。该植物提取物中多酚含量为367.88mggae/g、木酚素含量(以芝麻素酚三糖苷计)174.12mg/g、乳酸菌总数1.1×108cfu/g。
实施例2
一种富含抗氧化成分及活性乳酸菌的植物提取物的制备方法为：
1)将冻藏桑葚于4℃左右解冻经清洗后榨汁，榨汁过程中加入0.5％抗坏血酸防止果汁氧化褐变，汁液经四层纱布过滤，得桑葚汁；
2)将葡萄皮干燥粉碎后加入10倍体积80％乙醇溶液于30℃浸提8小时，4000r/min条件下离心15min，收集提取液，在45℃条件下减压浓缩至浓缩物中无乙醇残留，然后真空干燥，得葡萄皮渣提取物。将脱脂芝麻粕干燥粉碎后加入10倍体积80％乙醇溶液室温浸提8小时，4000r/min条件下离心15min，收集提取液，沉淀部分以相同方法提取2次，将提取液合并、减压浓缩至原体积的1/4，加入2倍于浓缩液的无水乙醇，混匀，静置1.5h，离心(4500r/mi，10min)，上清液进行减压浓缩、真空干燥，得脱脂芝麻粕提取物。将苹果渣干燥粉碎后加入10倍体积80％乙醇溶液室温浸提8小时，4000r/min条件下离心15min，收集提取液，沉淀部分加入无水乙醇/浓硫酸(13：1，ml/ml)溶液室温提取15h，离心(4300r/min，12min)，收集提取液。将提取液合并、减压浓缩至原体积的1/4，加入2倍于浓缩液的无水乙醇，混匀，静置1h，离心(4000r/mi，15min)，上清液在45℃条件下减压浓缩至浓缩物中无乙醇残留，然后真空干燥，得苹果渣提取物。按照质量比，将葡萄皮渣提取物7.5kg、脱脂芝麻粕提取物7kg和苹果渣提取物15kg加入到70kg桑葚汁中，添加蔗糖调节可溶性固形物含量至12°brix，采用质量浓度为5kg/l柠檬酸调节体系ph值至4.0，于121℃灭菌15min，冷却至35℃；
3)按照混合体系质量的5％接种已活化的植物乳杆菌，于32℃发酵40小时，再按照混合体系质量的30％添加麦芽糊精，混匀，经喷雾干燥即得到富含抗氧化成分和活性乳酸菌的植物提取物。
该植物提取物中多酚含量测定采用福林酚法，结果以每克提取物中含有没食子酸毫克当量数(gae)表示；木酚素含量采用高效液相色谱法检测，结果以每克提取物中芝麻素酚三糖苷毫克数表示；乳酸菌总数采用gb4789.35-2010方法测定。该植物提取物中多酚含量为382.31mggae/g、木酚素含量(以芝麻素酚三糖苷计)121.43mg/g、乳酸菌总数1.4×108cfu/g。
实施例3
一种富含抗氧化成分及活性乳酸菌的植物提取物的制备方法为：
1)将市售新鲜桑葚经过清洗后榨汁，榨汁过程中加入0.2％抗坏血酸防止果汁氧化褐变，汁液经四层纱布过滤，得桑葚汁；
2)将葡萄皮干燥粉碎后加入15倍体积70％乙醇溶液于45℃浸提5小时，4500r/min条件下离心15min，收集提取液，在45℃条件下减压浓缩至浓缩物中无乙醇残留，然后真空干燥。将脱脂芝麻粕干燥粉碎后加入15倍体积70％乙醇溶液室温浸提5小时，4500r/min条件下离心15min，收集提取液，沉淀部分以相同方法提取1次，将提取液合并、减压浓缩至原体积的1/5，加入1倍于浓缩液的无水乙醇，混匀，静置2h，离心(4000r/min，10min)，上清液进行减压浓缩、真空干燥。将苹果渣干燥粉碎后加入15倍体积70％乙醇溶液于45℃浸提5小时，4500r/min条件下离心15min，收集提取液，沉淀部分加入无水乙醇/浓硫酸(12：1，ml/ml)溶液室温提取13h，离心(4000r/min，10min)，收集提取液。将提取液合并、减压浓缩至原体积的1/4，加入1倍于浓缩液的无水乙醇，混匀，静置1h，离心(4000r/mi，10min)，上清液在45℃条件下减压浓缩至浓缩物中无乙醇残留，然后真空干燥。按照质量比，将葡萄皮渣提取物8kg、脱脂芝麻粕提取物5kg和苹果渣提取物10.8kg加入到79kg桑葚汁中，添加蔗糖调节可溶性固形物含量至15°brix，采用质量浓度为2.0kg/l柠檬酸调节体系ph值至5.0，于121℃灭菌30min，冷却至40℃；
3)按照混合体系质量的8％接种已活化的植物乳杆菌，于35℃发酵36小时，再按照混合体系质量的10％添加麦芽糊精，混匀，经喷雾干燥即得到富含抗氧化成分和活性乳酸菌的植物提取物。
该植物提取物中多酚含量测定采用福林酚法，结果以每克提取物中含有没食子酸毫克当量数(gae)表示；木酚素含量采用高效液相色谱法检测，结果以每克提取物中芝麻素酚三糖苷毫克数表示；乳酸菌总数采用gb4789.35-2010方法测定。该植物提取物中多酚含量为461.73mggae/g、木酚素含量(以芝麻素酚三糖苷计)108.04mg/g、乳酸菌总数1.0×108cfu/g。
实施例4
一种富含抗氧化成分及活性乳酸菌的植物提取物的制备方法为：
1)将市售新鲜桑葚经过清洗后榨汁，榨汁过程中加入0.4％抗坏血酸防止果汁氧化褐变，汁液经四层纱布过滤，得桑葚汁；
2)将葡萄皮干燥粉碎后加入12倍体积50％乙醇溶液于45℃浸提5小时，4500r/min条件下离心10min，收集提取液，在50℃条件下减压浓缩至浓缩物中无乙醇残留，然后真空干燥。将脱脂芝麻粕干燥粉碎后加入12倍体积50％乙醇溶液室温浸提5小时，4500r/min条件下离心10min，收集提取液，沉淀部分以相同方法提取2次，将提取液合并、减压浓缩至原体积的1/5，加入2倍于浓缩液的无水乙醇，混匀，静置1h，离心(4000r/min，10min)，上清液进行减压浓缩、真空干燥。将苹果渣干燥粉碎后加加入12倍体积50％乙醇溶液于45℃浸提5小时，4500r/min条件下离心10min，收集提取液，沉淀部分加入无水乙醇/浓硫酸(10：1，ml/ml)溶液室温提取10h，离心(4000r/min，10min)，收集提取液。将提取液合并、减压浓缩至原体积的1/4，加入3倍于浓缩液的无水乙醇，混匀，静置1.5h，离心(4500r/mi，12min)，上清液在50℃条件下减压浓缩至浓缩物中无乙醇残留，然后真空干燥。按照质量比，将葡萄皮渣提取物8kg、脱脂芝麻粕提取物8.6kg和苹果渣提取物18kg加入到65kg桑葚汁中，添加蔗糖调节可溶性固形物含量至13°brix，采用质量浓度为4.0kg/l柠檬酸调节体系ph值至4.5，于121℃灭菌20min，冷却至35℃；
3)按照混合体系质量的2％接种已活化的植物乳杆菌，于40℃发酵48小时，再照混合体系质量的40％添加麦芽糊精，混匀，经喷雾干燥即得到富含抗氧化成分和活性乳酸菌的植物提取物。
该植物提取物中多酚含量测定采用福林酚法，结果以每克提取物中含有没食子酸毫克当量数(gae)表示；木酚素含量采用高效液相色谱法检测，结果以每克提取物中芝麻素酚三糖苷毫克数表示；乳酸菌总数采用gb4789.35-2010方法测定。该植物提取物中多酚含量为496.15mggae/g、木酚素含量(以芝麻素酚三糖苷计)131.62mg/g、乳酸菌总数1.7×108cfu/g。
实施例5
一种富含抗氧化成分及活性乳酸菌的植物提取物在食品中的应用，方法如下：将实施例1至实施例4得到的植物提取物，按料液比5～10：300～500(g/ml)加入到不高于40℃的饮用水中，根据个人嗜好加入适量蔗糖或其他甜味剂，冲调混匀，即可直接饮用。
或，作为食品辅料，可根据口感及适口性将实施例1至实施例4得到的植物提取物适量添加到黄瓜、海带等凉拌菜及果蔬沙拉中，以提高膳食中的抗氧化成分及活性乳酸菌含量。
上述参照实施例对富含抗氧化成分及活性乳酸菌的植物提取物的制备方法及其在食品中的应用进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。