一种天麻酵素及其制备方法与应用与流程

本发明涉及食品加工，特别涉及一种天麻酵素及其制备方法与应用。

背景技术：

1、天麻属(gastrodia)在兰科(orchi daceae)中属于树兰亚科(epidendy01deae)、天麻族(gastrodieae)、天麻亚族(gastrodinae)。目前天麻(g.elata)在我国普遍栽培，分布较广，在种内产生了许多变异，经常可以看到花的颜色、花茎的颜色、块茎的形状、块茎含水量不同的天麻。

2、天麻的加工技术多采用传统烘干技术，即将新鲜天麻经预热、恒温烘干、降温散热、回潮后制得，采用此法炮制后的天麻块硬，食用不方便，天麻素含量在存贮、运输、再加工或食用过程中会大量损失，同时由于市场上出现的天麻酵素饮品，大都存在发酵周期长、发酵不稳定、风味不佳等问题，甚至有部分产品发酵成品酒精度偏高，不符合相关食品国家标准，因此，亟需开发一种制备工艺简单、发酵稳定以及能够在发酵过程中保持良好风味且酒精浓度达标、天麻素含量高的天麻酵素。

技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷，本发明提出了一种天麻酵素及其制备方法与应用。

2、本发明提供一种天麻酵素的制备方法，包括以下步骤：将新鲜天麻经清洗，打浆、灭酶、冷却、超声波提取、酶解、过滤、均质、一次灭菌、接种发酵、脱气、二次灭菌后得到；

3、其中，所述接种发酵步骤为加入酵素发酵剂和面包酵母进行共生发酵；在发酵阶段前10h酵素发酵剂和面包酵母是互相促进的作用：面包酵母快速利用葡萄糖进行活化，并迅速进入丙酮酸途径进行发酵，快速消耗氧气，产生大量二氧化碳，使发酵体系快速进入无氧环境，这期间酵素发酵剂快速利用糖元完成活化、增殖扩培，进入乳酸发酵阶段，使发酵体系的ph值迅速下降，并产酸产香，是天麻酵素主体风味生成时间段，而在发酵10h以后，酵素发酵剂和面包酵母是互相抑制的作用，使发酵进入一个平衡发酵阶段，这时体系中ph值已降到3.97以下，面包酵母的活性和发酵效率受到很大程度的抑制，同时体系中糖元浓度也已经很低，酵素发酵剂和面包酵母开始竞争有限的糖元以维持自身的发酵，此时酵素发酵剂的发酵产酸效率也大大降低，所以这阶段的ph值下降也相对缓慢，此时随着产酯能力上升，产品的脂香味也得到提升。因此，通过面包酵母与酵素发酵剂(植物乳杆菌、干酪乳杆菌、副干酪乳杆菌、嗜酸乳杆菌)共生发酵方法能够缩短发酵周期，保持发酵过程稳定以及抑制乙醇发酵路径，制得的天麻酵素成品乙醇含量符合食用酵素相关国家或行业食品安全标准(要求乙醇含量≤0.5g/100g)。

4、将天麻进行打浆后直接进行灭酶，可以避免在打浆过程中迅速活化的β-苷键酶加速分解天麻素，为下一步天麻素的高提取率提供了保障；

5、将天麻原浆进行超声波提取可以保证天麻中的天麻素被更大程度地保留下来，相比目前市场同类产品只经打浆提取，经过超声波提取可以使天麻素含量由0.24％左右(以干基计)提高到0.29％左右(以干基计)，可见天麻素的提取效率提高近20％，为天麻后续功能产品的研发和生产提供了很大的便利；

6、采用预先灭酶和超声波提取工艺可以在源头上控制天麻素的高提取效率；

7、将天麻提取液进行酶解，可以将天麻中的优质淀粉(约占天麻干品35％左右)、天麻多糖(约占天麻干品的20％左右)有效溶解到天麻原浆中，防止天麻皮中的果胶以及天麻淀粉在加热时迅速增加天麻原浆的浓度进而影响发酵，进行酶解后酵母发酵剂能够更有效地利用这些单糖或多糖物质进行发酵，缩短发酵时间，提高发酵效率，进一步降低天麻酵素的生产成本。

8、进一步地，所述打浆步骤中料水比为1：3-8，如1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8，水温为90-100℃，如90℃、92℃、94℃、96℃、98℃、100℃，打浆机用胶体磨循环2次，用高剪切机打浆5min，转速为2800-3800rpm。

9、进一步地，所述灭酶步骤中灭酶温度为85-98℃，时间为5-12min，如5min、6min、7min、8min、10min、12min。

10、进一步地，所述超声波提取步骤为在20khz条件下超声提取10-40min得到天麻提取液，如10min、15min、20min、25min、30min、35min、40min，优选20-40min，提取液温度保持在50℃以下(超过此温度，可用冷水外循环冷却)。

11、进一步地，所述酶解步骤为将天麻提取液加热至88-98℃后加入5-20u/g(以新鲜天麻质量计)耐高温α淀粉酶，如5u/g、6u/g、7u/g、8u/g、9u/g、10u/g、12u/g、14u/g、16u/g、18u/g、20u/g，保温50-70min后降温到70-80℃，加入10-25u/g(以新鲜天麻质量计)糖化酶，如10u/g、12u/g、14u/g、16u/g、18u/g、20u/g、22u/g、24u/g、25u/g，保温50-70min后降温到50-55℃，加入2-10u/g(以新鲜天麻质量计)果胶酶，如2u/g、3u/g、4u/g、5u/g、6u/g、8u/g、10u/g，保温20-40min得到天麻酶解液；加入α淀粉酶能够迅速使天麻中的淀粉降解成低聚糖，糖化酶迅速将低聚糖、部分多糖、寡糖分解为单糖，果胶酶分解天麻中的果胶，使天麻提取液粘度降低，有利于糖类及天麻素的溶出，便于天麻酵素的发酵，缩短发酵时间，降低发酵成本。

12、进一步地，所述过滤步骤为将天麻酶解液经100-300目过滤；所述均质步骤为在滤液中加入1-4％天麻酶解液重量的葡萄糖，经20mpa两级高压均质；所述一次灭菌步骤为在90-95℃下高温灭菌1-1.1h得到灭菌酶解液。

13、进一步地，所述接种发酵步骤为将灭菌酶解液降温至32-38℃，加入10-300u/t酵素发酵剂(以灭菌天麻酶解液重量计)，如10u/t、20u/t、40u/t、50u/t、80u/t、100u/t、120u/t、150u/t、180u/t、200u/t、220u/t、240u/t、250u/t、280u/t、300u/t，优选120u/t-300u/t，以及灭菌酶解液重量0.01-0.02％的面包酵母，如0.01％、0.011％、0.012％、0.013％、0.015％或0.02％，搅拌15-20min后开始发酵，在温度35-38℃下发酵12-72h得到天麻发酵液，发酵时间包括但不限于12h、24h、36h、48h、72h。

14、进一步地，所述脱气步骤为在真空度0.04mpa，温度50-60℃下对天麻发酵液进行脱气，脱气后天麻发酵液天麻素含量为68-113μg/ml，ph值为3.0-3.9，乙醇含量≤0.5(w/w)，所述二次灭菌步骤为将脱气后的天麻发酵液经121℃，5s灭菌后终止发酵。

15、本发明还提供所述制备方法制备得到的天麻酵素。

16、本发明还提供所述的天麻酵素在功能食品中的应用，所述功能食品包括：口服液、保健品、饮料、牛奶及乳制品、果冻、糖果、饼干、预制菜、调味品中的任意一种，天麻酵素直接使用或者以食品辅料的形式使用时其添加量可以为1％-99％。

17、综上，与现有技术相比，本发明达到了以下技术效果：

18、(1)本发明提供的天麻酵素制备方法能够有效抑制乙醇的发酵路径，制得的天麻酵素成品乙醇含量≤0.5g/100g，符合食用酵素相关国家或行业食品安全标准；

19、(2)本发明提供的天麻酵素制备方法中使用的酵素发酵剂为高活性发酵菌种，所以发酵周期短，同时为多菌种发酵，产酸产香均衡，发酵而得酵素液风味较好；

20、(3)本发明提供的天麻酵素制备方法能够有效避免天麻素的损失，最大程度保留天麻素，制得的天麻酵素天麻素含量高；

21、(4)本发明提供的天麻酵素制备方法发酵路径稳定，通过重新设计发酵路径保证了生产出的食用酵素完全符合食品安全要求，且水溶性和稳定性好，有效提高了产品的适口性；

22、(5)本发明提供的天麻酵素及制备方法能够应用于多种食品的加工。