一种南菊芋9号固体酵素的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于食品加工领域，具体涉及一种南菊芋9号固体酵素的制作方法。
【背景技术】
[0002] 菊芋又名洋姜、鬼子姜，是一种菊科、向日葵属多年生宿根性草本植物。菊芋营养 价值丰富，既是工业和食品的重要原料，也可做动物饲草，被联合国粮农组织官员称为"21 世纪人畜共用作物"。菊芋的主要成分为菊粉，鲜菊芋块茎中大约含15%_20%菊粉，约占菊 芋干重的70%-80%。菊粉又名菊糖，主要由不同聚合度果聚糖组成，2009年卫生部批准菊 粉为新食品资源，2012年卫生部公布增加菊芋作为新资源食品菊糖的原料。菊糖是一类天 然果聚糖的混合物，是良好的益生元，也是目前发现的最易溶解的膳食纤维，具有增殖人体 内益生菌、抑制腐败菌、促进肠胃功能、预防肠道肿瘤、治疗便秘、降低血脂、控制血糖、美容 减肥等多种功效。
[0003] 南菊芋9号菊芋是北京碧青园园林绿化工程有限公司所有的专利品种，是用从俄 罗斯引进的菊芋CN52868品种在沿海滩涂采用海水胁迫栽培，经多年筛选而获得的耐盐、耐 涝，适宜在沿海滩涂地种植的高产菊芋新品种。南菊芋9号菊芋不仅产量高，而且菊粉含量 丰富。目前对南菊芋9号菊芋的深加工主要是生产菊粉，进而获得低聚果糖和高果糖浆。国 内菊粉生产工艺还不够成熟，获得高纯度菊粉不仅成本高，且具有一定的难度，大大阻碍了 我国菊芋产业的发展。因此，对菊芋进行多元化开发和利用、获得多样化产品是促进菊芋发 展的重要途径。以菊芋为原料制作酵素，不仅可完全保留菊芋的营养物质和保健功能因子， 同时还能产生大量的生物活性物质，是对菊芋进行高附加值加工的重要途径。关于酵素已 有大量报道，且市场上也有大量产品，但目前还未有统一的生产和产品标准。目前市场上的 酵素主要是液体酵素，液体酵素携带不便，保质期短，乙醇含量高，益生菌数量少，且经过高 温处理营养物质和保健功能因子丧失严重。基于上述问题，本发明提出了一种南菊芋9号固 体酵素的生产方法。按照此方法可在短期内获得一款具有较强保健功能的高品质菊芋固体 酵素。
【发明内容】
[0004] 针对目前菊芋的单一化加工和酵素产品存在的问题，本发明提出了一种菊芋固体 酵素的制作方法。利用该方法可生产出一款低糖、无醇、口感好、风味独特、集营养与保健于 一体的高品质菊芋固体酵素。
[0005] 本发明的目的是通过以下方式实现的：
[0006] -种南菊芋9号固体酵素的制作方法，该方法包括以下步骤：
[0007] 1)菊芋前处理:将完整菊芋清洗、切片、晾晒、破碎，颗粒大小为2mm~5mm;
[0008] 2)原料调配:向步骤1)所得菊芋颗粒中加入乳糖、碳酸钙、硫酸铵、豆柏粉和米粉， 搅拌混合均匀，并加入柠檬酸调节其pH为6.0~6.8得到调配的原料，所采用的菊芋为南菊 芋9号；
[0009] 3)发酵剂制备：向含盐3%~4%的冷开水中加入鲜菊芋片和蔬菜，在30°C~35°C 条件下密闭无氧发酵3~4天，所得浑浊发酵液即为自然微生态发酵剂，所采用的菊芋为南 菊芋9号；
[0010] 4)发酵:将步骤3)所得自然微生态发酵剂均匀撒入步骤2)调配的原料中，搅拌均 匀并装入发酵容器，在20°C~30°C条件下密封无氧发酵5~7天，然后在30°C~40°C条件下 密封无氧发酵2~3天，最后在0°C~5°C条件下保存5~7天进行后熟；
[0011] 5)干燥制粉:向步骤4)所得发酵物中加入益生菌冷冻保护剂，然后进行冷冻干燥， 并粉碎成粉状；
[0012] 6)调配：向步骤5)所得粉状酵素中添加功能性甜味剂和水果粉，以调节酵素的色、 香、味和口感。
[0013] 步骤1)中对菊芋片的晾晒程度为菊芋片质量减少20%~30%或其含水量降至 50% ~60%〇
[0014] 步骤1)中对菊芋片进行晾晒是为了除去一定量的水分，防止固态发酵中水分含量 过多引起杂菌污染，同时也减少了冷冻干燥的时间。
[0015] 步骤1)中将菊芋片粉碎成大小为2mm~5mm的颗粒是为了使发酵更完全、彻底。
[0016] 步骤2)中乳糖、碳酸钙、硫酸铵、豆柏粉和米粉的添加量分别为菊芋颗粒重的1 % ~2%、0.5%~1%、0.2%~0.4%、10%~20%和5%~10%。
[0017] 步骤2)中加入乳糖使乳酸菌在接种后大量繁殖成为优势菌群;加入米粉为乳酸菌 在后期发酵中提供足够碳源;加入碳酸钙、硫酸铵和豆柏粉分别为乳酸菌提供了钙盐、无机 氮和有机氮，从而促进乳酸菌的生长。
[0018] 步骤3)中所述蔬菜为红萝卜、白萝卜、白菜、包菜、序菜、豆角、青辣椒中的任2~3种， 将其洗净、晾干后加入。
[0019] 步骤3)中所述菊芋片和蔬菜的重量比为7:3~9:1，菊芋片和蔬菜总的添加量为盐 水质量的1/3~1/2。
[0020] 步骤3)中利用菊芋和蔬菜混合物通过自然发酵获得微生态发酵菌种，使所得菌种 具有一定的多样性;加入大量菊芋可针对性的筛选出适合菊芋发酵的菌种。
[0021 ]步骤4)中发酵剂和原料混合的体积质量比为1:10~1:12(L/kg)。
[0022] 步骤4)中采用无氧发酵，抑制了酵母生长避免了乙醇的产生，同时促进了乳酸菌 的生长代谢;低温后熟中不同成分间发生化学变化，使最终产品口感更柔和、风味更独特。
[0023] 步骤5)中所述益生菌冷冻保护剂为大豆低聚糖或低聚木糖，添加量为发酵物质量 的4%~8%〇
[0024] 步骤5)中所加冷冻保护剂不仅可提高益生菌的存活率，同时也是良好的功能性低 聚糖，可大大提尚广品的保健功能。
[0025]步骤5)中冷冻干燥的方法为：先在一40 °C预冻12h~18h，然后迅速放入真空冷冻 干燥机中，在真空度〇.〇85MPa~0.090MPa下，依次在一40°C~一30°C保持2~3h，一30°C ~一 20 °C保持2~3h，一 20 °C~一 10 °C保持2~3h，一 10 °C~0 °C保持3~5h，0 °C~10 °C保持3 ~5h，10°C~30°C保持3~5h。
[0026]步骤5)采用冷冻干燥制粉且冻前加入冷冻保护剂，大大提高了终产品中益生菌的 数量和质量。
[0027] 步骤6)中所述功能性甜味剂为阿拉伯糖，添加质量比为粉状酵素重量的2%~ 5%〇
[0028] 步骤6)中所述水果粉为苹果粉、蓝莓粉、草莓粉、猕猴桃粉、香蕉粉、山楂粉、菠萝 粉中的一种，添加质量比为粉状酵素重量的10%~15%。
[0029] 步骤6)向酵素中加入阿拉伯糖和果粉，不仅调节了其色、香、味和口感使人们更易 于接受，而且大大增加了其营养和功能成分。
[0030] 本发明技术的有益效果：
[0031] 本发明以南菊芋9号菊芋为原料制作固体酵素，南菊芋9号菊芋产量高、益生元和 可溶性膳食纤维含量丰富，具有较高的营养价值和保健功能，是制作酵素的良好原料。本发 明所制固体酵素不仅完全保留了原料的营养成分，而且发酵过程中还产生了大量有益人体 健康的功能活性因子，和目前市场上液体酵素相比其携带方便、易于保存、无防腐剂、无高 温处理、保质期长(3~4年）、无醇、低糖(还原糖含量<1%)且益生菌含量高（10 8CFU/g)。本 发明主要通过天然微生态菌种发酵技术和生料固体分阶段控温发酵技术实现，天然微生态 菌种发酵剂通过自然筛选过程保证了菌种的特殊性、优势性和多样性，可使发酵速度更 快、最终产品风味更好且更具特色;分阶段控温发酵可促使不同阶段不同温度下不同优势 菌群的生长，充分发挥了菌种的多样性和优势性，使发酵更完全、营养和口味更丰富；生料 固态发酵，减少了原料营养保健成分的丧失，简化了生产工艺，节省了成本，提高了生产效 率。
[0032] 以下通过部分试验过程进一步说明本发明的有益效果：
[0033] 试验例1不同干燥方法对益生菌存活率的影响
[0034] 发明人主要对比了普通干燥、真空干燥以及冷冻干燥对最终产品中乳酸菌存活率 的影响。具体方法如下：
[0035] 普通干燥:将发酵的产品（按照实施例1步骤至后熟后所得发酵物)平铺于托盘中， 放于40 °C烘箱中，待残余水分5 %~10 %时终止。
[0036] 真空干燥:将发酵的产品（按照实施例1步骤至后熟后所得发酵物)平铺于托盘中， 在真空度0.090MPa、40 °C下进行处理，待残余水分5 %~10 %时终止。
[0037] 冷冻干燥:将发酵的产品（按照实施例1步骤至后熟后所得发酵物)平铺于托盘中 (添加或不添加8 %的低聚木糖），先在一40 °C预冻12h，然后放入冷冻干燥机内，真空度 0 · 090Mpa下，在一40 °C 保持3h，一 30 °C 保持3h，一 20 °C 保持3h，一 10 °C 保持3h，0 °C保持5h，10 °C保持5h。
[0038] 将用不同方法烘干的产品粉碎，取lg干粉和等重于lg干粉的干燥前产品分别溶于 10mL无菌水中，取100yL涂布于平板，在35°C培养3天后，进行平板计数。
[0039]试验结果如表1所示：
[0040]表1不同干燥方法对益生菌存活率的影响
[0041]
[0042] 由表1试验结果可得采用冷冻干燥，并且在冷冻前添加低聚木糖作为保护剂可大 大提高益生菌的存活率。
[0043] 试验例2不同菌种对发酵速度的影响
[0044]取四份按照发明实施例1步骤得到调配的原料，每份500g，分别添加已活化的植物 乳杆菌和嗜酸乳杆菌(活化前两菌干质量比1:1)、