一种食用植物油脂的微生物抗氧化剂及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种食用植物油脂的微生物抗氧化剂及其制备方法，其是由油酸聚甘油单酯、乙醇与微生物抗氧化剂发酵液按比例混合制得，其中，微生物抗氧化剂发酵液的生产菌种包括沼泽红假单胞菌、酿酒酵母菌和乳酸菌中的至少一种；其制备步骤包括制备沼泽红假单胞菌、酿酒酵母菌、植物乳杆菌、嗜热链球菌及双歧杆菌，将上述培养的菌种按比例称取制得菌种原液，将菌种原液和培养基混合并发酵后离心、灭菌消毒，得所需的微生物抗氧化剂发酵液，然后将油酸聚甘油单酯、乙醇与微生物抗氧化剂发酵液按比例混合、分散、静止后制得所需的微生物抗氧化剂。本发明提供了一种能抑制食用植物油脂氧化和延长保质期的天然抗氧化剂及其制备方法，使其满足高效、安全、生产成本低并增强油脂口感的要求。
【专利说明】一种食用植物油脂的微生物抗氧化剂及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及微生物发酵所得的抗氧化剂，尤其涉及一种能使食用油脂在室温下长期保存的微生物抗氧化剂。
【背景技术】
[0002]食用油脂是人们日常生活中必需品之一，食用油脂根据其来源可以分为两大类:植物油脂以及动物脂肪。现代人越来越注重健康问题，因此含有不饱和脂肪酸的食用油脂比饱和脂肪酸的油脂更得到人们的追捧。其中现有植物油脂的种类有芜菁菜籽(turniprapeseed)或菜籽油、玉米油、向日葵油、豆油和橄榄油，或也可以是提取自不同的植物的油并将其混合配置使用。由于植物油脂中富含不饱和脂肪酸，而在化学结构上比动物油中的饱和脂肪酸更不稳定，更易氧化，因此，现有的新型食用油脂中，越来越多的出现含有植物油脂以及动物脂肪的调和油。
[0003]即使是植物油脂和动物脂肪的调和油，当经过长期保藏、运输的过程，如果所述油制品在室温或更高温度的环境下，油制品很容易发生酸败，因此，在食用油生产制备过程中，往往需要添加抗氧化剂，来预防或减少食用油的酸败现象发生。
[0004]酸败是由于在贮藏时食物产品与空气等作用发生氧化而进一步分解产生异臭味的现象，主要由于被氧化而生成一部分游离脂肪酸和中等分子量的醛类(如庚醛、壬醛等)，脂肪在高温、高湿和通风不良的情况下，还可能因微生物的作用而发生水解，产生脂肪酸和甘油，脂肪酸可经微生物进一步作用，生成酮。酸败影响食用油脂及添加其制备得到的食物产品的气味和味道，影响消费者的满意度，更严重酸败的食用油脂还容易诱发癌症的发生。
[0005]用于抑制食用油脂酸败的抗氧化剂是存在于人体或食物中的、与可氧化底物的浓度相比具有较低浓度并能显著延`缓或防止底物氧化的物质。抗氧化剂的作用在于，通过抑制和延缓氧化以延长食品的保质期并减少浪费和营养损失。在食品中，抗氧化剂或作为内源组分或被添加到其中，通过控制氧化及其有害产物的产生来改善产品质量。
[0006]抗氧化剂保护食品免受氧化的机理是:通过提供电子或氢原子，或灭活金属离子和纯态氧来清除自由基。理想的食品级抗氧化剂的要求是:安全，不影响色泽、气味或味道，在低浓度下有效，易于整合到食物中，在苛刻的加工条件下不失活，在成品中性质稳定，并且成本低廉。
[0007]在食用油脂及食品行业中，脂肪或油脂中的酸败是复杂脂质过氧化的过程。氧自由基，尤其是氢氧自由基的过量产生可生成脂质过氧化物和活性氧。油脂在加热和贮存时会经历氧化变质，加入的抗氧化剂是通过延缓氧化产物的发展来延长油脂的保质期。
[0008]应用最为广泛的抗氧化剂或氧化抑制剂是叔丁基氢醌(TBHQ)、丁基大茴香醚(BHA)和二丁基羟基甲苯(BHT)，然而，越来越多的迹象表明了其具有较高的健康风险，很多国家现在已限制使用这些化学合成抗氧化剂。
[0009]因此，天然抗氧化剂，尤其是源自天然食物原料的非合成抗氧化剂的出现受到社会的关注以及消费者的喜爱。理想的抗氧化剂应来自天然源，在较小浓度下有效，且不对油的气味、浊度及色泽产生影响。食物中的脂氧化影响其营养品质、健康、安全、色泽、气味和质地。目前，批准合成抗氧化剂在食物中的使用已证实是一种抑制氧化和延长保质期的经济有效的方法。
[0010]源自天然食物原料的非合成抗氧化剂一般都来自于植物材料，其活性成分为酚类、类黄酮和多酚类。其中，生育酚是次生植物代谢产物，其最初衍生于苯丙氨酸，在某些情况在植物中也可衍生于酪氨酸。一些常见植物酚类抗氧化剂包括类黄酮化合物、肉桂酸衍生物、香豆素和生育酚。
[0011]专利CN102696786A所述油脂抗氧化剂增效剂含有卵磷脂作为有效成分。它与抗氧化剂配合组成油脂抗氧化剂组合物，再与现有适用添加剂混合后，通过溶解或分散在液体中制成液态制剂，再将液态制剂用于食用油及含食用油食物中。但是该专利中，还需要加入抗氧化剂与卵磷脂协同作用下才能达到抗氧化的效果，不是纯天然的抗氧化剂。
[0012]专利CN102056490A公开了一种用于食品，饲料，化妆品和药品的改进的抗氧化剂，其主要通过蔗糖的异构化来获得。在传统的方式中，含海藻糖糖浆，也被称为海藻糖糖浆优选通过使用假单胞菌(mesoacidophila，如菌株MX-45)或相应的其他类似转基因生物的固定化细胞进行生物催化蔗糖来获得。该专利添加入食用油中会影响食用油的口感，不利于在食用油中的使用。
[0013]专利CN101831302A公开了一种液体油速溶、稳定的迷迭香抗氧化剂及其制备方法。所述方法包括:使用迷迭香为原料，使用食用油作载体助溶剂协同超临界二氧化碳对迷迭香的材料中抗氧化活性成分进行强化和选择性萃取，一步法得到液体油速溶、稳定的迷迭香抗氧化剂及迷迭香精油，可直接用于食用油脂等产品中。该专利对迷迭香材料的萃取工艺要求高且工序复杂，不利于大量的生产。
[0014]专利CN1106370C公开了一种用作食用油抗氧剂的茶多酚油溶性衍生物制备方法，其特征是以水溶性茶多酚、六至三十个碳的酰氯、酰化催化剂、重排助剂、还原剂等为原料，水溶性茶多酚经O-酰化、重排、还原`等化学反应后再经去催化剂、去盐、水洗、脱水干燥，即在水溶性茶多酚分子结构中引入脂肪长链而使其在保持茶多酚抗氧化特性的前提下具有油溶性。但是该专利工序较为复杂，成本过高。
[0015]综上所述，目前还未得到一种高效、成本低廉且不影响食用油脂口感的源自天然植物原料的非合成抗氧化剂以满足市场的需求。
【发明内容】
[0016]本发明的目的是提供一种能抑制食用植物油脂氧化和延长保质期的天然抗氧化剂及其制备方法，使其满足高效、安全、生产成本低，能增强油脂口感的要求。
[0017]为实现上述的目的，本发明的第一方面提供了一种食用植物油脂的微生物抗氧化剂，具体为:由油酸聚甘油单酯、乙醇中的至少一种与微生物抗氧化剂发酵液按比例混合制得；其中，微生物抗氧化剂发酵液的菌种为沼泽红假单胞菌、酿酒酵母菌和乳酸菌中的至少一种。
[0018]上述的微生物抗氧化剂发酵液包括的菌种的重量比例优选为:
[0019]沼泽红假单胞菌:酿酒酵母菌:乳酸菌=(5-25):(20-55):(15-35)，更优选为沼泽红假单胞菌:酿酒酵母菌:乳酸菌=(10-20):(25-50):(20-30)。[0020]上述的乳酸菌的菌种为植物乳杆菌、嗜热链球菌或双歧杆菌中的一种或多种。
[0021]上述的沼泽红假单胞菌(Rhodopseudomonas palustris)优选为保藏编号为ACCCNo:10649的菌种；
[0022]酿酒酵母菌(Saccharomycescerevisiae)优选为保藏编号为 ACCC No:20065 的菌种；
[0023]植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)优选为保藏编号为ACCC No:11118的菌种；
[0024]嗜热链球菌(Streptococcusthermophilus)优选为保藏编号为 ACCC No:10651的菌种；
[0025]双歧杆菌(Bifidobacterium)优选为保藏编号为ACCC No:11054的菌种。
[0026]本发明的第二方面提供了一种制备如上述食用植物油脂的微生物抗氧化剂的方法，其步骤包括:
[0027]步骤1，培养沼泽红假单胞菌、酿酒酵母菌、植物乳杆菌、嗜热链球菌及双歧杆菌。
[0028]步骤2，将步骤I培养的菌种按比例混合制得菌种原液，将菌种原液和培养基混合、发酵、离心和灭菌后得所需的发酵液。
[0029]步骤3，将油酸聚甘油单酯、乙醇中的至少一种与所得微生物抗氧化剂发酵液按比例混合、分散、静止后制得所需的微生物抗氧化剂。
[0030]上述的制备方法步骤I中所述的沼泽红假单胞菌的培养为将沼泽红假单胞菌转接入营养肉汤培养基中进行光照培养，其培养温度范围优选为26-40°C，更优选为28-32°C，其光照培养的时间范围`优选为48-144h，更优选为72_120h，待培养基变红后取出，然后放入2-4°C冰箱保存待用。
[0031]上述的制备方法步骤I中所述的酿酒酵母菌的制备为将酿酒酵母菌转接入马铃薯葡萄糖液体培养基中进行振荡培养，其振荡培养的温度范围优选为26-35°C，更优选为28-32°C，其振荡培养的转数范围优选为150-250rpm，更优选为180_220rpm，其振荡培养的时间优选为36-84h，更优选为48-72h，待培养基浑浊后取出，然后放入2_4°C冰箱保存待用。
[0032]上述的制备方法步骤I中所述的植物乳杆菌、嗜热链球菌及双歧杆菌制备为将上述的植物乳杆菌、嗜热链球菌及双歧杆菌分别转接入5%糖蜜液体培养基中进行培养，其培养的温度范围优选为32-40°C，更优选为35-39°C，其培养时间范围优选为36_84h，更优选为48-72h，待培养基浑浊后取出，然后放入2-4°C冰箱保存待用。
[0033]上述的制备方法步骤2中所述的培养基包括沙棘、绞股蓝、刺梨、野生蜂蜜、米糠中至少一种与无菌水混合。
[0034]上述步骤2中所述的培养基以所述的培养基总量为基准，其重量比例优选为沙棘:绞股蓝:刺梨:野生蜂蜜:米糠:无菌水=(0.01-2): (0.1-3): (0.1-3): (0.5-5): (1-7):(80-98)，更优选为沙棘:绞股蓝:刺梨:野生蜂蜜:米糠:无菌水=(0.01-1): (0.1-2):(0.1-2):(1-4):(2-5):(83-96.2)。
[0035]上述步骤2中所述的菌种原液和培养基混合重量比例优选为(5-30): (70-95)，更优选为(5-10): (90-95)。
[0036]上述步骤2中所述的发酵方法为将菌种原液和培养基混合后放入发酵罐搅拌均匀，进行密闭培养，培养的温度范围优选为25-40 V，更优选为28-32 V，待pH值小于
3.60-4.00后培养时间范围优选为10-18天，更优选为12-15天。
[0037]上述步骤2中所述的发酵方法还包括将培养混合物通过螺旋沉降离心机后，再进入碟式离心机，将离心后得到的液体在80-95°C温度下灭菌消毒30-60min，即得到微生物抗氧化剂发酵液。
[0038]上述的步骤3中所述的微生物抗氧化剂制备为油酸聚甘油单酯、乙醇、微生物抗氧化剂发酵液的重量比例优选为(2-15):(1-5):(85-97)，更优选为(5-10):(1-3):(90-95)。
[0039]上述的步骤3中所述的分散、静止方法为:使用高速分散机在转数为10000-15000rpm下分散3_5min，静止l_2h后制得最终的抗氧化剂。
[0040]本发明的第三方面提供了一种食用植物油脂，其包括本发明所述的任意一种食用植物油脂的微生物抗氧化剂。
[0041]其中，所述油脂可以是食用植物油，如大豆油、菜籽油、花生油、橄榄油、葵花油、玉米油、桐油、棕榈油、蓖麻油、茶油等，或者含有上述任意一种或几种油脂的混合油或调和油。
[0042]本发明所述的油脂的一种优选实施例中，在所述油脂中，所述食用植物油脂微生物抗氧化剂的重量比例为0.1-10%。
[0043]与现有的抗氧化剂相比，本发明所述的微生物抗氧化剂及其制备方法具有以下的特点:
[0044](I)本发明所述的微`生物抗氧化剂中，其主要成分为益生菌和植物的次生代谢产物，添加到食用油脂中，不会对人体健康造成不良影响，还可以使食用油脂的口感更佳，营养价值更高。
[0045](2)本发明所述的微生物抗氧化剂，所需的菌种原料以及辅助原料较易得到，无需复杂的制备过程工艺，生产成本低且步骤简单。
[0046](3)本发明所述的微生物抗氧化剂添加量不受限制，且不会对食用油脂产品的品质和口感产生不良的影响。
[0047](4)本发明所述的微生物抗氧化剂，由于其所含不同机制的抗氧化剂之间的协同作用，可以使抗氧化的效果更持久，使油脂产品的保存时间更长。
具体实施例
[0048]下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，但下述实施例不作为本发明的限定。
[0049]实施例一
[0050]制备微生物抗氧化剂，本实施例选用的菌种为:
[0051]沼泽红假单胞菌(Rhodopseudomonaspalustris)为保藏编号为 ACCC No: 10649的菌种；
[0052]酿酒酵母菌(Saccharomycescerevisiae 为保藏编号为 ACCC No:20065 的菌种；
[0053]植物乳杆菌(Lactobacillusplantarum)为保藏编号为 ACCC No:11118 的菌种。
[0054]步骤I，生产制种:[0055]将上述的沼泽红假单胞菌转接入营养肉汤培养基的锥形瓶中，在32°C温度下，光照培养72小时，待培养基变红后取出，然后放入4°C冰箱保存待用；
[0056]将上述的酿酒酵母菌转接入马铃薯葡萄糖液体培养基的锥形瓶中，在28°C，转速为220rpm下振荡培养48小时，待培养基浑浊后取出，然后放入4°C冰箱保存待用；
[0057]将上述的植物乳杆菌转接入5%糖蜜液体培养基的锥形瓶中，在35°C培养48小时，待培养基浑浊后取出，然后放入4°C冰箱保存待用。 [0058]步骤2，微生物抗氧化剂发酵液的制备:
[0059]将步骤I培养的菌种按以下重量比例称取制得菌种原液，其:沼泽红假单胞菌20%、酿酒酵母菌50%、植物乳杆菌30% ；
[0060]由下述重量百分比例培养基原料配制:沙棘1%、绞股蓝2%、刺梨2%、野生蜂蜜5%、米糠5%、无菌水85% ；
[0061]复合发酵:将以上称取的菌种原液和培养基原料按照菌种原液10%、培养基90%配制，放入发酵罐搅拌均匀后32°C密闭培养，待pH值小于3.70后培养12天；
[0062]将以上培养混合物通过螺旋沉降离心机后，再进入碟式离心机，将离心后得到的液体在90°C温度下灭菌消毒30min，即得到微生物抗氧化剂发酵液。
[0063]步骤3，微生物抗氧化剂的制备:
[0064]将油酸聚甘油单酯、乙醇以及微生物抗氧化剂按以下重量份比例4:1:95混合，使用高速分散机在转数为15000rpm下分散3min,静止Ih后制得最终的抗氧化剂。
[0065]使用本发明实施例1制备方法制得的微生物抗氧化剂与茶多酚为主要成分的抗氧化剂对无添加抗氧化剂的芝麻油抗脂质过氧化率进行对照试验。
[0066]对照试验具体步骤:
[0067](I)选用无添加抗氧化剂的芝麻油，选取微生物抗氧化剂组、茶多酚组的抗氧化剂各10ml，分别添加相应剂量抗氧化剂充分搅拌均匀。并准备空白对照溶液，空白对照溶液为取等量的芝麻油不添加任何抗氧化剂的溶液。
[0068]其中，实验抗氧化剂添加量:
[0069]I)使用的微生物抗氧化剂抗氧化能力:10000U/ml，添加量为0.032ml(相当于320U/10ml，根据油脂中茶多酚最大添加量计算)；
[0070]2)使用的茶多酚抗氧化能力:86500U/g，添加量为0.004g(相当于346U/10ml，在油脂中最大添加量为0.4g/kg)。
[0071](2)产品存放:
[0072]产品放置恒温箱(37 ± I °C )、相对湿度为70%。
[0073](3)进行检测:使用紫外-可见光分光光度计对微生物抗氧化剂组、茶多酚组以及空白对照溶液进行检测。
[0074]I)检测原理:油脂中的脂质过氧化产物丙二醛(MDA)是常用的脂质过氧化指标，在酸性和高温度条件下，可以与硫代巴比妥酸(TBA)反应生成棕色的三甲川(3，5，5-三甲基恶唑2,4-二酮)，三甲川的最大吸收波长为532nm。
[0075]2)检测得到两组数据:
[0076]第一组:
[0077]上述微生物抗氧化剂添加到芝麻油所得溶液的吸光度为Ax ；[0078]空白对照溶液的吸光度为Atl ；
[0079]将上述微生物抗氧化剂添加到蒸馏水中，得到添加剂的吸光度为AX(I。
[0080]第二组:
[0081]上述茶多酚抗氧化剂添加到芝麻油所得溶液的吸光度为Ax ；
[0082]空白对照溶液的吸光度为Atl ；
[0083]将上述茶多酚抗氧化剂添加到蒸馏水中，得到添加剂的吸光度为AX(I。
[0084]3)计算抗脂质过氧化率,其计算公式:
[0085]抗脂质过氧化率(%)= {[A。- (Ax-Axo) ] /A0} X 100%
[0086]A0:对照溶液的吸光度，取等量的芝麻油不添加任何抗氧化剂实验；
[0087]Axo:添加剂的吸光度，用蒸馏水代替等量的芝麻油实验；
[0088]Ax:试样溶液的吸光度。
[0089]检测结果:如表1所示。
[0090]表1，同剂量本发明所述抗氧化剂与茶多酚抗脂质过氧化率对比试验
[0091]
【权利要求】
1.一种食用植物油脂的微生物抗氧化剂，其特征在于，所述的微生物抗氧化剂具体为:由油酸聚甘油单酯、乙醇中的至少一种与微生物抗氧化剂发酵液按比例混合制得；其中，微生物抗氧化剂发酵液的生产菌种为沼泽红假单胞菌、酿酒酵母菌和乳酸菌中的至少一种。
2.如权利要求1所述的微生物抗氧化剂，其特征在于，所述的油酸聚甘油单酯、乙醇、微生物抗氧化剂发酵液的重量比例为(2-15):(1-5): (85-97)。
3.如权利要求1所述的微生物抗氧化剂，其特征在于，所述的微生物抗氧化剂发酵液包括的菌种的重量比例为: 沼泽红假单胞菌:酿酒酵母菌:乳酸菌=(5-25):(20-55):(15-35)。
4.如权利要求1或3所述的微生物抗氧化剂，其特征在于，所述的乳酸菌的菌种为植物乳杆菌、嗜热链球菌或双歧杆菌中的一种或多种。
5.一种制备如权利要求1所述的食用植物油脂的微生物抗氧化剂的方法，其步骤包括: 步骤1，培养沼泽红假单胞菌、酿酒酵母菌、植物乳杆菌、嗜热链球菌及双歧杆菌； 步骤2，将步骤I培养的菌种按比例混合制得菌种原液，将菌种原液和培养基混合、发酵、离心、灭菌后得所需的发酵液； 步骤3，将油酸聚甘油单酯、乙醇中的至少一种与所得微生物抗氧化剂发酵液按比例混合、分散、静止后制得所需的微生物抗氧化剂。
6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤2中菌种原液和培养基重量比例为(5-30):(70-95)。`
7.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤2中发酵方法为:进行密闭培养，其中培养的温度范围为25-40°C，待pH值小于3.60-4.00后培养时间范围为10-18天。
8.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤2中所述的培养基包括沙棘、绞股蓝、刺梨、野生蜂蜜或米糠中至少一种与无菌水混合，以所述培养基总重量为基准，其重量比例为沙棘:绞股蓝:刺梨:野生蜂蜜:米糠:无菌水=(0.1-2): (0.1-3): (0.1-3):(0.5-5):(1-7):(80-98)ο
9.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤3中所述的分散、静止方法为:使用高速分散机在10000-15000rpm下分散3_5min，分散后静止l_2h。
10.一种食用植物油脂，其特征在于，包括权利要求1所述的食用植物油脂的微生物抗氧化剂。
【文档编号】C11B5/00GK103555421SQ201310539318
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年11月4日 优先权日:2013年11月4日
【发明者】江瀚, 陈琦冈 申请人:上海绿博生物科技发展有限公司