一种天然花粉发酵产物生产工艺

摘要

本发明提供了一种天然花粉发酵产物生产工艺，本生产工艺利用了先进的空气动力粉碎技术、生物发酵设备和技术，以天然花粉为原料，先利用空气动力将天然花粉粉碎破壁，再接入益生发酵微生物将花粉蛋白降解为氨基酸和多肽，从而获得一种营养丰富且含有大量益生物质的天然花粉发酵产物，最后经过干燥和粉碎制成产品。本天然花粉发酵产物生产工艺，成功克服了天然花粉存在的诸多弊病，所得产品口感细腻、酸甜适中、无苦味臭味，降低了人体因食用花粉而引起胃部不适的几率，且降血脂效果明显优于天然花粉。

说明书

技术领域

本发明涉及一种天然花粉发酵产物生产工艺，属于微生物发酵领域。 

背景技术

天然花粉富含蛋白质、碳水化合物、矿物质、维生素、微量元素和其它多种活性物质，具有抗动脉硬化、降血脂和胆固醇、镇痛、抗辐射、治疗便秘等作用，被誉为“全能的营养食品”“浓缩的天然药库”“内服的化妆品”等。它不仅是一种理想的天然营养滋补品，而且具有美容和广泛的医疗作用。近年来，国内外的专业人士对花粉的降血脂效果进行了深入研究，发现花粉内的黄酮类化合物、核酸、多糖、不饱和脂肪酸、维生素、微量元素等都具有良好的降血脂效果。1994年，尹渭元、骆华星通过家兔与临床实验得出花粉片和花粉营养液降血脂效果明显。2005年，樊柏林、刘烈刚通过动物实验研究了破壁松花粉对大鼠的降血脂效应及机制，得出：破壁松花粉能明显降低大鼠血清胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)，提升高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)浓度，降血脂效果良好。2008年，包国良、傅颖通过给高血脂大鼠喂食卵磷脂花粉研究花粉的降血脂效应与机制，实验结论与樊柏林、刘烈刚相同。目前，关于花粉经过益生菌发酵后产物的降血脂效果如何，此类报道极少。 

天然花粉是养颜保健佳品，但也有相当一部分消费者无法食用，原因是食用花粉会引起胃疼。目前，研究发现食用花粉引起胃疼的可能原因有三个：(1)花粉中富含维生素B族，刺激胃产生大量胃酸，引起胃部不适；(2)花粉含有的某些蛋白是人体过敏原，花粉进入人胃里以后花粉蛋白释放出来，引起胃壁表面蛋白的抗原抗体反应，导致胃疼；(3)花粉外壁坚硬、耐酸碱、不易被消化分解，花粉进入胃里以后花粉壁摩擦刺激胃粘膜，引起胃疼。天然花粉自身存在一些消费者较难接受的气味，且直接服用口感粗糙、消化吸收率不高。目前，市售天然花粉产品加工程度不深，绝大多数都是原料花粉和破壁花粉，大大限制了产业的发展。国内也有部分学者进行花粉发酵研究，发明专利《人工蜂粮制备方法》(公布号：ZL03150405.1)在一定程度上改善了天然花粉口感和风味；发明专利《一种荞麦花粉发酵保健食品的制备方法》(公布号：CN 102334679A)中以荞麦花粉为原料，利用酵母菌、纳豆芽孢杆菌和嗜酸乳杆菌发酵生产保健食品，一定程度上解决了荞麦花粉苦涩和不易被人体吸收问题。目前，尚无有效解决因食用花粉而引起胃疼的方法。 

枯草芽孢杆菌具有极强的蛋白分解能力，在氧气充足的条件下迅速将底物蛋白分解成氨基酸和多肽，并产生枯草菌素、制霉菌素等多种活性物质抑制致病菌繁殖。双歧杆菌是大肠中的主要益生菌，嗜酸乳杆菌是胃和小肠内的主要益生菌，用这两种菌组成的混合发酵剂能 发酵蛋白或糖类能产生大量氨基酸、多肽、乳酸、醋酸、维生素B和K，促进人体对钙、磷、铁、维生素D的吸收，减少胆固醇的吸收。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种天然花粉发酵产物生产工艺，本生产工艺利用了先进的空气动力粉碎技术、生物发酵设备和技术，以天然花粉为原料，先利用空气动力将天然花粉粉碎破壁，再接入益生发酵微生物将花粉蛋白降解为氨基酸和多肽，从而获得一种营养丰富且含有大量益生物质的天然花粉发酵产物，最后经过干燥和粉碎制成产品。本天然花粉发酵产物生产工艺，成功克服了天然花粉存在的诸多弊病，所得产品口感细腻、酸甜适中、无苦味臭味，降低了人体因食用花粉而引起胃部不适的几率，且降血脂效果明显优于天然花粉。 

本发明目的通过以下技术方案实现，天然花粉发酵产物生产工艺包括下述顺序步骤： 

I.破壁天然花粉制备 

利用空气动力粉碎技术对干燥后的天然花粉进行破壁粉粹。 

II.枯草芽孢杆菌种子液和双歧杆菌、嗜酸乳杆菌种子液的制备 

(1)无菌空间内，按照100∶40～60∶600～1000∶0.05～0.15的比例分别称取破壁天然花粉、蜂蜜、水、枯草芽孢杆菌，按照100∶40～60∶600～1000∶0.05～0.15∶0.05～0.15的比例分别称取破壁天然花粉、蜂蜜、水、双歧杆菌、嗜酸乳杆菌。将称量好的水分别放入种子罐1和种子罐2内，121℃蒸汽灭菌30min，冷却至30℃。 

(2)将称量好的破壁天然花粉、蜂蜜、枯草芽孢杆菌放入种子罐1内，密封、搅拌均匀。30～37℃恒温培养，匀速搅拌30～50r/min，通入无菌空气0.001～0.01m³/min。每天取样测定种子液pH值，12～24h后pH值达到4.0～4.5，枯草芽孢杆菌种子液制备完成。 

(3)将称量好的破壁天然花粉、蜂蜜、双歧杆菌、嗜酸乳杆菌放入种子罐2内，密封、搅拌均匀。36～37℃恒温培养，匀速搅拌30～50r/min，厌氧发酵。每天取样测定种子液pH值，12～24h后pH值达到2.0～2.4，双歧杆菌、嗜酸乳杆菌种子液制备完成。 

III.天然花粉发酵生产 

无菌空间内，按照2∶1～4的比例称取破壁天然花粉和水，将称量好的水加入发酵罐中，121℃蒸汽灭菌30min，冷却至30℃。 

(1)按照1∶10～12的比例称取蜂蜜和破壁天然花粉，再按破壁花粉质量0.1～2.0％的比例称取食盐，并将三者混合后加入发酵罐中，同时将步骤II(2)中制得的枯草芽孢杆菌种子液接入发酵罐中，密封后搅拌均匀。在30～37℃恒温培养，匀速搅拌10～30r/min，同时 通入无菌空气，待物料pH值达到4.5～5.0时即可。 

(2)按照破壁天然花粉质量的50～150％和0.1～0.5％分别称取蜂蜜和葡萄糖酸亚铁、葡萄糖酸镁，将它们混合均匀后加入发酵罐中，同时将步骤II(3)中制得的双歧杆菌、嗜酸乳杆菌种子液接入发酵罐中，密封后搅拌均匀。在36～37℃恒温培养，匀速搅拌10～30r/min，厌氧发酵，待物料pH值达到3.3～3.5时即可。 

IV.天然花粉发酵产物干燥和粉碎 

将发酵好的天然花粉产物置于真空干燥器中。真空干燥条件：真空度-0.05～-0.1MPa，温度50～70℃，干燥时间12～36h，再将其粉碎后，120目过筛即可。 

上述方案中，在天然花粉发酵产物生产工艺步骤II.枯草芽孢杆菌种子液和双歧杆菌、嗜酸乳杆菌种子液的制备中，所述枯草芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌、双歧杆菌均是市售冻干菌粉。 

上述方案中，在天然花粉发酵产物生产工艺步骤III.天然花粉发酵生产中，所述枯草芽孢杆菌种子液或双歧杆菌、嗜酸乳杆菌种子液的接种量为天然花粉质量的5～20％。 

上述方案中，在天然花粉发酵产物生产工艺步骤III.天然花粉发酵生产(1)中，所述无菌空气通入量为0.01～0.05m³/min。 

上述方案中，在天然花粉发酵产物生产工艺步骤III.天然花粉发酵生产(3)中，所述葡萄糖酸亚铁、葡萄糖酸镁均为食品级添加剂。 

本发明天然花粉发酵产物生产工艺与现有天然花粉加工技术相比，具有如下优点和效果： 

1.该生产工艺生产的天然花粉发酵产物口感细腻、酸甜适中、花香清淡、无天然花粉的臭味和苦味。 

2.天然花粉和蜂蜜经过枯草芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌、嗜热链球菌发酵产生多种氨基酸、多肽、脂肪酸、维生素、抑菌素等，与天然花粉相比，该天然花粉发酵产物具有更好的降血脂功能：降低血清总胆固醇和甘油三酯的功能分别提高了8.0％、12.4％，提升血清高密度脂蛋白胆固醇功能提高了33.15％。 

3.该生产工艺中破壁天然花粉通过枯草芽孢杆菌进行有氧发酵，不仅大大提高了花粉发酵速度，而且使花粉蛋白分解更彻底，原因：枯草芽孢杆菌具有极强的蛋白分解能力，在氧气充足的条件下迅速将底物蛋白分解成氨基酸和多肽，并产生枯草菌素、制霉菌素等多种活性物质抑制致病菌繁殖。 

4.该生产工艺中，空气动力粉碎技术破壁后的天然花粉经枯草芽孢杆菌有氧发酵、嗜酸乳杆菌和双歧杆菌厌氧益生发酵将花粉蛋白彻底分解为多种氨基酸、多肽，并产生了多种维 生素，大大降低了人体因食用天然花粉引起胃部不适的几率。 

5.该生产工艺中，破壁天然花粉发酵底物中添加了食盐、葡萄糖酸亚铁、葡萄糖酸镁等食品添加剂，维持发酵底物与菌种间的渗透压平衡，进一步提高了菌种发酵分解花粉蛋白的速度。 

天然花粉发酵产物降血脂功能实验： 

1、材料与方法 

1.1实验样品 

天然花粉发酵产物：浅黄色粉末，由本天然花粉发酵产物生产工艺生产。 

市售天然花粉：即生产天然花粉发酵产物的原料。 

1.2实验动物 

本实验选用中国医学科学院实验动物中心提供的健康二级雄鼠Wistar大鼠。体重150～200g。(许可证号：SCXK11-00-006) 

1.3剂量选择 

受试物是人体推荐剂量为每日3.0g/60kg.bw的定型产品。大鼠的等效剂量相当于人体推荐剂量的5倍，即0.250g/kg.bw。采取灌胃法，给予受试物4周后，测定各项指标。 

1.4高脂饲料配方 

78.8％基础饲料、1％胆固醇、10％蛋黄粉、10％猪油、0.2％胆盐。 

1.5仪器 

755型分光光度计，恒温水浴锅，离心机。 

1.6试剂 

(1)TC测定试剂盒(北京中生生物工程高技术公司)，批号：120615 

(2)TG测定试剂盒(北京中生生物工程高技术公司)，批号：120627 

(3)HDL-C测定试剂盒(北京中生生物工程高技术公司)，批号：120507 

1.7检测方法 

大鼠禁食16小时，眼眶取血测定血清胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)。根据TC水平随机分为4组：正常对照组、高脂对照组、天然花粉组、天然花粉发酵产物组。采用预防性高脂动物模型实验方法。除正常对照组外，其余各组动物全部喂养高脂饲料。天然花粉组、天然花粉发酵产物组在给予高脂饲料的同时灌胃相同剂量的对应受 试物，受试物用色拉油稀释，色拉油为市售商品；正常对照组给予基础饲料的同时灌胃相应体积的色拉油；高脂对照组给予高脂饲料的同时灌胃相应体积的色拉油。于给受试物4周后，禁食16个小时，测定各组大鼠血清总胆固醇、甘油三酯、高密度脂蛋白胆固醇。 

总胆固醇                  CHOD-PAP法(北京中生生物工程高技术公司试剂盒) 

甘油三酯                  GPO-PAP(北京中生生物工程高技术公司试剂盒) 

高密度脂蛋白胆固醇        磷钨酸沉淀法(北京中生生物工程高技术公司试剂盒) 

1.8实验数据处理 

实验数据用微软公司Excel软件进行方差分析统计。 

2、结果 

2.1受试物对Wistar大鼠血清总胆固醇的影响 

表1受试物对Wistar大鼠血清总胆固醇(TC)的影响

P₁——与高脂对照组比较显著性差异P值；P₂——与天然花粉组比较显著性差异P值。 

*——P＜0.05，有显著差异；#——P＜0.01，有极显著差异。 

由表1可见，给予对应受试物前正常对照组、高脂对照组、天然花粉组、天然花粉发酵产物组血清总胆固醇之间均无明显差异(P＞0.05)。经口分别给予对应大鼠相同剂量的天然花粉、天然花粉发酵产物4周后，高脂对照组血清总胆固醇与实验前比较升高40.11％，与正常对照组比较升高34.78％(P＝0.0031＜0.01)，表明模型建立成功。而饲喂相同高脂饲料的天然花粉组、天然花粉发酵产物组血清总胆固醇与高脂对照组比较分别降低了19.35％(P＜0.01)、25.81％(P＜0.01)。天然花粉发酵产物组血清总胆固醇与天然花粉组比较降低了8.0％(P＜0.05)。 

2.2受试物对Wistar大鼠甘油三酯(TG)的影响 

表2受试物对Wistar大鼠甘油三酯(TG)的影响

P₁——与高脂对照组比较显著性差异P值；P₂——与天然花粉组比较显著性差异P值。 

*——P＜0.05，有显著差异；#——P＜0.01，有极显著差异。 

由表2可见，给予对应受试物前正常对照组、高脂对照组、天然花粉组、天然花粉发酵产物组之间血清甘油三酯均无明显差异(P＞0.05)。经口分别给予对应大鼠相同剂量的天然花粉、天然花粉发酵产物4周后，高脂对照组血清甘油三酯与实验前比较升高47.42％，与正常对照组比较升高40.20％(P＝0.0426＜0.05)，表明模型建立成功。而饲喂相同高脂饲料的天然花粉组、天然花粉发酵产物组血清甘油三酯与高脂对照组比较分别低了9.80％(P＜0.05)、20.10％(P＜0.01)。天然花粉发酵产物组血清甘油三酯与天然花粉组比较低了12.40％(P＜0.01)。 

2.3受试物对Wistar大鼠血清高密度脂蛋白胆固醇的影响 

由表3可见，给予对应受试物前正常对照组、天然花粉组、天然花粉发酵产物组血清高密度脂蛋白胆固醇分别与高脂对照组和天然花粉组比较均无明显差异(P＞0.05)。经口给予对应大鼠相同剂量的天然花粉、天然花粉发酵产物4周后，天然花粉组、天然花粉发酵产物组血清高密度脂蛋白胆固醇分别比高脂对照组血清高密度脂蛋白胆固醇升高了54％(P＜0.05)、105％(P＜0.01)。天然花粉发酵产物组血清高密度脂蛋白胆固醇比天然花粉组升高了33.15％(P＜0.05)。 

表3受试物对Wistar大鼠血清高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)的影响

P₁——与高脂对照组比较显著性差异P值；P₂——与天然花粉组比较显著性差异P值。 

*——P＜0.05，有显著差异；#——P＜0.01，有极显著差异。 

2.4受试物对Wistar大鼠体重的影响 

表4受试物对Wistar体重的影响

P₁——与高脂对照组比较显著性差异P值；P₂——与天然花粉组比较显著性差异P值。 

*——P＜0.05，有显著差异；#——P＜0.01，有极显著差异。 

由表4可见，在经口给予对应大鼠相同剂量的天然花粉、天然花粉发酵产物4周后，与高脂对照组和天然花粉组比较，各组体重均无显著差异(P＞0.05)。 

3、实验结论 

经口给予对应大鼠相同剂量的天然花粉、天然花粉发酵产物4周后，与高脂对照组比较，天然花粉组、天然花粉发酵产物组血清总胆固醇分别降低了19.35％(P＜0.01)、25.81％(P＜0.01)；与天然花粉组比较，天然花粉发酵产物组血清总胆固醇降低了8.0％(P＜0.05)；与高脂对照组比较，天然花粉组、天然花粉发酵产物组血清甘油三酯分别低了9.8％(P＜0.05)、20.10％(P＜0.01)；与天然花粉组比较，天然花粉发酵产物组血清甘油三酯低了12.4％(P＜0.01)。与高脂对照组比较，天然花粉组、天然花粉发酵产物组血清高密度脂蛋白胆固醇分别升高了54％(P＜0.05)、105％(P＜0.01)；天然花粉发酵产物组血清高密度脂蛋白胆固醇比天然花粉组升高了33.15％(P＜0.05)。由此得出，与天然花粉相比，天然花粉发酵产物的降血脂效果更好，且提升高密度脂蛋白胆固醇效果也更好。 

天然花粉发酵产物与胃疼关系调查： 

随机向本市年龄在20～50岁消费者发放天然花粉、天然花粉发酵产物调查问卷及对应产品，各150份，由公司售后人员电话回访、跟踪咨询，记录消费者实际食用情况与效果。 

根据调查结果统计分析天然花粉发酵产物引起胃疼的几率，见表1： 

表1天然花粉、天然花粉发酵产物与胃疼调查结果 

注：引起胃不适几率＝引起胃部稍微不适几率+引起胃疼几率。 

由表1得出，直接食用天然花粉引起人体胃部稍微不适、胃疼的几率很大，分别为10.2％、18.8％，引起胃不适几率为28.9％；天然花粉发酵产物引起人体胃部不适的几率为2.3％，不会引起人体明显胃疼。 

附图说明

图1是一种天然花粉发酵产物生产工艺流程。 

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明天然花粉发酵产物生产工艺作进一步详细的描述。 

具体实施例1 

I.破壁天然花粉制备 

利用空气动力粉碎技术对干燥后的天然花粉进行破壁粉粹。(由山东瑞芝生物科技有限公司代加工) 

II.枯草芽孢杆菌种子液和双歧杆菌、嗜酸乳杆菌种子液的制备 

(1)制备枯草芽孢杆菌种子液 

①无菌车间内，称取破壁天然花粉500g、荆条蜜200g、水3L、枯草芽孢杆菌冻干粉0.5g。将称量好的水3L放入种子罐1内，121℃蒸汽灭菌30min，冷却至30℃。 

②然后，将称量好的破壁天然花粉500g、荆条蜜200g、枯草芽孢杆菌冻干粉0.5g放入种子罐1内，密封、搅拌均匀。30℃恒温培养，匀速搅拌30r/min，并通入无菌空气0.005m³/min，12h后种子液pH值达到4.5，枯草芽孢杆菌种子液制备完成。 

(2)制备双歧杆菌、嗜酸乳杆菌种子液 

①无菌车间内，称取破壁天然花粉500g、荆条蜜200g、水3L、双歧杆菌冻干粉0.2g、嗜酸乳杆菌冻干粉0.3g。将称量好的水3L放入种子罐2内，121℃蒸汽灭菌30min，冷却至30℃。 

②然后，将称量好的破壁天然花粉500g、荆条蜜200g、双歧杆菌冻干粉0.2g、嗜酸乳杆菌冻干粉0.3g放入种子罐2内，密封、搅拌均匀。37℃恒温培养，匀速搅拌30r/min，厌氧发酵，48h后种子液pH值达到2.3，双歧杆菌、嗜酸乳杆菌种子液制备完成。 

III.天然花粉发酵生产 

(1)无菌车间内，量取水7.5L加入发酵罐中，121℃蒸汽灭菌30min，冷却至30℃。 

(2)称取5000g破壁天然花粉、500g荆条蜜、5g食盐，加入发酵罐中，同时接入步骤II(1)枯草芽孢杆菌种子液1L，密封、搅拌均匀。30℃恒温培养，匀速搅拌15r/min，并通入无菌空气0.05m³/min，每天取样测定pH值并进行感官评价，24h后蜂粮PH值达到4.8。 

(3)称取2500g荆条蜜、5g葡萄糖酸亚铁、5g葡萄糖酸镁，加入发酵罐中，同时接入步骤II(2)双歧杆菌、嗜酸乳杆菌种子液1L，密封搅拌均匀。37℃恒温培养，匀速搅拌15r/min，厌氧发酵，每天取样测定pH值并进行感官评价。24h后蜂粮PH值达到3.3，天然花粉发酵完成。 

IV.天然花粉发酵产物干燥和粉碎 

取发酵好的天然花粉发酵产物2000g置于不锈钢浅盘中，平铺成5mm厚均匀薄层，真空干燥。真空干燥条件：真空度-0.1KPa，温度60℃，干燥时间24h，干燥后天然花粉发酵产物呈浅黄色、蓬松蜂窝状。将干燥后的天然花粉发酵产物机械粉碎成粉(120目筛网)，天然花粉发酵产物干粉呈浅黄色，口感细腻、酸甜适中、花香清淡、无天然花粉苦味和臭味。