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杨桃酵素的发酵方法及发酵装置

阅读:1发布:2021-02-14

专利汇可以提供杨桃酵素的发酵方法及发酵装置专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种杨桃酵素的 发酵 方法,包括以下步骤:按重量份数计,将预处理的杨桃和白砂糖分别加入一定量蒸馏 水 中混匀获得混合料Ⅰ;向混合料Ⅰ中接种发酵菌种后混合均匀制得混合料Ⅱ,之后密封发酵4-5天获得发酵料;将发酵料过滤和灭菌后获得杨桃酵素。本发明提供的杨桃酵素的发酵方法,优选最合适的发酵条件及各物料比例,在短时间内制备获得营养丰富杨桃酵素。本发明还提供了特有的杨桃酵素的发酵装置,以配合杨桃酵素发酵过程,适时适量的充分搅拌充气作业,去除发酵过程中产生的过量酒精,消除过量酒精对 植物 乳酸杆菌的抑制作用,以促进可溶性固形物含量的最大化,并辅助有效提高杨桃酵素的自由基清除率。,下面是杨桃酵素的发酵方法及发酵装置专利的具体信息内容。

1.一种杨桃酵素的发酵方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一、按重量份数计,将预处理的2-3份杨桃和1份白砂糖分别加入10份蒸馏中混匀获得混合料Ⅰ;
步骤二、向混合料Ⅰ中接种发酵菌种后混合均匀制得混合料Ⅱ,之后密封发酵4-5天获得发酵料,所述发酵菌种包括按重量比为1:2-1:3的梅山酵母植物乳酸杆菌,发酵菌种接种量占混合料Ⅱ的质量百分含量为2-3%,发酵温度为28-30℃;
其中,在密封发酵过程中还包括以下间歇充气和放气过程,具体如下:
1)第一次放气:自发酵开始,持续发酵24-26h后开启放气进行第一次放气;
2)第二次放气:自第一次放气结束后,再持续发酵22-24h后进行第二次放气;
第一次充气:在第二次放气结束后的3-4min,开启充气搅拌装置向发酵罐内持续搅拌充气,搅拌速率为0.5-1r/s,充气速率为0.2-0.4L/s,总充气量C1≤发酵罐容积的5%;且直至第一次充气结束和第二次放气结束后,再关闭放气阀;
3)第三次放气:自第二次放气结束后,再持续发酵20-22h后进行第三次放气;
第二次充气:在第三次放气结束后的2-3min,开启充气搅拌装置向发酵罐内持续搅拌充气,搅拌速率为0.5-1r/s,充气速率为0.4-0.6L/s,至充气量C1≤发酵罐容积的7%;且直至第二次充气结束和第三次放气结束后,再关闭放气阀;
4)第四次放气:自第二次放气结束后,再持续发酵18-20h后进行第三次放气;
第三次充气:在第三次放气结束后的1-2min,开启充气搅拌装置向发酵罐内持续搅拌充气,搅拌速率为0.5-1r/s,充气速率为0.4-0.6L/s,至充气量C1≤发酵罐容积的9%;且直至第三次充气结束和第四次放气结束后,再关闭放气阀;
其中,第一次充气、第二次充气和第三次充气过程中充入的是气和氮气按体积比2:
25-1:20充分混合后的混合气体;步骤三、将所述发酵料过滤和灭菌后获得杨桃酵素。
2.如权利要求1所述的杨桃酵素的发酵方法,其特征在于,所述步骤二中,密封发酵时间为5天,所述发酵菌种包括按重量比为1:3的梅山酵母和植物乳酸杆菌,发酵菌种接种量占混合料Ⅱ的质量百分含量为3%,发酵温度为30℃。
3.如权利要求1所述的杨桃酵素的发酵方法,其特征在于,所述步骤二还包括以下步骤:
第二次放气结束后,关闭阀之前,向所述发酵罐内添加0.05-0.08倍体积的绿茶水;
第三次放气结束后,关闭阀门之前,,向所述发酵罐内添加0.05-0.08倍体积的绿茶水;
第三次放气结束后,关闭阀门之前,向所述发酵罐内添加0.05-0.08倍体积的绿茶水;
其中,在添加绿茶水过程中同时启动所述充气搅拌装置搅拌至少10min,且只搅拌不充气。
4.如权利要求3所述的杨桃酵素的发酵方法,其特征在于,按重量份数计,绿茶水由
0.3-0.5份绿茶浸泡在10份温度为40-50度的蒸馏水中至少10min制得。
5.如权利要求1所述的杨桃酵素的发酵方法,其特征在于,在密封发酵过程中还包括以下间歇充气和放气过程,具体如下:
1)第一次放气:自发酵开始,持续发酵25h后开启放气阀进行第一次放气;
2)第二次放气:自第一次放气结束后,再持续发酵23h后进行第二次放气;
第一次充气:在第二次放气结束后的3.5min,开启充气搅拌装置向发酵罐内持续搅拌充气,搅拌速率为0.7r/s,充气速率为0.3L/s,总充气量C1等于发酵罐容积的5%;
3)第三次放气:自第二次放气结束后,再持续发酵21h后进行第三次放气;
第二次充气:在第三次放气结束后的2.5min,开启充气搅拌装置向发酵罐内持续搅拌充气,搅拌速率为0.8r/s,充气速率为0.5L/s,至充气量C1等于发酵罐容积的7%;
4)第四次放气:自第二次放气结束后,再持续发酵19h后进行第三次放气;
第三次充气:在第三次放气结束后的1.5min,开启充气搅拌装置向发酵罐内持续搅拌充气,搅拌速率为0.9r/s,充气速率为0.6L/s,至充气量C1等于发酵罐容积的9%;
其中,第一次充气、第二次充气和第三次充气过程中充入的是氧气和氮气按体积比3:
50充分混合后的混合气体。
6.一种杨桃酵素的发酵装置,其特征在于,包括:
发酵罐;
充气搅拌装置,其通过轴可旋转的设置在发酵罐内,所述轴的上端可旋转的设置在发酵罐的盖体上,且所述轴由电机驱动,所述轴内形成有中空通道;所述充气搅拌装置还包括三片搅拌叶,其均匀间隔开周向设置在搅拌轴上,三片搅拌叶的自由端向外延伸并靠近发酵罐的内侧壁设置;且三片搅拌叶与搅拌轴的连接点沿着搅拌轴依次降低,其中,任一搅拌叶包括横切面为半圆弧形的槽体,所述槽体的弧形腔朝向所述搅拌轴的旋转方向设置;多个弧形导流口,其均匀间隔开贯通设置在所述槽体的侧壁上;多个弧形导流片,其依次倾斜排列设置在所述槽体的后侧壁上,且多个弧形导流片对应多个弧形导流口设置,其中,在任一弧形导流口和与其对应设置的任一弧形导流片之间形成一倾斜的贯通槽体的导流通道,导流通道的导流方向朝向所述发酵罐的内侧壁;以及
供气组件,其包括套管,其套设在所述轴上,所述轴相对所述套管可旋转,所述套管与其套设的轴的侧壁之间形成一环形气腔;多个贯通孔,其贯通设置在正对环形气腔的所述轴的侧壁上,且多个贯通孔连通至所述轴的中空通道;导气管,其一端向发酵罐外延伸设置,导气管的另一端固定至套管上,并且导气管与套管内的环形气腔导通;多个喷气球,其沿着槽体的弧形腔的长度方向延伸设置,且任一喷气球通过一对连接杆支撑设置,任一喷气球的表面设置多个喷气孔;三个分支导管,其分别设置在三个搅拌叶上,三个分支导管的一端连通至所述轴的中空通道,且三个分支导管的内腔分别与三个搅拌叶上设置的多个喷气球的内腔相连通。
7.如权利要求6所述的杨桃酵素的发酵装置,其特征在于,所述轴为电动伸缩杆,电动伸缩杆的最大长度与发酵罐的高度相适应。
8.如权利要求6所述的杨桃酵素的发酵装置,其特征在于,多个弧形导流口的长径的延伸方向与所述槽体的延伸方向垂直,且多个弧形导流口的长茎的长度≤所述槽体的横切面的弧形长度的3/4。
9.如权利要求6所述的杨桃酵素的发酵装置,其特征在于,多个喷气球中任一喷气球与任一弧形导流口的最近距离为5cm;
任一搅拌叶的宽度小于等于1/7倍所述发酵罐高度;
在所述轴的延伸方向,相邻两个搅拌叶之间的距离为1/6倍-1/5倍所述发酵罐高度。
10.如权利要求6所述的杨桃酵素的发酵装置,其特征在于,还包括:
多个导流槽,其竖直排列设置在所述发酵罐的内侧壁上,且多个导流槽的横切面为“U”形;多个导流槽中任一导流槽的开口宽度为1-3cm,任一导流槽的深度小于等于1cm。

说明书全文

杨桃酵素的发酵方法及发酵装置

技术领域

[0001] 本发明涉及酵素发酵技术领域,特别涉及一种杨桃酵素的发酵方法及发酵装置。

背景技术

[0002] 酵素是一种以一种或者多种果蔬为原料,经多种益生菌通过长时间发酵的功能性产品。植物酵素包含了植物本身的有效成分,经过生物长时间的发酵,部分难以利用或无法利用的物质被降解为小分子物质,微生物的次级代谢产物及一些小分子成分能更好的被机体吸收和利用。
[0003] 杨桃,又名五敛子,阳桃,洋桃,属酢浆草科,五敛子属植物。是一种盛产于热带或者亚热带的植物。杨桃果实营养丰富,含糖量十分丰富,包括蔗糖、果糖、葡萄糖,还有苹果酸、柠檬酸草酸有机酸并且富含大量的VC、VB2维生素以及、镁、磷等矿物质,能够促进人体对食物的消化,能够减少人体机体对脂肪的吸收,因此起着降低血脂,胆固醇的作用,对高血压,心血管疾病更是有着预防的效果。
[0004] 由于不同的果蔬质构均存在一定差异,多种果蔬混合制备的酵素,由于发酵条件单一的限制,并不能够充分释放多种果蔬中的营养,或者由于发酵时间过长,反而加剧其中部分果蔬的营养流失,造成果蔬资源的浪费。而现有单一果蔬酵素发酵中,极少以杨桃为发酵原料制备酵素,没有提供更合适的杨桃单一原料的酵素发酵方法,同样造成杨桃的浪费。
[0005] 综上,亟待提供一种杨桃酵素的发酵方法,充分利用杨桃中的营养成分,同时丰富市场上的酵素种类。

发明内容

[0006] 本发明的一个目的是解决至少上述问题,并提供至少后面将说明的优点。
[0007] 本发明还有一个目的是提供一种杨桃酵素发酵方法,杨桃酵素发酵过程中,促使杨桃中的蛋白质、多糖等大分子物质逐渐被降解成容易吸收的基酸、肽类、寡糖、单糖等小分子组分,保持可溶性固形物含量的最大化,并有效提高杨桃酵素的自由基清除率。
[0008] 本发明还有一个目的是提供一种杨桃酵素的发酵装置,以配合杨桃酵素发酵过程,适时适量的充分搅拌充气作业,去除发酵过程中产生的过量酒精,消除过量酒精对植物乳酸杆菌的抑制作用。
[0009] 为了实现根据本发明的这些目的和其它优点,提供了一种杨桃酵素的发酵方法,包括以下步骤:
[0010] 步骤一、按重量份数计,将预处理的2-3份杨桃和1份白砂糖分别加入10份蒸馏中混匀获得混合料Ⅰ;其中,预处理过程具体为:挑选成熟的无病害的杨桃,去边、去核、高温水烫漂灭菌处理;
[0011] 步骤二、向混合料Ⅰ中接种发酵菌种后混合均匀制得混合料Ⅱ,之后密封发酵4-5天获得发酵料,所述发酵菌种包括按重量比为1:2-1:3的梅山酵母和植物乳酸杆菌,发酵菌种接种量占混合料Ⅱ的质量百分含量为2-3%,发酵温度为28-30℃;
[0012] 其中,在密封发酵过程中还包括以下间歇充气和放气过程,具体如下:
[0013] 1)第一次放气:自发酵开始,持续发酵24-26h后开启放气进行第一次放气;
[0014] 2)第二次放气:自第一次放气结束后,再持续发酵22-24h后进行第二次放气;
[0015] 第一次充气:在第二次放气结束后的3-4min,开启充气搅拌装置向发酵罐内持续搅拌充气,搅拌速率为0.5-1r/s,充气速率为0.2-0.4L/s,总充气量C1≤发酵罐容积的5%;且直至第一次充气结束和第二次放气结束后,再关闭放气阀;
[0016] 3)第三次放气:自第二次放气结束后,再持续发酵20-22h后进行第三次放气;
[0017] 第二次充气:在第三次放气结束后的2-3min,开启充气搅拌装置向发酵罐内持续搅拌充气,搅拌速率为0.5-1r/s,充气速率为0.4-0.6L/s,至充气量C1≤发酵罐容积的7%;且直至第二次充气结束和第三次放气结束后,再关闭放气阀;
[0018] 4)第四次放气:自第二次放气结束后,再持续发酵18-20h后进行第三次放气;
[0019] 第三次充气:在第三次放气结束后的1-2min,开启充气搅拌装置向发酵罐内持续搅拌充气,搅拌速率为0.5-1r/s,充气速率为0.4-0.6L/s,至充气量C1≤发酵罐容积的9%;且直至第三次充气结束和第四次放气结束后,再关闭放气阀;
[0020] 其中,第一次充气、第二次充气和第三次充气过程中充入的是气和氮气按体积比2:25-1:20充分混合后的混合气体;
[0021] 步骤三、将所述发酵料过滤和灭菌后获得杨桃酵素。
[0022] 优选的是,所述步骤二中,密封发酵时间为5天,所述发酵菌种包括按重量比为1:3的梅山酵母和植物乳酸杆菌,发酵菌种接种量占混合料Ⅱ的质量百分含量为3%,发酵温度为30℃。
[0023] 优选的是,所述步骤二还包括以下步骤:
[0024] 第二次放气结束后,关闭阀之前,向所述发酵罐内添加0.05-0.08倍体积的绿茶水;
[0025] 第三次放气结束后,关闭阀门之前,,向所述发酵罐内添加0.05-0.08倍体积的绿茶水;
[0026] 第三次放气结束后,关闭阀门之前,向所述发酵罐内添加0.05-0.08倍体积的绿茶水;
[0027] 其中,在添加绿茶水过程中同时启动所述充气搅拌装置搅拌至少10min,且只搅拌不充气。
[0028] 优选的是,按重量份数计,绿茶水由0.3-0.5份绿茶浸泡在10份温度为40-50度的蒸馏水中至少10min制得。
[0029] 优选的是,在密封发酵过程中还包括以下间歇充气和放气过程,具体如下:
[0030] 1)第一次放气:自发酵开始,持续发酵25h后开启放气阀进行第一次放气;
[0031] 2)第二次放气:自第一次放气结束后,再持续发酵23h后进行第二次放气;
[0032] 第一次充气:在第二次放气结束后的3.5min,开启充气搅拌装置向发酵罐内持续搅拌充气,搅拌速率为0.7r/s,充气速率为0.3L/s,总充气量C1等于发酵罐容积的5%;
[0033] 3)第三次放气:自第二次放气结束后,再持续发酵21h后进行第三次放气;
[0034] 第二次充气:在第三次放气结束后的2.5min,开启充气搅拌装置向发酵罐内持续搅拌充气,搅拌速率为0.8r/s,充气速率为0.5L/s,至充气量C1等于发酵罐容积的7%;
[0035] 4)第四次放气:自第二次放气结束后,再持续发酵19h后进行第三次放气;
[0036] 第三次充气:在第三次放气结束后的1.5min,开启充气搅拌装置向发酵罐内持续搅拌充气,搅拌速率为0.5-1r/s,充气速率为0.4-0.6L/s,至充气量C1等于发酵罐容积的9%;
[0037] 其中,第一次充气、第二次充气和第三次充气过程中充入的是氧气和氮气按体积比3:50充分混合后的混合气体。
[0038] 一种杨桃酵素的发酵装置,包括:
[0039] 发酵罐;
[0040] 充气搅拌装置,其通过轴可旋转的设置在发酵罐内,所述轴的上端可旋转的设置在发酵罐的盖体上,且所述轴由电机驱动,所述轴内形成有中空通道;所述充气搅拌装置还包括三片搅拌叶,其均匀间隔开周向设置在搅拌轴上,三片搅拌叶的自由端向外延伸并靠近发酵罐的内侧壁设置;且三片搅拌叶与搅拌轴的连接点沿着搅拌轴依次降低,其中,任一搅拌叶包括横切面为半圆弧形的槽体,所述槽体的弧形腔朝向所述搅拌轴的旋转方向设置;多个弧形导流口,其均匀间隔开贯通设置在所述槽体的侧壁上;多个弧形导流片,其依次倾斜排列设置在所述槽体的后侧壁上,且多个弧形导流片对应多个弧形导流口设置,其中,在任一弧形导流口和与其对应设置的任一弧形导流片之间形成一倾斜的贯通槽体的导流通道,导流通道的导流方向朝向所述发酵罐的内侧壁;以及
[0041] 供气组件,其包括套管,其套设在所述轴上,所述轴相对所述套管可旋转,所述套管与其套设的轴的侧壁之间形成一环形气腔;多个贯通孔,其贯通设置在正对环形气腔的所述轴的侧壁上,且多个贯通孔连通至所述轴的中空通道;导气管,其一端向发酵罐外延伸设置,导气管的另一端固定至套管上,并且导气管与套管内的环形气腔导通;多个喷气球,其沿着槽体的弧形腔的长度方向延伸设置,且任一喷气球通过一对连接杆支撑设置,任一喷气球的表面设置多个喷气孔,多个喷气孔的孔径小于2mm,在每个喷气球的表面设置有橡胶包膜及对应多个喷气孔的直径小于1mm的可伸缩孔隙,可有效避免不喷气时,发酵物料进入喷气球;三个分支导管,其分别设置在三个搅拌叶上,三个分支导管的一端连通至所述轴的中空通道,且三个分支导管的内腔分别与三个搅拌叶上设置的多个喷气球的内腔相连通。
[0042] 优选的是,所述轴为电动伸缩杆,电动伸缩杆的最大长度与发酵罐的高度相适应。
[0043] 优选的是,多个弧形导流口的长径的延伸方向与所述槽体的延伸方向垂直,且多个弧形导流口的长茎的长度≤所述槽体的横切面的弧形长度的3/4。
[0044] 优选的是,多个喷气球中任一喷气球与任一弧形导流口的最近距离为5cm。
[0045] 优选的是,还包括:
[0046] 多个导流槽,其竖直排列设置在所述发酵罐的内侧壁上,且多个导流槽的横切面为“U”形;多个导流槽中任一导流槽的开口宽度为1-3cm,任一导流槽的深度小于等于1cm。
[0047] 本发明至少包括以下有益效果:
[0048] 本发明提供的杨桃酵素的发酵方法,优选最合适的发酵条件及各物料比例,在短时间内制备获得营养丰富杨桃酵素;
[0049] 杨桃酵素发酵过程中,促使杨桃中的蛋白质、多糖等大分子物质逐渐被降解成容易吸收的氨基酸、肽类、寡糖、单糖等小分子组分,保持可溶性固形物含量的最大化,并有效提高杨桃酵素的自由基清除率;
[0050] 本发明还提供了特有的杨桃酵素的发酵装置,以配合杨桃酵素发酵过程,适时适量的充分搅拌充气作业,去除发酵过程中产生的过量酒精,消除过量酒精对植物乳酸杆菌的抑制作用,以促进可溶性固形物含量的最大化,并辅助有效提高杨桃酵素的自由基清除率。
[0051] 本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现,部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。附图说明
[0052] 图1根据本发明一个实施例中所述的杨桃酵素的发酵方法的流程图
[0053] 图2根据本发明所述发酵装置的透视结构示意图;
[0054] 图3根据本发明所述套管的横切面的结构示意图,其中,还包括导气管和轴;
[0055] 图4根据本发明一个实施例中任一搅拌叶的横切面的结构示意图;
[0056] 图5根据本发明另一个实施例中任一搅拌叶的横切面的结构示意图;
[0057] 图6根据本发明一个实施例中所述供气组件的透视结构示意图;
[0058] 图7根据本发明一个实施例中发酵罐的横切面的结构示意图,其中,主要示出多个导流槽。

具体实施方式

[0059] 下面结合附图对本发明做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0060] 应当理解,本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
[0061] 本申请中应用的梅山酵母购自河北利食品有限公司的产品,植物乳酸杆菌购自山东中科嘉亿生物工程有限公司的产品。
[0062] 如图1所示,本发明提供一种杨桃酵素的发酵方法,包括以下步骤:
[0063] 实施例1
[0064] 步骤一、按重量份数计,将预处理的2份杨桃和1份白砂糖分别加入10份蒸馏水中混匀获得混合料Ⅰ;
[0065] 步骤二、向混合料Ⅰ中接种发酵菌种后混合均匀制得混合料Ⅱ,之后密封发酵4天获得发酵料,所述发酵菌种包括按重量比为1:2的梅山酵母和植物乳酸杆菌,发酵菌种接种量占混合料Ⅱ的质量百分含量为2-3%,发酵温度为28℃;
[0066] 其中,在密封发酵过程中还包括以下间歇充气和放气过程,具体如下:
[0067] 5)第一次放气:自发酵开始,持续发酵24h后开启放气阀进行第一次放气;
[0068] 6)第二次放气:自第一次放气结束后,再持续发酵22h后进行第二次放气;
[0069] 第一次充气:在第二次放气结束后的3min,开启充气搅拌装置向发酵罐内持续搅拌充气,搅拌速率为0.5r/s,充气速率为0.2L/s,总充气量C1≤发酵罐容积的5%;且直至第一次充气结束和第二次放气结束后,再关闭放气阀;
[0070] 7)第三次放气:自第二次放气结束后,再持续发酵20h后进行第三次放气;
[0071] 第二次充气:在第三次放气结束后的2min,开启充气搅拌装置向发酵罐内持续搅拌充气,搅拌速率为0.5r/s,充气速率为0.4L/s,至充气量C1≤发酵罐容积的7%;且直至第二次充气结束和第三次放气结束后,再关闭放气阀;
[0072] 8)第四次放气:自第二次放气结束后,再持续发酵18h后进行第三次放气;
[0073] 第三次充气:在第三次放气结束后的1min,开启充气搅拌装置向发酵罐内持续搅拌充气,搅拌速率为0.5r/s,充气速率为0.4L/s,至充气量C1≤发酵罐容积的9%;且直至第三次充气结束和第四次放气结束后,再关闭放气阀;
[0074] 其中,第一次充气、第二次充气和第三次充气过程中充入的是氧气和氮气按体积比2:25充分混合后的混合气体;
[0075] 步骤三、将所述发酵料过滤和灭菌后获得杨桃酵素。
[0076] 其中,充气搅拌装置为在发酵罐内设置一进气管道,搅拌装置为发酵罐原有搅拌装置。
[0077] 实施例2
[0078] 步骤一、按重量份数计,将预处理的3份杨桃和1份白砂糖分别加入10份蒸馏水中混匀获得混合料Ⅰ;
[0079] 步骤二、向混合料Ⅰ中接种发酵菌种后混合均匀制得混合料Ⅱ,之后密封发酵5天获得发酵料,所述发酵菌种包括按重量比为1:3的梅山酵母和植物乳酸杆菌,发酵菌种接种量占混合料Ⅱ的质量百分含量为3%,发酵温度为29℃;
[0080] 其中,在密封发酵过程中还包括以下间歇充气和放气过程,具体如下:
[0081] 1)第一次放气:自发酵开始,持续发酵26h后开启放气阀进行第一次放气;
[0082] 2)第二次放气:自第一次放气结束后,再持续发酵24h后进行第二次放气;
[0083] 第一次充气:在第二次放气结束后的4min,开启充气搅拌装置向发酵罐内持续搅拌充气,搅拌速率为1r/s,充气速率为0.4L/s,总充气量C1≤发酵罐容积的5%;且直至第一次充气结束和第二次放气结束后,再关闭放气阀;
[0084] 3)第三次放气:自第二次放气结束后,再持续发酵22h后进行第三次放气;
[0085] 第二次充气:在第三次放气结束后的3min,开启充气搅拌装置向发酵罐内持续搅拌充气,搅拌速率为1r/s,充气速率为0.6L/s,至充气量C1≤发酵罐容积的7%;且直至第二次充气结束和第三次放气结束后,再关闭放气阀;
[0086] 4)第四次放气:自第二次放气结束后,再持续发酵20h后进行第三次放气;
[0087] 第三次充气:在第三次放气结束后的2min,开启充气搅拌装置向发酵罐内持续搅拌充气,搅拌速率为1r/s,充气速率为0.6L/s,至充气量C1≤发酵罐容积的9%;且直至第三次充气结束和第四次放气结束后,再关闭放气阀;
[0088] 其中,第一次充气、第二次充气和第三次充气过程中充入的是氧气和氮气按体积比1:20充分混合后的混合气体;
[0089] 步骤三、将所述发酵料过滤和灭菌后获得杨桃酵素。
[0090] 其中,充气搅拌装置为在发酵罐内设置一进气管道,搅拌装置为发酵罐原有搅拌装置。
[0091] 实施例3
[0092] 步骤一、按重量份数计,将预处理的3份杨桃和1份白砂糖分别加入10份蒸馏水中混匀获得混合料Ⅰ;
[0093] 步骤二、向混合料Ⅰ中接种发酵菌种后混合均匀制得混合料Ⅱ,之后密封发酵5天获得发酵料,所述发酵菌种包括按重量比为1:3的梅山酵母和植物乳酸杆菌,发酵菌种接种量占混合料Ⅱ的质量百分含量为3%,发酵温度为30℃;
[0094] 其中,在密封发酵过程中还包括以下间歇充气和放气过程,具体如下:
[0095] 1)第一次放气:自发酵开始,持续发酵25h后开启放气阀进行第一次放气;
[0096] 2)第二次放气:自第一次放气结束后,再持续发酵23h后进行第二次放气;
[0097] 第一次充气:在第二次放气结束后的3.5min,开启充气搅拌装置向发酵罐内持续搅拌充气,搅拌速率为0.7r/s,充气速率为0.3L/s,总充气量C1等于发酵罐容积的5%;
[0098] 3)第三次放气:自第二次放气结束后,再持续发酵21h后进行第三次放气;
[0099] 第二次充气:在第三次放气结束后的2.5min,开启充气搅拌装置向发酵罐内持续搅拌充气,搅拌速率为0.8r/s,充气速率为0.5L/s,至充气量C1等于发酵罐容积的7%;
[0100] 4)第四次放气:自第二次放气结束后,再持续发酵19h后进行第三次放气;
[0101] 第三次充气:在第三次放气结束后的1.5min,开启充气搅拌装置向发酵罐内持续搅拌充气,搅拌速率为0.9r/s,充气速率为0.6L/s,至充气量C1等于发酵罐容积的9%[0102] 其中,第一次充气、第二次充气和第三次充气过程中充入的是氧气和氮气按体积比3:50充分混合后的混合气体;
[0103] 步骤三、将所述发酵料过滤和灭菌后获得杨桃酵素。
[0104] 其中,充气搅拌装置为在发酵罐内设置一进气管道,搅拌装置为发酵罐原有搅拌装置。
[0105] 对比例1
[0106] 步骤一、按重量份数计,将预处理的2份杨桃和1份白砂糖分别加入10份蒸馏水中混匀获得混合料Ⅰ;
[0107] 步骤二、向混合料Ⅰ中接种发酵菌种后混合均匀制得混合料Ⅱ,之后密封发酵4天获得发酵料,所述发酵菌种包括按重量比为1:2的梅山酵母和植物乳酸杆菌,发酵菌种接种量占混合料Ⅱ的质量百分含量为2%,发酵温度为28℃;
[0108] 步骤三、将所述发酵料过滤和灭菌后获得杨桃酵素。
[0109] 对比例2
[0110] 步骤一、按重量份数计,将预处理的2份杨桃和1份白砂糖分别加入10份蒸馏水中混匀获得混合料Ⅰ;
[0111] 步骤二、向混合料Ⅰ中接种发酵菌种后混合均匀制得混合料Ⅱ,之后密封发酵5天获得发酵料,所述发酵菌种包括按重量比为1:3的梅山酵母和植物乳酸杆菌,发酵菌种接种量占混合料Ⅱ的质量百分含量为3%,发酵温度为29℃;
[0112] 步骤三、将所述发酵料过滤和灭菌后获得杨桃酵素。
[0113] 对比例3
[0114] 步骤一、按重量份数计,将预处理的3份杨桃和1份白砂糖分别加入10份蒸馏水中混匀获得混合料Ⅰ;
[0115] 步骤二、向混合料Ⅰ中接种发酵菌种后混合均匀制得混合料Ⅱ,之后密封发酵5天获得发酵料,所述发酵菌种包括按重量比为1:3的梅山酵母和植物乳酸杆菌,发酵菌种接种量占混合料Ⅱ的质量百分含量为5%,发酵温度为30℃;
[0116] 步骤三、将所述发酵料过滤和灭菌后获得杨桃酵素。
[0117] 实施例4
[0118] 在实施例1的发酵方法的基础上,在步骤二的密封发酵过程中,还包括以下步骤:
[0119] 第二次放气结束后,关闭阀门之前,向所述发酵罐内添加0.05倍体积的绿茶水;
[0120] 第三次放气结束后,关闭阀门之前,向所述发酵罐内添加0.05倍体积的绿茶水;
[0121] 第三次放气结束后,关闭阀门之前,向所述发酵罐内添加0.05倍体积的绿茶水;
[0122] 其中,在添加绿茶水过程中同时启动所述充气搅拌装置搅拌10min,且只搅拌不充气。
[0123] 其中,按重量份数计,绿茶水由0.3份绿茶浸泡在10份温度为40-50度的蒸馏水中10min制得。
[0124] 实施例5
[0125] 在实施例2的发酵方法的基础上,在步骤二的密封发酵过程中,还包括以下步骤:
[0126] 第二次放气结束后,关闭阀门之前,向所述发酵罐内添加0.06倍体积的绿茶水;
[0127] 第三次放气结束后,关闭阀门之前,向所述发酵罐内添加0.06倍体积的绿茶水;
[0128] 第三次放气结束后,关闭阀门之前,向所述发酵罐内添加0.06倍体积的绿茶水;
[0129] 其中,在添加绿茶水过程中同时启动所述充气搅拌装置搅拌15min,且只搅拌不充气。
[0130] 其中,按重量份数计,绿茶水由0.4份绿茶浸泡在10份温度为40-50度的蒸馏水中15min制得。
[0131] 实施例6
[0132] 在实施例3的发酵方法的基础上,在步骤二的密封发酵过程中,还包括以下步骤:
[0133] 第二次放气结束后,关闭阀门之前,向所述发酵罐内添加0.08倍体积的绿茶水;
[0134] 第三次放气结束后,关闭阀门之前,向所述发酵罐内添加0.08倍体积的绿茶水;
[0135] 第三次放气结束后,关闭阀门之前,向所述发酵罐内添加0.08倍体积的绿茶水;
[0136] 其中,在添加绿茶水过程中同时启动所述充气搅拌装置搅拌20min,且只搅拌不充气。
[0137] 其中,按重量份数计,绿茶水由0.5份绿茶浸泡在10份温度为40-50度的蒸馏水中20min制得。
[0138] 实施例7
[0139] 如图2-6所示,本发明提供一种杨桃酵素的发酵装置,包括:
[0140] 发酵罐10;
[0141] 充气搅拌装置20,其通过轴201可旋转的设置在发酵罐内,所述轴的上端可旋转的设置在发酵罐的盖体101上,且所述轴由电机203驱动,电机可设置在盖体内,或者,设置在盖体上部,不影响发酵过程,轴自盖体伸出的部分,设置有密封轴承等,避免发酵物料进入盖体内,所述轴内形成有中空通道2011;所述充气搅拌装置还包括三片搅拌叶204,其均匀间隔开周向设置在搅拌轴上,三片搅拌叶的自由端向外延伸并靠近发酵罐的内侧壁设置;且三片搅拌叶与搅拌轴的连接点沿着搅拌轴依次降低,三片搅拌叶自上向下分散开设置,可对发酵罐内的物料进行充分的搅拌,其中,任一搅拌叶包括横切面为半圆弧形的槽体,所述槽体的弧形腔朝向所述搅拌轴的旋转方向设置;多个弧形导流口2041,其均匀间隔开贯通设置在所述槽体的侧壁上;多个弧形导流片2042,其依次倾斜排列设置在所述槽体的后侧壁上,且多个弧形导流片对应多个弧形导流口设置,其中,在任一弧形导流口和与其对应设置的任一弧形导流片之间形成一倾斜的贯通槽体的导流通道,导流通道的导流方向朝向所述发酵罐的内侧壁;以及
[0142] 供气组件30,其包括套管301,其套设在所述轴上,所述轴相对所述套管可旋转,所述套管与其套设的轴的侧壁之间形成一环形气腔;多个贯通孔302,其贯通设置在正对环形气腔的所述轴的侧壁上,且多个贯通孔连通至所述轴的中空通道;导气管303,其一端向发酵罐外延伸设置,导气管的另一端固定至套管上,并且导气管与套管内的环形气腔导通;多个喷气球304,其沿着槽体的弧形腔的长度方向延伸设置,且任一喷气球通过一对连接杆305支撑设置,任一喷气球的表面设置多个喷气孔3041;三个分支导管306,其分别设置在三个搅拌叶上,三个分支导管的一端连通至所述轴的中空通道,且三个分支导管的内腔分别与三个搅拌叶上设置的多个喷气球的内腔相连通。当轴旋转时,带动三片搅拌叶旋转,由于槽体的弧形腔朝向所述搅拌轴的旋转方向设置,搅拌叶搅动的物料会有大部分经多个弧形导流口和与其对应设置的多个弧形导流片之间形成的倾斜的多个导流通道穿过,对物料进行充分的搅动、切割和分流式搅拌;当需要充气搅拌时,供气组件中首先由外界的气将混合气体经导气管送入套管的环形气腔内,经过个贯通孔进入中空通道,再经三个分支导管进入喷气球,最后由多个喷气孔喷出,由于多个喷气球设置在槽体的弧形腔内,对物料进行充分的搅动、切割和分流式搅拌同时,多个喷气球内喷出的混合气体可与物料充分接触和混合,同时在强气流的带动下,分离出物料中的部分酒精,促使其随放气过程导出发酵罐。
[0143] 混合气体中,含有低于空气水平的氧气含量,可一定程度上保证梅山酵母进行正常的有氧呼吸,又一定程度上抑制梅山酵母的过度繁殖,降低其对植物乳酸杆菌的抑制作用,减少梅山酵母对乳酸盐的利用率,以保持发酵料中的较高含量的可溶性固形物。
[0144] 其中,所述轴为电动伸缩杆,电动伸缩杆的最大长度与发酵罐的高度相适应。
[0145] 其中,多个弧形导流口的长径的延伸方向与所述槽体的延伸方向垂直,且多个弧形导流口的长茎的长度≤所述槽体的横切面的弧形长度的3/4。
[0146] 其中,多个喷气球中任一喷气球与任一弧形导流口的最近距离为5cm;
[0147] 任一搅拌叶的宽度小于等于1/7倍所述发酵罐高度;
[0148] 在所述轴的延伸方向,相邻两个搅拌叶之间的距离为1/6倍-1/5倍所述发酵罐高度。
[0149] 实施例8
[0150] 如图7所示,本发明提供一种杨桃酵素的发酵装置,其在实施例7提供的发酵装置的基础上,还包括:
[0151] 多个导流槽101,其竖直排列设置在所述发酵罐的内侧壁102上,且多个导流槽的横切面为“U”形;多个导流槽中任一导流槽的开口宽度为1cm,任一导流槽的深度小于等于1cm,相邻两个导流槽之间的最短距离为3cm。搅拌叶搅动的物料经倾斜的多个导流通道穿过后,会形成朝向发酵罐的内侧壁方向流动,促使带有酒精的气流同时流向发酵罐的内侧壁,多个导流槽对气流起到更好的导流作用,使其上升路线最短,还相对于实施例3提供的杨桃酵素的发酵装置的酒精带出率可提高5%-10%。
[0152] 实施例9
[0153] 在实施例4的发酵方法的基础上,在步骤二的密封发酵过程中,采用实施例8提供的充气搅拌装置进行充气搅拌。
[0154] 其中,多个弧形导流口的长径的延伸方向与所述槽体的延伸方向垂直,且多个弧形导流口的长茎的长度等于所述槽体的横切面的弧形长度的3/4。
[0155] 其中,多个喷气球中任一喷气球与任一弧形导流口的距离为5cm;
[0156] 任一搅拌叶的宽度等于1/7倍所述发酵罐高度;
[0157] 在轴的延伸方向,相邻两个搅拌叶之间的距离为1/6倍倍发酵罐高度。
[0158] 实施例10
[0159] 在实施例5的发酵方法的基础上,在步骤二的密封发酵过程中,采用实施例7提供的充气搅拌装置进行充气搅拌。
[0160] 其中,多个弧形导流口的长径的延伸方向与所述槽体的延伸方向垂直,且多个弧形导流口的长茎的长度为槽体的横切面的弧形长度的1/2。
[0161] 其中,多个喷气球中任一喷气球与任一弧形导流口的距离为7cm;
[0162] 任一搅拌叶的宽度为1/8倍发酵罐高度;
[0163] 在轴的延伸方向,相邻两个搅拌叶之间的距离为11/60倍所述发酵罐高度。
[0164] 实施例11
[0165] 在实施例6的发酵方法的基础上,在步骤二的密封发酵过程中,采用实施例7提供的充气搅拌装置进行充气搅拌。
[0166] 其中,多个弧形导流口的长径的延伸方向与所述槽体的延伸方向垂直,且多个弧形导流口的长茎的长度为槽体的横切面的弧形长度的1/4。
[0167] 其中,多个喷气球中任一喷气球与任一弧形导流口的距离为10cm;
[0168] 任一搅拌叶的宽度等于1/9倍所述发酵罐高度;
[0169] 在轴的延伸方向,相邻两个搅拌叶之间的距离为1/5倍所述发酵罐高度。
[0170] 实施例12
[0171] 在实施例9的发酵方法的基础上,在步骤二的密封发酵过程中,采用实施例8提供的充气搅拌装置进行充气搅拌。
[0172] 其中,多个导流槽中任一导流槽的开口宽度为1cm,任一导流槽的深度等于1cm,相邻两个导流槽之间的距离为3cm。
[0173] 实施例13
[0174] 在实施例10的发酵方法的基础上,在步骤二的密封发酵过程中,采用实施例8提供的充气搅拌装置进行充气搅拌。
[0175] 其中,多个导流槽中任一导流槽的开口宽度为1cm,任一导流槽的深度等于0.8cm,相邻两个导流槽之间的距离为5cm。
[0176] 实施例14
[0177] 在实施例11的发酵方法的基础上,在步骤二的密封发酵过程中,采用实施例8提供的充气搅拌装置进行充气搅拌。
[0178] 其中,多个导流槽中任一导流槽的开口宽度为1cm,任一导流槽的深度等于0.6cm,相邻两个导流槽之间的距离为7cm。
[0179] 针对实施例1~实施例3、对比例1~3以及实施例6~14制备获得的杨桃酵素中可溶性固形物含量、DPPH自由基清除率,羟自由基清除率,总酸含量测定及酒精去除率进行测定,测定结果如下表1所示:
[0180] 表1:
[0181]
[0182] 表1中,各指标检测方法具体如下:
[0183] 1)总酸值的测定:滴定法
[0184] 每次取10ml样液(杨桃酵素)加入2~3滴酚酞溶液,然后用0.1.mol/L的NaOH溶液进行滴定。滴定至样液(杨桃酵素)微红且30s内不褪色,记录数据。各个菌种浓度分别滴定三次。用公式:
[0185]
[0186] 2)可溶性固形物的测定:干燥法
[0187] 吸取样液(杨桃酵素)10.00ml于100ml容量瓶中,加水稀释至刻度,摇匀。吸取上述稀释液5.00ml置于已烘至恒重的称量瓶中,移入(103±2)℃电热恒温干燥箱中,将瓶盖斜置于瓶边,4h后,将瓶盖盖好,取出,移入干燥箱内,冷却至室温(约需0.5h),称量,再烘0.5h,冷却,称量,直至两次称量差不超过1mg,即为恒重。用下式计算:
[0188]
[0189] 3)抗氧化性的测定:
[0190] DPPH自由基清除实验
[0191] 制备0.08mg/ml的DPPH溶液,每个菌种浓度的样液(杨桃酵素)都分别取0.4ml,0.8ml,1.2ml,1.6ml,2.0ml于试管中,分别用95%分析纯酒精加至2ml。并在每支试管中加入配置好的DPPH溶液2ml。避光静置30min,在517nm波长测定吸光度A1。将2ml乙醇溶液加入
2ml配置好的DPPH溶液中,在517nm波长处测定吸光度A0。用公式计算:
[0192]
[0193] 羟自由基清除实验
[0194] 取0.5ml样品于试管中,然后依次加入1.4ml 6mmol/L双氧水、0.6ml 20mmol/L水杨酸钠和2ml 1.5mmol/L硫酸,混合充分后,在37度条件下恒温水浴1h。以去离子水作参比溶液。调节分光光度计在562nm下测定吸光度。按下式计算羟自由基清除率:
[0195]
[0196] 4)酒精去除率
[0197] 每次间歇充气和放气前后,各取10ml样液(杨桃酵素)采用常规比色法检测乙醇(酒精)
[0198] 含量分别记为m1和m2。按下式计算乙醇(酒精)去除率:
[0199]
[0200] 分析:
[0201] 由上表1可知,实施例1-3中获得的杨桃酵素的各指标均优于对比例1-3,由实施例1-3的具体发酵方法来看,实施例1-3相较于对比例1-3,除提供合适比例的物料、发酵菌种、发酵条件(发酵温度和发酵天数)外,还增加了间歇充气和放气过程,直接的作用在于:可促使发酵物料中产生的部分酒精随间歇充气和放气过程带出;更进一步的作用还在于:维持可溶性固形物含量的最大化:具体来看,①消除过量酒精对植物乳酸杆菌的抑制作用,以促进乳酸杆菌充分发酵杨桃,产生大量的乳酸盐和代谢产物,最大化可溶性固形物含量;②,相较于空气中氧气含量,充气过程通入的混合气体中氧气的含量偏低,可在一定程度上控制梅山酵母进行有限的有氧呼吸,控制其繁殖数量,进而减少梅山酵母对乳酸盐的消耗。
[0202] 实施例4-6获得的杨桃酵素的可溶性固形物含量及自由基清除率均更优于实施例1-3,丰富了杨桃酵素的口感,增加了茶香;
[0203] 实施例9-11获得的杨桃酵素的各指标均更优于实施例1-3,由实施例1-3的具体发酵方法来看,本申请提供的发酵装置的加入,使得间歇充气和放气过程中,混合气体随搅拌过程充分与发酵物料混合,有效提高其中的酒精去除率,进而进一步减少了乳酸盐的消耗量;同样的,实施例12-14获得的杨桃酵素的各指标均更优于实施例9-11,主要得益于多个导流槽结构的导流作用,使其上升路线最短,相对于实施例9-11提供的杨桃酵素的发酵方法的酒精带出率提高5%-10%。
[0204] 尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用,它完全可以被适用于各种适合本发明的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
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