基于磁场辅助制备高品质益生菌发酵草莓汁的方法与流程

本发明属于发酵果汁，具体涉及一种基于磁场辅助制备高品质益生菌发酵草莓汁的方法。

背景技术：

1、研究表明，磁场对微生物的影响与细胞在磁场作用下产生感应电流有关，在外加磁场下，细胞中的带电粒子受洛伦兹力的作用，从而影响细胞的正常生理功能。

2、现阶段，在食品加工中更多的是将磁场应用于果蔬鲜切的保鲜中，比如专利cn112826076a，披露了一种高压磁场体系以辅助纳豆芽孢杆菌高产同质多肽及具有抑菌作用的代谢产物，提高了抑菌与护色效率与效果，该技术主要是利用磁场的强抑制来杀灭细菌从而达到延长保藏期的效果。

3、事实上，磁场根据其磁感应强度的不同可分为强、中、弱三类，不同的磁场强度对微生物的生长代谢所产生的影响也不尽相同，在适宜磁感应强度下可促进微生物细胞生长，代谢活性增强，有利于多糖、蛋白质、抗生素、功能活性物质、风味物质等有益代谢产物的生成。

4、如专利cn111903883a中则披露了一种动态磁场搅拌发酵的工艺，通过动态磁场的作用来刺激提升微生物胞外酶分解能力，同时抑制微生物菌体衰退期，增强菌体活跃度，缩短发酵时间。

5、专利cn110693007a中采用红光、蓝光、交变磁场处理，由此保证黑曲霉和米曲霉始终处于较强的生长活力中，以持续高效产生多种高活力酶类。

6、草莓，含有丰富的维生素、天冬氨酸、叶酸、铁、钙等营养成分，被誉为“水果皇后”，尤其是所含的维生素c，其含量比苹果、葡萄都高7-10倍，但是草莓的贮藏期极短，常温放置下1～2天即会腐烂，对原料造成巨大浪费，严重影响草莓产业的发展。由于益生菌发酵果蔬产品能够满足人们日益重视的健康、营养需求，业已成为果蔬加工的必然趋势。以草莓为原料，基于益生菌发酵技术生产发酵草莓汁将会是促进草莓产业发展的重要方向。但采用传统的益生菌发酵技术制备发酵草莓汁，会产生大量的有机酸，有机酸的含量较高时会使得草莓汁产生一种酸涩味，让人产生一种草莓汁酸败的错觉，进而严重影响草莓汁产品的口感，而磁场干预是否能够应用于益生菌发酵草莓汁制备，以减少益生菌发酵过程中的不良风味等成分的产生，目前并无相关的研究。

技术实现思路

1、为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种基于磁场辅助制备高品质益生菌发酵草莓汁的方法。

2、本发明的申请人在长期的研究中发现，通过调节磁场的强度、磁场作用的时间，能够对益生菌发酵过程中某一类成分的生成进行一定程度的弱化或者强化，若是能够利用磁场对益生菌进行干扰，引导益生菌在对草莓汁进行发酵时，降低或减少不良有机酸类成分产生或将其分解转化，同时其它的香气类成分如酯类或者醇类等含量在原有基础上有所提升，则草莓汁的口感、香气等品质必然大幅度提升。

3、因此，本发明人提供了一种基于磁场辅助制备高品质益生菌发酵草莓汁的方法，所提供的高品质益生菌发酵草莓汁中不良有机酸类成分较传统的非磁场干预条件下发酵草莓汁的有机酸成分和含量显著降低，草莓汁中香气成分含量将会显著提升。

4、本发明所提供的基于磁场辅助制备高品质益生菌发酵草莓汁的方法具体是：先采用植物乳杆菌对发酵装置中的待发酵草莓汁静置发酵24～36h之后，再将发酵装置置于静磁场中继续发酵，获得高品质益生菌发酵草莓汁；所述静磁场的磁场强度为1.0～2.5mt，在静磁场中发酵的时间为0.5～1.5h；所述的植物乳杆菌ctcf-lp-1于2023年09月01日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏地址为：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，保藏编号为：cgmcc no.28329，分类命名为：植物乳杆菌lactobacillus plantarum。以下若无特殊说明，所提及到的植物乳杆菌是指具有上述保藏编号的植物乳杆菌。

5、本发明中通过引入静磁场，借助静磁场的干扰作用来减少益生菌在草莓汁发酵过程中有机酸类成分的产生，降低酸度，提高草莓汁的发酵品质。

6、优选的，植物乳杆菌ctcf-lp-1的接种体积为待发酵草莓汁体积的1.8～2.5％。

7、更为优选的，植物乳杆菌ctcf-lp-1的接种体积为待发酵草莓汁体积的2.0％。

8、优选的，静磁场的磁场强度为2.0mt。

9、优选的，在静磁场中发酵的时间为1.0h。

10、进一步的，本发明所提供的一种基于磁场辅助制备高品质益生菌发酵草莓汁的方法，包括以下的步骤：

11、(1)取新鲜草莓清洗并打浆，获得草莓浆；

12、(2)在(1)中的草莓浆中加入果胶酶酶解，于30～40℃下酶解1.5～3h，离心3～5min，取上清草莓汁；

13、(3)取(2)中获得的上清草莓汁，调节糖度及ph，杀菌，获得待发酵草莓汁；

14、(4)将(3)中获得的待发酵草莓汁置于发酵装置中，先采用植物乳杆菌ctcf-lp-1对待发酵草莓汁静置发酵24～36h之后，再将发酵装置置于磁场强度为1.0～2.5mt的静磁场中继续发酵0.5～1.5h，获得高品质益生菌发酵草莓汁。

15、上述的高品质发酵草莓汁的制备方法中：

16、优选的，(2)中，采用果胶酶于30～40℃下酶解草莓浆2h。

17、优选的，所述的果胶酶购于诺维信公司，果胶酶的型号为xxl。

18、优选的，(3)中，利用葡萄糖调节草莓汁的糖度至10～13°brix，采用柠檬酸钠调节ph至4.5～5.5，将调好的草莓汁在75～90℃水浴条件下杀菌30min。

19、优选的，(3)中，利用葡萄糖调节草莓汁的糖度至12°brix，采用柠檬酸钠调节ph至5.0。

20、优选的，(4)中，植物乳杆菌ctcf-lp-1的接种体积为待发酵草莓汁体积的1.8～2.5％。

21、本发明的有益效果在于：

22、其一，本发明通过在草莓汁的发酵过程中引入静磁场，通过磁场干预植物乳杆菌ctcf-lp-1的代谢来影响该菌对草莓汁发酵产物的成分及产量情况，使得发酵后的草莓汁中有机酸，包括苹果酸、异柠檬酸、戊烯二酸等的含量较非磁场干预下草莓汁含量大幅度减少，同时，正辛醇、2-苯乙醇、苯甲酸甲酯、3-己酸己酯、戊酸丁酯等醇、酯类典型性香气物质增加，使得发酵草莓汁的香气成分和种类更加丰富，草莓汁的口感及品质得到显著提升。

23、其二，通过主成分分析模型显示，磁场辅助发酵组和静置发酵组的代谢产物之间存在明显分离，主成分1(pc1)贡献率为78％、主成分2(pc2)贡献率为8.50％，总贡献率为86.50％，基于正交偏最小二乘法-判别分析结果发现，共有32种代谢物质被鉴定为差异代谢物(vip>1，p<0.05)，其中包括有机酸8种，氨基酸4种，糖类及其衍生物4种，醇、酯类物质共8种，酮类和醛类物质3种，其他代谢物种6种。磁场辅助发酵组中上调物质有20种，下调物质12种，上调物质占总差异代谢物总类为62.50％，下调物质种类占总差异代谢物比例为37.50％；对差异代谢物进行通路分析发现，排名前5且具有显著影响(impact>1，p<0.05)的代谢通路分别为：(1)氨基酸的生物合成(biosynthesis of amino acid)，主要包括苯甲酸甲酯、正辛醇等。(2)乙醛酸和二羧酸代谢(glyoxalic acid and dicarboxylic acidmetabolism)，主要包括l-组氨酸、苹果酸、异柠檬酸等3种代谢成分。(3)苯丙类化合物的合成(biosynthesis of phenylpropanoids)，主要包括4-羟基苯甲醛、2-苯乙醇。(4)类黄酮生物合成(flavonoid biosynthesis)，主要包括二氢槲皮素、原花青素b2等代谢成分。(5)磷脂类代谢(sphingolipid metabolism)，主要包括鞘氨醇、磷酸乙醇胺2种代谢成分。

24、其三，本发明中采用最佳的磁场辅助工艺处理后，得到草莓汁总酸为4.36g/l、感官评分为2.32、黄酮含量为0.18mg/ml、总酚含量为1.03mg/ml、dpph自由基清除率为84.33％、羟自由基清除率为66.12％。