一种甘蔗发酵提取物及其制备方法与应用与流程

1.本发明属于生物工程技术及食品加工领域，涉及一种甘蔗发酵提取物及其制备方法与应用。


背景技术：

2.公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
3.甘蔗(saccharum officinarum)中含有大量高抗氧化活性的多酚，在减少肥胖、协助糖尿病管理、控制血糖水平和降低高碳水化合物食品的血糖指数等方面具有重要作用。甘蔗提取物中高浓度的多酚和抗氧化化合物，可阻止人类上皮性结直肠癌细胞(caco-2)摄取葡萄糖和果糖，恢复功能失调的胰腺β细胞的胰岛素分泌。据发明人研究了解，目前甘蔗提取物一般采用有机溶剂或者超临界萃取的方法对甘蔗进行提取，这种方法存在提取物成本高、不可用于普通食品等缺陷。同时，通过发明人研究还发现，现有甘蔗提取物的方法对甘蔗中多酚、多糖的提取率较低，造成甘蔗原料的大量浪费。


技术实现要素：

4.为了解决现有技术的不足，本发明的目的是提供一种甘蔗发酵提取物及其制备方法与应用，本发明的制备方法大大提高了甘蔗中多酚、多糖的溶出率，提高甘蔗的利用率。
5.为了实现上述目的，本发明的技术方案为：
6.一方面，一种甘蔗发酵提取物的制备方法，将甘蔗压榨获得甘蔗汁和甘蔗渣，将甘蔗渣进行超微粉碎获得甘蔗渣粉末，将甘蔗汁与甘蔗渣粉末混合获得混合料液，将鼠李糖乳杆菌和植物乳杆菌接种于混合料液中进行发酵，即得；其中，鼠李糖乳杆菌和植物乳杆菌的接种比例为1:2～1:3。
7.本发明利用鼠李糖乳杆菌和植物乳杆菌对甘蔗汁液及超精细粉碎的甘蔗渣粉进行发酵大大提高了甘蔗中多酚、多糖的溶出率。
8.另外，通过斑马鱼模型研究，意外地发现，本发明制备的甘蔗发酵提取物具有免疫功能和血脂代谢的调节作用，这表明本发明的制备方法不仅提高了甘蔗中多酚、多糖的溶出率，而且保证了鼠李糖乳杆菌和植物乳杆菌的活性成分，使之相互间产生协同增效的作用。
9.另一方面，一种甘蔗发酵提取物，由上述制备方法获得。
10.第三方面，一种上述甘蔗发酵提取物在制备具有免疫功能和调节血脂代谢作用的食品中的应用。
11.本发明的有益效果为：
12.本发明首先发酵菌种选用了鼠李糖乳杆菌和植物乳杆菌，充分释放和保留甘蔗中的营养及活性成分，在显著提高甘蔗中多酚和多糖等活性成分的溶出率的同时还保证了安
全性；其次，通过发酵作用提高甘蔗多酚的成分，减少了通过有机溶剂提取工艺中有机溶剂的使用，避免了对环境的污染。最后，该方法成本低、可操作，无论在实验室小试制备还是工厂大规模生产，都有着绝对的优势。
附图说明
13.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
14.图1为本发明实施例1制备的甘蔗发酵粉的浓度-死亡率效应曲线；
15.图2为本发明使用实施例1制备的甘蔗发酵粉的t细胞减少症表型图；
16.图3为本发明实施例1中斑马鱼体内葡萄糖水平柱状图，与模型对照组比较，***p《0.001，**p《0.05；
17.图4为本发明实施例中斑马鱼神经荧光强度表型图。
具体实施方式
18.应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
19.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
20.鉴于现有甘蔗提取物的制备存在成本高、不可用于普通食品，且对甘蔗中多酚、多糖的提取率较低等问题，本发明提出了一种甘蔗发酵提取物及其制备方法与应用。
21.本发明的一种典型实施方式，提供了一种甘蔗发酵提取物的制备方法，将甘蔗压榨获得甘蔗汁和甘蔗渣，将甘蔗渣进行超微粉碎获得甘蔗渣粉末，将甘蔗汁与甘蔗渣粉末混合获得混合料液，将鼠李糖乳杆菌和植物乳杆菌接种于混合料液中进行发酵，即得；其中，鼠李糖乳杆菌和植物乳杆菌的接种比例为1:2～1:3。
22.在一些实施例中，甘蔗渣烘干后进行超微粉碎。烘干温度为35～45℃。
23.在一些实施例中，甘蔗渣与甘蔗汁的料液比为1:3～1:7，g/ml。
24.在一些实施例中，混合料液在105～115℃灭菌15～20min，然后接种鼠李糖乳杆菌和植物乳杆菌。
25.在一些实施例中，发酵开始时，鼠李糖乳杆菌和植物乳杆菌的接种量为3～5％。
26.在一些实施例中，发酵温度为28～35℃，发酵时间为60～120h。
27.在一些实施例中，发酵后进行冷冻干燥，冷冻干燥的过程为：预冻条件为-20～-18℃，时间4～6h，预冻完成后将物料放入干燥室进行干燥，干燥时间为10～12h，干燥室真空度为3～5pa，冷阱温度保持在-65～-60℃。
28.本发明的另一种实施方式，提供了一种甘蔗发酵提取物，由上述制备方法获得。所述甘蔗发酵提取物可以为液体制剂(例如发酵后的发酵液可以直接作为液体制剂)，也可以为粉体制剂(例如发酵后的发酵液进行冷冻干燥成粉末，可作为粉体制剂)。
29.在一些实施例中，按照质量份数计，鼠李糖乳杆菌10～20份，植物乳杆菌25～35份、甘蔗代谢物粉体40～60份。
30.本发明的第三种实施方式，提供了一种上述甘蔗发酵提取物在制备具有免疫功能和调节血脂代谢作用的食品中的应用。
31.为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本发明的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本发明的技术方案。
32.实施例1
33.一种甘蔗发酵粉的制备方法，步骤如下：
34.(1)以洗净的甘蔗为原料，榨汁取甘蔗汁液备用。
35.(2)甘蔗渣40℃烘干以除去表面水分，经过超微粉碎机进行超微粉碎机，制得甘蔗渣超微粉碎末，并过筛网备用。
36.(3)将甘蔗汁液与甘蔗渣粉混匀，料液比是1:5，g/l，105℃灭菌15min，取出冷凉备用。
37.(4)以步骤(3)为原料，接种3％(即每升原料中接种菌的体积为30ml)的鼠李糖乳杆菌和植物乳杆菌混合菌液(鼠李糖乳杆菌和植物乳杆菌的接种比例为1:3，细胞数)，进行发酵，发酵温度为28℃，发酵时间为60h。
38.(5)将发酵液进行冷冻干燥，预冻条件为-20℃，时间4h，预冻完成后将物料放入干燥室进行干燥，干燥时间为10h，干燥室真空度为4pa，冷阱温度保持在-65℃左右，得到甘蔗发酵粉产品。
39.经过计算，本实施例甘蔗发酵粉产品中，以质量份数计，鼠李糖乳杆菌10份，植物乳杆菌菌粉体30份、甘蔗代谢物粉体60份。
40.本发明制备甘蔗发酵粉调节免疫力的验证方法为：
41.(1)以正常发育4dpf(day post fertilization)的野生ab系斑马鱼为实验动物，分别加入不同浓度的甘蔗发酵样品，于28℃恒温培养箱培养20h，计算样品的lc
10
和lc
50
值。
42.结果如图1所示，lc
10
和lc
50
分别为0.84％和1.74％。
43.(2)正常发育4dpf的野生ab系斑马鱼，在体视显微镜下挑选正常的斑马鱼，分出10条为正常对照组，剩下的利用静脉注射长春瑞滨造模斑马鱼免疫力低下模型，并随机分成空白对照组、模型对照组、vc阳性对照组、甘蔗发酵粉组。空白对照组加入斑马鱼养殖水，vc阳性对照组加入0.1％的vc溶液，甘蔗发酵粉组加入0.5％、1％、1.5％的甘蔗发酵粉。将上述各组斑马鱼置于28℃恒温培养箱培养，培养结束后观察t细胞数量(荧光强度)。
44.结果如图2所示，经斑马鱼试验证明，本实施例制备的甘蔗发酵粉具有调节免疫力，增强免疫细胞t细胞数量的作用。
45.本发明制备甘蔗发酵粉调节血脂代谢的验证方法为：
46.(1)正常发育4dpf的野生ab系斑马鱼，在体视显微镜下挑选正常的斑马鱼，分出10条为正常对照组，剩下的利用蛋黄粉、胆固醇和葡萄糖饲喂斑马鱼诱导斑马鱼高糖高脂模型，并随机分成空白对照组、模型对照组、阿卡波糖阳性对照组、甘蔗发酵粉组。空白对照组加入斑马鱼养殖水，阿卡波糖阳性对照组加入0.1％的阿卡波糖溶液，甘蔗发酵粉组加入0.5％、1％、1.5％的甘蔗发酵粉。将上述各组斑马鱼置于28℃恒温培养箱培养，培养结束后检测血糖水平和观察周围神经保护功效(神经荧光强度)。
47.结果如图3、图4所示，经斑马鱼试验证明，本实施例制备的甘蔗发酵粉具有调节血脂代谢的作用，不仅血糖水平有改善，由持续的高血糖水平累及中枢和周围神经病变也有了好转。
48.实施例2
49.一种甘蔗发酵粉，制备方法同实施例1。
50.经过计算，本实施例甘蔗发酵粉产品中，以质量份数计，鼠李糖乳杆菌12份，植物乳杆菌菌粉体35份，甘蔗代谢物粉体53份。
51.实施例3
52.一种甘蔗发酵粉，制备方法同实施例1。
53.经过计算，本实施例甘蔗发酵粉产品中，以质量份数计，鼠李糖乳杆菌13份，植物乳杆菌菌粉体36份、甘蔗代谢物粉体51份。
54.实施例4
55.一种甘蔗发酵粉，制备方法同实施例1。
56.经过计算，本实施例甘蔗发酵粉产品中，以质量份数计，鼠李糖乳杆菌18份，植物乳杆菌菌粉体28份、甘蔗代谢物粉体54份。
57.实施例5
58.一种甘蔗发酵粉的制备方法，步骤如下：
59.(1)以洗净的甘蔗为原料，榨汁取甘蔗汁液备用。
60.(2)甘蔗渣40℃烘干以除去表面水分，经过超微粉碎机进行超微粉碎机，制得甘蔗渣超微粉碎末，并过筛网备用。
61.(3)将甘蔗汁液与甘蔗渣粉混匀，料液比是1:5，g/ml，105℃灭菌15min，取出冷凉备用。
62.(4)以步骤(3)为原料，接种3％的酿酒酵母菌液，进行发酵，发酵温度为30℃，发酵时间为60h。
63.(5)将发酵液进行冷冻干燥，预冻条件为-20℃，时间4h，预冻完成后将物料放入干燥室进行干燥，干燥时间为10h，干燥室真空度为4pa，冷阱温度保持在-65℃左右，得到产品。
64.本实施例制备的甘蔗发酵粉不仅多酚含量较少，如表1所示，而且血脂代谢调节作用较差，且不具有调节免疫力的作用。
65.表1甘蔗发酵粉中多酚的含量对比
66.项目名称多酚含量实施例115
±
3％实施例52
±
1％
67.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。