一种陈皮发酵饮料的制备工艺研究及品质分析

摘要

近年来，益生菌发酵型饮料在市面上很流行，它因所具有的调节肠道功能紊乱、维持肠道内菌群平衡和提高机体免疫水平的功效，受到人们的热烈追捧。凝结芽孢杆菌是益生菌的后起之秀，它具有乳酸菌大部分的保健功能，却比乳酸菌有更好的高抗逆性，而且安全无毒（J.R. Endres,2011），从1996年起，凝结芽孢杆菌就被欧洲食品与饲料菌种协会（EFFCA）和国际乳品联合会（IDF）共同标明：可作为益生菌种应用于人类食品中，且被美国FDA列入GRAS（普遍认为安全）名单；2007年，凝结芽孢杆菌获得欧洲欧盟食品安全局（EFSA）的安全资格认定（QPS）。今年2月份，凝结芽孢杆菌也被我国卫生部作为新资源食品公示。
　　我国市面上陈皮饮料种类丰富，但陈皮发酵饮料目前还没出现。因此，本实验以陈皮为原料，利用凝结芽孢杆菌对陈皮进行发酵，并对其发酵工艺进行响应面优化，旨在研制出一种陈皮发酵饮料，并对饮料以及发酵液残渣的活性成分和体外抗氧化活性进行分析，以期研制出一种陈皮发酵饮料，并为后期对其残渣废物的处理提供一定的数据基础和技术支持。主要研究内容和结论如下：
　　（1）通过对发酵过程中发酵液总酸和pH值情况的分析，结果表明，发酵时间、接种量、发酵温度这3个因素对发酵过程影响显著。在单因素的基础上，采用响应面对陈皮发酵饮料的工艺进行优化，结果表明：所选3个因素中对总酸产量的影响从大到小的顺序为：发酵时间>发酵温度>接种量，优化后的制备条件为：发酵时间为72 h，发酵温度30℃，接种量2％时，陈皮发酵饮料的风味良好，凝结芽孢杆菌总酸产量最大，为0.816%。
　　（2）以最优工艺制备陈皮发酵饮料后，对陈皮发酵饮料的活性成分及体外抗氧化活性进行分析，结果表明：陈皮发酵液中总黄酮和总多酚含量分别为1.11 g/100 g、242.76 mg/100 g，比发酵前明显提高，分别提高了22.52%、9.46%；发酵液中黄酮单体橙皮苷和川陈皮素含量分别为3.3%、0.19%，比发酵前明显提高，分别提高了45.45%、36.84%。陈皮发酵液对·OH自由基和DPPH·自由基的清除能力明显高于发酵前的陈皮提取液，分别提高了16.38%、17%。说明发酵有利于陈皮发酵液中营养成分的积累，且能明显提高其抗氧化能力。
　　（3）以最优工艺制备陈皮发酵饮料后，对发酵液残渣的活性成分及体外抗氧化活性进行分析，结果表明：陈皮中总黄酮和总多酚含量分别为10.7 g/100 g、1349.57 mg/100 g，与陈皮相比，发酵液残渣的总黄酮和总多酚含量明显下降，分别下降了53.55%、3.79%；陈皮中的黄酮单体橙皮苷和川陈皮素含量分别为8.7%、0.43%，与陈皮相比，发酵液残渣的橙皮苷和川陈皮素的含量分别下降了36.78%、25.58%。发酵液残渣对·OH自由基和 DPPH·自由基的清除能力明显低于陈皮，分别下降了62.44%、39.29%。提示发酵液残渣仍含有一定量的活性成分和抗氧化活性，可供后期进一步的利用。

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1 前言

1.1 陈皮

1.1.1 陈皮的活性成分

1.1.2 陈皮的生理功能

1.1.3 陈皮饮料的开发现状

1.2 凝结芽孢杆菌的研究现状

1.2.1 凝结芽孢杆菌简介

1.2.2 凝结芽孢杆菌发酵的作用

1.3 本研究的立项背景、意义及主要研究内容

1.3.1 立项背景及意义

1.3.2 主要研究内容

1.3.3 技术路线图

2 材料及方法

2.1 实验材料及主要试剂

2.2 主要仪器及设备

2.3 实验方法

2.3.1 陈皮发酵的方法

2.3.2 发酵种子液制备

2.3.3 陈皮发酵饮料的工艺优化

2.3.4 分析发酵后陈皮饮料品质的变化

2.3.5 分析发酵后陈皮残渣的品质的变化

2.4 测定方法

2.4.1 总酸含量测定方法

2.4.2 pH值的测定方法

2.4.3 多酚的测定方法

2.4.4 黄酮含量的测定

2.4.5 体外抗氧化活性测定

2.4.6 橙皮苷含量的测定

2.4.7 川陈皮素含量的测定

2.5 数据处理

3 结果与分析

3.1 发酵条件单因素实验结果

3.1.1 发酵时间对发酵过程的影响

3.1.2 接种量对发酵过程的影响

3.1.3 发酵温度对发酵过程的影响

3.1.4 响应面实验结果与分析

3.2 陈皮发酵液的品质分析

3.2.1 主要成分含量的变化

3.2.2 发酵前后抗氧化活性的变化

3.3 发酵液残渣的品质分析

3.3.1 主要成分含量的变化

3.3.2 发酵前后抗氧化活性的变化

4 结论与讨论

4.1 讨论

4.2 结论

4.3 创新之处

4.4 展望

致谢

参考文献