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蓝莓果渣酵素制备工艺的研究

杨培青  
【摘要】:近年来,全国蓝莓种植面积逐年扩大,蓝莓产量逐年增加,蓝莓产业也随之发展迅速,各种新产品不断涌现。蓝莓果酒生产过程中会产生大量的果渣,仍然含有较多的营养成分,但传统方式通常将其作为废弃物处理,不但造成了资源的浪费,同时又对环境造成污染。并且随着蓝莓果酒加工业的迅速发展,作为加工副产物的蓝莓果渣也随之增多,对环境带来的压力也会增大。但如果将这些果渣进一步加工成蓝莓果渣酵素,那么其经济价值提升巨大。为了解决这个问题,本文以蓝莓酒生产过程中产生的下脚料蓝莓果渣为原料,通过复合酶酶解,浓缩、复合发酵、真空冷冻干燥等工艺,从蓝莓果渣中制取蓝莓果渣酵素。本论文主要进行了蓝莓果渣酵素发酵工艺的研究及其工艺的优化。首先按照国标测定并分析蓝莓果渣中的主要成分,进行半纤维素酶、纤维素酶和果胶酶对蓝莓果渣酶解条件的研究及复合酶酶解。然后进行酵母菌和干酪乳杆菌对蓝莓果渣酶解液的发酵条件研究,随后进行酵母菌和干酪乳杆菌复合发酵,最后将蓝莓果渣发酵液浓缩,进行真空冷冻干燥,制成蓝莓果渣酵素粉状产品。本论文的主要研究成果如下:1.蓝莓果渣中水分含量为76.20%,纤维素含量13.32%,半纤维素含量为6.53%,蛋白质的含量为2.88%,另外还含有少量的脂肪和碳水化合物等。运用电感耦合等离子体原子发射光谱法测得蓝莓果渣中富含钾、钠、钙、铁、锌、磷、镁、锗等常量和微量矿物质元素,尤其对人体有益的铁、锌等微量元素含量丰富。通过分光光度法、pH示差法测得蓝莓果渣中总酚和总花色苷含量分别为2.98 mg/g、1.47 mg/。2.采用β-葡聚糖酶、木聚糖酶、纤维素酶和果胶酶进行蓝莓果渣的酶解,将人体不易利用的大分子水解成易于微生物和人体利用的小分子物质。复合酶酶解蓝莓果渣的工艺为:pH为5.0,料液比为1:3,温度为55℃,酶解时间为240min。加酶量按质量比例添加如下:纤维素加酶量为1.0%,β-葡聚糖酶和木聚糖酶按1:2比例加酶量为0.50%,果胶酶加酶量为0.50%。酶解后蓝莓果渣酶解率为63.50%,可溶性固形物含量为6.77%。3.进行酵母菌和干酪乳杆菌复合发酵。选取工艺参数为酵母菌和干酪乳酸菌的最佳接种量、发酵温度、起始pH、发酵时间,分析其对酵母菌的蛋白酶活性和数量及对干酪乳酸菌数量的影响。按照单因素实验法和正交实验法设计上述工艺参数的优化试验。确定最佳酵母菌发酵工艺条件为:发酵液pH3.5,发酵温度30℃,接种量0.15%,发酵时间16h。酵母菌发酵16h后在37℃条件下,发酵液pH4.0,干酪乳杆菌接种量0.50%,静置发酵24h,温度保持在18~20℃左右,静置,进行24h的后发酵,使发酵液产香。在这样的条件下制得的发酵液中干酪乳杆菌数量为8.05×108CFU/mL,蛋白酶活性为2525.3U/g。4.将发酵液可溶性固形物含量浓缩到30%,通过真空冷冻干燥得到水分含量小于5%的蓝莓果渣酵素粉。真空冷冻干燥条件:冷冻温度为-20℃,真空度为10~20Pa,冷阱温度为-45℃。经过真空冷冻干燥后,制得蓝莓果渣酵素产品质量指标如下,色泽:蓝紫色,有光泽,且颜色均匀;气味:具有蓝莓特有的果香味,并伴有发酵香味;酸度:酸味纯正,持久不刺激;组织形态:松散无结块。水分含量≤5%,蛋白酶含量≥(3675±10)U/g,超氧化物歧化酶(SOD)含量≥(515±10)U/g,脂肪酶含量≥(45±5)U/g,干酪乳杆菌数量≥(8.5±0.5)×108CFU/g。


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