本發(fā)明涉及食品領(lǐng)域，具體涉及一種酵素及其制備方法。
背景技術(shù)：
目前，現(xiàn)代社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)激烈，生活節(jié)奏加快，環(huán)境污染，年齡增長(zhǎng)，都會(huì)導(dǎo)致人體內(nèi)的酵素減少。當(dāng)體內(nèi)酵素作用衰弱或減少，就會(huì)導(dǎo)致人體出現(xiàn)各種癥狀。
由于酵素作用的單一性，要預(yù)防和治療這些疾病，我們必須從膳食中攝取更多的酵素，而食物經(jīng)過高溫、精加工后，又會(huì)使食物中的酵素遭到破壞。此外，現(xiàn)有的酵素生成工藝較為復(fù)雜，且可控性不高，發(fā)酵周期不能連續(xù)，發(fā)酵而得的酵素產(chǎn)量低、質(zhì)量差。為使酵素食品更加符合現(xiàn)代人對(duì)營養(yǎng)需要的多樣性、平衡性和易于吸收性，無論是傳統(tǒng)工藝還是現(xiàn)代工藝仍需要進(jìn)一步改良。
盡管國內(nèi)市場(chǎng)上也出現(xiàn)了一些添加酵素的保健食品，但它在其它食品領(lǐng)域應(yīng)用還很少，仍然有廣闊的發(fā)展空間。鑒于此，酵素食品無論是在生產(chǎn)工藝還是在食品中的應(yīng)用都有進(jìn)一步發(fā)展的必要性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種酵素的制備方法，該制備方法簡(jiǎn)單，產(chǎn)量高。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種由上述制備方法制備而得的酵素，該酵素口感酸甜適中，營養(yǎng)豐富，質(zhì)量好。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：
本發(fā)明提出一種酵素的制備方法，包括以下步驟：將殺菌后的酵素原料與糖混合，并在發(fā)酵菌種存在的條件下，于10℃-14℃的環(huán)境中第一次發(fā)酵，得到第一次發(fā)酵產(chǎn)物；然后將第一次發(fā)酵產(chǎn)物于-10℃-38℃的環(huán)境中第二次發(fā)酵，得到酵素。
酵素原料包括水果、蔬菜或中藥中的至少一種。
本發(fā)明還提出一種酵素，其由上述制備方法制備而得。
本發(fā)明較佳實(shí)施例中酵素的制備方法的有益效果是：第一次發(fā)酵溫度為10-14℃的控溫發(fā)酵，可為發(fā)酵菌種提供穩(wěn)定的生存環(huán)境，從而利于發(fā)酵菌種對(duì)糖類的利用以及對(duì)酵素原料的發(fā)酵程度；第二次發(fā)酵為-10℃-38℃的常溫發(fā)酵，此溫度范圍根據(jù)模擬微生物自然常溫生長(zhǎng)的環(huán)境而得，其中的15-25℃較接近于人體體溫，在該溫度范圍下發(fā)酵而得的酵素產(chǎn)品，更利于人體吸收，且產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性更好，口感也更佳。故該制備方法簡(jiǎn)單，產(chǎn)量高。此外，由此方法制備而得的酵素口感酸甜適中，營養(yǎng)豐富，質(zhì)量好。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。實(shí)施例中未注明具體條件者，按照常規(guī)條件或制造商建議的條件進(jìn)行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過市售購買獲得的常規(guī)產(chǎn)品。
下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的酵素及其制備方法進(jìn)行具體說明。
本實(shí)施例中的酵素原料例如可以包括水果、蔬菜或中藥中的至少一種。其中，中藥例如可以為枸杞等，水果例如可以為草莓、藍(lán)莓、蘋果和梨等，蔬菜例如可以為黃瓜、萵筍、芹菜和西紅柿等。但值得說明的是，蔬菜中的莖菜類蔬菜較葉菜類蔬菜更適于本發(fā)明實(shí)施例中的酵素制備方法。
挑選酵素原料時(shí)，較佳地，可選取無爛果、無霉果、無爛葉的新鮮原料。以枸杞為例，摘取新鮮枸杞，并可將枸杞的把子率控制在小于10％、成熟度控制在不低于85％的范圍內(nèi)，以保證發(fā)酵質(zhì)量，避免發(fā)酵失敗或效果較差。
對(duì)挑選出的酵素原料進(jìn)行預(yù)冷和清洗。因酵素原料采摘時(shí)期的氣溫一般較高，故可將挑選出的酵素原料先進(jìn)行預(yù)冷，也即在酵素原料與糖混合前進(jìn)行預(yù)冷，然后再進(jìn)行清洗。為節(jié)省勞力，清洗可直接將酵素原料放入清洗設(shè)備中清洗，清洗過程所用水優(yōu)選為符合國家凈水標(biāo)準(zhǔn)的凈化水。作為可選地，例如可以用8℃-18℃的水預(yù)冷上述酵素原料，其目的在于：一方面可將酵素原料降到室溫，如8℃-18℃，避免因酵素原料溫度較高，而將其溫度帶入至清洗設(shè)備中，影響清洗設(shè)備的性能；另一方面在用上述溫度條件下的水進(jìn)行降溫還可清洗酵素原料表面的灰塵等雜質(zhì)。此外，為了使清洗效果更佳，在清洗過程中，可加入果蔬洗滌物。進(jìn)一步地，為去除殘留的果蔬洗滌物，酵素原料可在脫離清洗設(shè)備后再用純凈水進(jìn)行沖洗。
因酵素原料清洗后依然存在具有細(xì)菌等現(xiàn)象，鑒于此，為保障后期發(fā)酵效果，本實(shí)施例對(duì)洗凈后的酵素原料還可進(jìn)行殺菌以及風(fēng)干其表面水分，然后再進(jìn)入第一次發(fā)酵罐。上述操作一方面可除去雜菌，另一方面還可避免為雜菌生長(zhǎng)繁殖提供滋生所需的水環(huán)境。
本實(shí)施例中制備酵素所用到的生產(chǎn)設(shè)備系統(tǒng)包括cip清洗系統(tǒng)、發(fā)酵系統(tǒng)、水循環(huán)系統(tǒng)、滅菌系統(tǒng)和排污系統(tǒng)。其中，發(fā)酵系統(tǒng)包括第一次發(fā)酵系統(tǒng)和第二次發(fā)酵系統(tǒng)；水循環(huán)系統(tǒng)包括熱水循環(huán)系統(tǒng)和冷水循環(huán)系統(tǒng)。此外，發(fā)酵系統(tǒng)還可以連接有儲(chǔ)物罐、灌裝機(jī)和貼標(biāo)機(jī)等。其中，儲(chǔ)物罐例如可以包括第一儲(chǔ)物罐和第二儲(chǔ)物罐，第一儲(chǔ)物罐安裝于第二發(fā)酵系統(tǒng)與滅菌系統(tǒng)之間，第二儲(chǔ)物罐安裝于滅菌系統(tǒng)之后，也即酵素經(jīng)滅菌后再儲(chǔ)存于第二儲(chǔ)物罐中，此時(shí)，第二儲(chǔ)物罐再連接有無菌灌裝機(jī)和貼標(biāo)機(jī)等。
cip系統(tǒng)和滅菌系統(tǒng)與發(fā)酵系統(tǒng)連接，水循環(huán)系統(tǒng)與第一次發(fā)酵系統(tǒng)連接，滅菌系統(tǒng)與一次發(fā)酵系統(tǒng)、第二次發(fā)酵系統(tǒng)以及儲(chǔ)物罐連接，排污系統(tǒng)與發(fā)酵系統(tǒng)和滅菌系統(tǒng)連接，并且熱水循環(huán)系統(tǒng)與冷水循環(huán)系統(tǒng)連接。
將殺菌后的酵素原料與糖混合，并在發(fā)酵菌種存在的條件下在第一次發(fā)酵系統(tǒng)中第一次發(fā)酵，此時(shí)第一發(fā)酵系統(tǒng)所用設(shè)備為第一次發(fā)酵罐，也即在第一次發(fā)酵罐中第一次發(fā)酵，得到第一次發(fā)酵產(chǎn)物。為提高發(fā)酵效果，可對(duì)酵素原料中的部分原料進(jìn)行切分處理，例如將其中體積較大的蘋果、梨、黃瓜等切分成1-2cm的丁狀，將芹菜切成1-2cm的段狀。
較佳地，在酵素原料進(jìn)入第一次發(fā)酵罐之前，先對(duì)包括發(fā)酵系統(tǒng)、滅菌系統(tǒng)以及儲(chǔ)物罐在內(nèi)的生產(chǎn)設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行cip清洗。cip清洗不僅能清洗機(jī)器，而且還能控制微生物。為提高清洗效果，可將cip清洗與酸堿洗滌相配合。酸堿洗滌主要靠化學(xué)試劑起到洗滌效果，通常選用的洗滌劑包括酸、堿洗滌劑和滅菌洗滌劑。其中，酸、堿洗滌劑能將微生物全部殺死，并且對(duì)有機(jī)物清除效果較好，具體地，堿類洗滌劑對(duì)含蛋白質(zhì)較高的物質(zhì)具有較好地去除作用，酸類洗滌劑則可去除堿類洗滌劑所不能去除的其它污物。作為可選地，本實(shí)施例中的cip清洗可以如下：先對(duì)發(fā)酵系統(tǒng)、滅菌系統(tǒng)以及儲(chǔ)物罐進(jìn)行第一次清水清洗，第一次清水清洗的次數(shù)例如可以為3次。然后再進(jìn)行酸、堿清洗，酸清洗時(shí)所用的酸洗滌劑例如可以是體積濃度為千分之三的鹽酸溶液或硫酸溶液，堿清洗時(shí)所用的堿洗滌劑例如可以是體積濃度為千分之三的燒堿。接著，再進(jìn)行第二次清水清洗，第二次清水清洗的次數(shù)例如也可以為3次。
清洗后，可用蒸汽發(fā)生器將溫度不低于110℃的水蒸汽對(duì)包括第一次發(fā)酵罐、第二次發(fā)酵罐、儲(chǔ)物罐以及各設(shè)備系統(tǒng)之間連接的管道和泵進(jìn)行消毒和殺菌，消毒和滅菌的時(shí)間例如為13-18min。對(duì)發(fā)酵罐，水蒸氣可從其下口進(jìn)，上口出，并確保發(fā)酵罐在投料前的消毒殺菌徹底。殺菌后需對(duì)設(shè)備進(jìn)行降溫，降溫時(shí)間例如最低不小于48h，以保證設(shè)備均具有正常的工作性能。作為可選地，可將第一次發(fā)酵罐的溫度降至10-14℃，此溫度范圍內(nèi)的發(fā)酵罐溫度與酵素原料的溫度相差不大，發(fā)酵效果更佳。
作為可選地，本實(shí)施例中糖和酵素原料在混合時(shí)豎向交替層鋪，也即在第一次發(fā)酵罐內(nèi)例如可以由下至上交替鋪設(shè)。具體地，可以如下：在第一次發(fā)酵罐的內(nèi)最下層鋪設(shè)一層糖，形成第一糖層，然后在第一糖層的表面鋪設(shè)一層酵素原料，形成第一酵素原料層；接著在第一酵素原料層表面鋪設(shè)第二糖層，在第二糖層表面鋪設(shè)第二酵素原料層，依次下去即可。作為可選地，每層糖層的厚度可以為5-8cm，每層酵素原料的厚度也可以為5-8cm。
其中，糖例如可以包括白砂糖或紅糖中的一種，糖與酵素原料的重量比優(yōu)選可以為0.4-0.6:1，最佳比例可以為0.5:1，此最佳比例下的糖可為發(fā)酵菌種提供最佳量的營養(yǎng)物質(zhì)，如c源，進(jìn)而使其對(duì)酵素原料的發(fā)酵效果達(dá)到最佳。此外，糖還可以包括其它任意可以用作食品發(fā)酵過程中的糖類物質(zhì)，如麥芽糖、甘露糖和阿拉伯糖等。
進(jìn)一步地，本實(shí)施例中的發(fā)酵菌種可以僅為酵素原料的內(nèi)生菌，也可以同時(shí)還包括外源菌種。當(dāng)發(fā)酵菌種為外源菌種時(shí)，其可以包括乳酸菌，較佳地，上述乳酸菌可以是保加利亞乳酸菌和嗜熱乳酸菌的復(fù)合菌種。作為可選地，乳酸菌與酵素原料的重量比例如可以為0.05-0.15:1000，最佳的，重量比為0.1:100。當(dāng)發(fā)酵菌種僅為內(nèi)生菌時(shí)，內(nèi)生菌例如可以包括生長(zhǎng)于上述酵素原料中的芽孢桿菌屬等。
將第一次發(fā)酵罐中同時(shí)含有酵素原料、糖和發(fā)酵菌種后，將第一次發(fā)酵罐的上料口封閉，進(jìn)行第一次發(fā)酵。較佳地，第一次發(fā)酵例如可在10℃-14℃的條件下發(fā)酵50-70天，優(yōu)選為60天。第一次發(fā)酵過程中，例如可以每周以50rpm/min的轉(zhuǎn)速對(duì)混合后的酵素原料和糖攪拌至少一次，每次攪拌時(shí)間為2-4min。具體地，第一次發(fā)酵7天左右，第一次發(fā)酵罐中的糖則開始逐步融化，酵素原料開始浸出液體，此時(shí)可開啟第一次發(fā)酵罐中的攪拌裝置，對(duì)第一次發(fā)酵罐內(nèi)的物質(zhì)進(jìn)行攪拌。根據(jù)實(shí)際發(fā)酵情況，可間歇式對(duì)第一次發(fā)酵罐內(nèi)的物質(zhì)進(jìn)行多次攪拌，以使發(fā)酵菌種與糖和發(fā)酵液充分混合，最大化提高發(fā)酵效果。
因第一次發(fā)酵的溫度最優(yōu)在10℃-14℃，尤其是12℃，但發(fā)酵過程中由于攪拌或機(jī)器自身的運(yùn)作，會(huì)使溫度升高。故本實(shí)施例在第一次發(fā)酵過程中可對(duì)第一次發(fā)酵罐進(jìn)行控溫處理，即當(dāng)罐體溫度高于10℃-14℃時(shí)(尤其是夏季)，即啟動(dòng)冷水循環(huán)系統(tǒng)，通過運(yùn)輸管道將冷水送入至第一次發(fā)酵罐，并對(duì)其進(jìn)行冷卻；當(dāng)罐體溫度低于10℃-14℃時(shí)(尤其是冬季)，即啟動(dòng)熱水循環(huán)系統(tǒng)，通過電加熱或其它能源制熱將水加熱，并經(jīng)運(yùn)輸管道將熱水送至第一次發(fā)酵罐，從而對(duì)其進(jìn)行加熱。由此，根據(jù)對(duì)第一次發(fā)酵罐的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，保障發(fā)酵溫度為10℃-14℃，從而可確保全年連續(xù)發(fā)酵生產(chǎn)。為節(jié)約勞力，提高發(fā)酵效率，第一次發(fā)酵罐可以為自動(dòng)化發(fā)酵罐，對(duì)溫度的控制以及發(fā)酵過程中的攪拌均進(jìn)行自動(dòng)化控制。
第一次發(fā)酵過程中，對(duì)酸堿度變化、揮發(fā)酸等進(jìn)行檢測(cè)。經(jīng)檢測(cè)，酵素原料經(jīng)投料至第一次發(fā)酵罐后14-16天左右開始發(fā)酵，30天左右開始進(jìn)入劇烈發(fā)酵期，該時(shí)期發(fā)酵過程還會(huì)產(chǎn)生大量氣體；待發(fā)酵至45天時(shí)，發(fā)酵氣體開始減弱，劇烈發(fā)酵期結(jié)束并進(jìn)入緩慢發(fā)酵階段，大約在發(fā)酵60天左右發(fā)酵氣體變得微弱，將此階段設(shè)置為第一次發(fā)酵的終點(diǎn)。
第一次發(fā)酵罐中由于實(shí)施了溫度控制等措施，避免了在發(fā)酵初期容易產(chǎn)生雜菌或滋生細(xì)菌造成染罐的風(fēng)險(xiǎn)。進(jìn)一步地，將處于第一次發(fā)酵終點(diǎn)階段的第一次發(fā)酵產(chǎn)物倒罐至第二次發(fā)酵罐中進(jìn)行第二次發(fā)酵，得到酵素。較佳地，第一次發(fā)酵產(chǎn)物可以是一次性倒罐至第二次發(fā)酵罐中。具體地，在第一次發(fā)酵罐與第二次發(fā)酵罐的連接管道上安裝固體泵，啟動(dòng)固體泵，第一次發(fā)酵罐中的第一次發(fā)酵產(chǎn)物則在固體泵的泵壓下直接輸送至第二次發(fā)酵罐中。第二次發(fā)酵罐例如可采用單層罐，減少設(shè)備投資且能維持較好的發(fā)酵效果。
本實(shí)施例中第一次發(fā)酵罐和第二次發(fā)酵罐的個(gè)數(shù)比例如可以優(yōu)選為1:2，第一次發(fā)酵罐和第二次發(fā)酵罐的體積比例如也可以為1:2。具體地，例如第一次發(fā)酵罐可以為2個(gè)，第二次發(fā)酵罐可以為4個(gè)，且每個(gè)第二次發(fā)酵罐的體積為每個(gè)第一次發(fā)酵罐的體積的兩倍，由此，在第一發(fā)酵產(chǎn)物進(jìn)入第二次發(fā)酵罐時(shí)，可將2個(gè)一次發(fā)酵罐中的第一次發(fā)酵產(chǎn)物均同時(shí)倒罐至1個(gè)第二次發(fā)酵罐中，不僅可節(jié)省設(shè)備投入和運(yùn)作成本，而且避免發(fā)酵物與空氣接觸，能維持較好的發(fā)酵效果。
作為可選地，第二次發(fā)酵時(shí)間例如為170-190天，優(yōu)選為180天，此優(yōu)選發(fā)酵時(shí)間與第一次發(fā)酵所優(yōu)選的60天可配合實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)。該第二次發(fā)酵期間內(nèi)發(fā)酵的溫度均為常溫，也即較其它常規(guī)發(fā)酵而言，可不需要恒溫。較佳地，第二次發(fā)酵的常溫溫度可優(yōu)選為-10℃-38℃，但也可根據(jù)不同地區(qū)以及不同季節(jié)的具體溫度，例如低于-10℃或高于38℃，進(jìn)行對(duì)應(yīng)溫度下的第二次發(fā)酵。值得說明的是，為保證發(fā)酵過程具有較好的發(fā)酵效果，并使發(fā)酵菌種保持較高活性，當(dāng)上述第二次發(fā)酵的常溫溫度超過40℃或低于-10℃時(shí)，還可優(yōu)選可對(duì)發(fā)酵環(huán)境進(jìn)行適當(dāng)降溫或適當(dāng)升溫，至溫度在-10℃-38℃范圍。因此，第二次發(fā)酵即可不需要恒溫發(fā)酵。該第二次發(fā)酵是模擬微生物自然常溫生長(zhǎng)的環(huán)境，且常溫更加接近于人體的體溫，此溫度范圍下發(fā)酵而得的酵素產(chǎn)品，更利于人體吸收，且產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性更好，口感也更佳。經(jīng)試驗(yàn)，第二次發(fā)酵罐中的第一次發(fā)酵產(chǎn)物在-10℃-38℃的條件下發(fā)酵6個(gè)月左右，其口感、顏色、ph、微生物和營養(yǎng)成分等均最佳。以枸杞酵素為例，此時(shí)期下的枸杞酵素口感酸甜適中；若其用紅糖發(fā)酵，則其顏色為暗紅或黑紅，若其用白糖發(fā)酵，則其顏色為褐紅色或琥珀色；ph值偏酸性；微生物和營養(yǎng)成分均符合《gb/t5009.11-2003》、《gb/t5009.12-2010》、《gb/t5009.15-2003》、《gb/t5009.17-2003》、《gb/t5009.90-2003》、《gb/t5009.91-2003》和《gb/t22221-2008》等標(biāo)準(zhǔn)中的要求。承上，酵素原料經(jīng)2個(gè)月的第一次發(fā)酵以及6個(gè)月的第二次發(fā)酵后，即可達(dá)到出廠要求。
將第一次發(fā)酵罐與第二次發(fā)酵罐的個(gè)數(shù)配比優(yōu)選為1:2，其設(shè)置原因在于：酵素原料在第一次發(fā)酵罐中第一次發(fā)酵時(shí)間為2個(gè)月，在第二次發(fā)酵罐中第二次發(fā)酵的時(shí)間為6個(gè)月，按一年10個(gè)月連續(xù)生產(chǎn)，其余2個(gè)月用于設(shè)備檢修、清洗和準(zhǔn)備等。也即第一次發(fā)酵罐可連續(xù)進(jìn)行每年5批次的第一次發(fā)酵，從第一次發(fā)酵罐的第5批次發(fā)酵開始，第1批次的第二次發(fā)酵罐中的酵素即可出廠。由此，將二次發(fā)酵罐的數(shù)量設(shè)置為第一次發(fā)酵罐數(shù)量的兩倍，每年即可生產(chǎn)5批酵素，實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)。值得說明的是，若要擴(kuò)大產(chǎn)量，則按照第二次發(fā)酵罐與第一次發(fā)酵罐的個(gè)數(shù)為2:1增加相關(guān)設(shè)備或者相應(yīng)擴(kuò)大發(fā)酵罐的體積即可。
因?qū)⒉煌萜髦邪l(fā)酵的同樣的配方的發(fā)酵半成品合在一起，即使不同容器中的發(fā)酵半成品的發(fā)酵時(shí)間完全一致，但合在一起后的新的發(fā)酵啟動(dòng)，也較原來的發(fā)酵更加微弱。故，當(dāng)本實(shí)施例中的一次發(fā)酵罐中的第一次發(fā)酵結(jié)束時(shí)，即代表第一次發(fā)酵罐中的微生物活動(dòng)基本結(jié)束或各微生物之間的關(guān)系達(dá)到平衡。當(dāng)兩個(gè)第一次發(fā)酵罐中的第一次發(fā)酵產(chǎn)物合并時(shí)，原來的平衡即被打破，重新活躍尋找新的平衡。該方法一方面可使產(chǎn)品品種多樣化；第二方面，第二次發(fā)酵為常溫發(fā)酵，使得微生物更加適應(yīng)常溫狀態(tài)下的活動(dòng)，更加適應(yīng)自然環(huán)境下生長(zhǎng)；第三方面，第二次發(fā)酵罐為單層罐，不需控溫，從而減少設(shè)備投資，且常溫下的第二次發(fā)酵液不需要控溫，進(jìn)一步減少了生產(chǎn)成本；第四方面，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)式不間斷生產(chǎn)。
作為可選地，第二次發(fā)酵過程中可對(duì)發(fā)酵物進(jìn)行攪拌，以使發(fā)酵更加均勻和徹底。同樣的，第二次發(fā)酵也對(duì)微生物和揮發(fā)酸等指標(biāo)進(jìn)行不定期的檢測(cè)。當(dāng)?shù)诙伟l(fā)酵罐內(nèi)液體的表面無懸浮的酵素原料時(shí)，也即酵素原料全部沉入液體中時(shí)，即為第二次發(fā)酵的終點(diǎn)。
較佳地，本實(shí)施例中第一次發(fā)酵罐和第二次發(fā)酵罐均設(shè)有帶有滅菌功能的自動(dòng)呼吸口，以實(shí)現(xiàn)發(fā)酵環(huán)節(jié)的自動(dòng)換氣及殺滅進(jìn)入發(fā)酵罐的氣體中的細(xì)菌。同時(shí)，呼吸口的自動(dòng)換氣還可消除發(fā)酵罐體內(nèi)和發(fā)酵罐體外的氣壓差，即可使發(fā)酵罐為非壓力容器，達(dá)到常壓發(fā)酵，實(shí)現(xiàn)發(fā)酵過程安全衛(wèi)生。
第二次發(fā)酵結(jié)束后，為方便提取酵素的原液，可對(duì)二次發(fā)酵罐中的酵素渣液混合物進(jìn)行分離，將分離后的液體用液體泵運(yùn)輸至第一儲(chǔ)物罐中。具體地，第二次發(fā)酵罐設(shè)置有出液口，并且出液口內(nèi)端設(shè)置為內(nèi)弧空間，內(nèi)弧的外壁留有多個(gè)孔，以阻擋顆粒物進(jìn)入內(nèi)弧空間。然后經(jīng)液體泵將內(nèi)弧空間內(nèi)的液體酵素輸送至第一儲(chǔ)物罐中。
然后對(duì)第一儲(chǔ)物罐內(nèi)液體狀態(tài)的酵素進(jìn)行殺菌處理。作為可選的，殺菌處理可以采用超高溫殺菌(uht殺菌)，該殺菌方法是一種通過在極短時(shí)間內(nèi)的殺菌方法，例如在135-150℃的條件下殺菌時(shí)間只需2-4s，該殺菌方法能保持酵素的營養(yǎng)成分、顏色和口感不發(fā)生改變，并減少了防腐劑等食品添加劑的使用。殺菌時(shí)，通過液體泵將第一儲(chǔ)物罐內(nèi)液體狀態(tài)的酵素輸送到uht高溫瞬間殺菌設(shè)備。選擇uht殺菌，一方面能夠滿足各國標(biāo)中對(duì)酵素產(chǎn)品菌落總數(shù)的要求；第二方面，由uht殺菌后的產(chǎn)品顏色、口感和營養(yǎng)成分均能達(dá)到最佳狀態(tài)；第三方面，uht殺菌耗時(shí)短，能提高酵素工業(yè)化生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益時(shí)間比。
酵素通過uht殺菌后再輸送至第二儲(chǔ)物罐中進(jìn)行儲(chǔ)藏，為便于運(yùn)輸和銷售，在第二儲(chǔ)物罐的下游還設(shè)置了上述的無菌灌裝機(jī)、貼標(biāo)機(jī)和紙箱等，以用于對(duì)第二儲(chǔ)物罐中的酵素進(jìn)行包裝。值得說明的是，第二次發(fā)酵罐發(fā)酵所得的酵素液體也可直接通過液體泵輸送至滅菌系統(tǒng)進(jìn)行滅菌，然后儲(chǔ)存在第二儲(chǔ)物罐中。
為避免發(fā)酵過程中產(chǎn)生的廢棄物污染環(huán)境，在發(fā)酵系統(tǒng)、滅菌系統(tǒng)和儲(chǔ)物罐的出料端還連接有管道，通向廢水池。
實(shí)施例1
將生產(chǎn)設(shè)備系統(tǒng)依次進(jìn)行3次第一次清水清洗、酸清洗、堿清洗和3次第二次清水清洗。其中，酸清洗的洗滌劑為體積濃度為千分之三的鹽酸溶液，堿清洗的洗滌劑為體積濃度為千分之三的燒堿。清洗后，用110℃的水蒸氣對(duì)生產(chǎn)設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行消毒和殺菌13min。殺菌后，將第一次發(fā)酵罐的降溫48h并使其溫度降至10℃。
挑選把子率為8％且成熟度為85％的枸杞作為酵素原料，用8℃的水對(duì)枸杞進(jìn)行預(yù)冷和沖洗。經(jīng)殺菌和風(fēng)干表面水分后，以重量比為1:0.4與白砂糖和紅糖的混合物混合。以保加利亞乳酸菌和嗜熱乳酸菌的復(fù)合菌種與枸杞的內(nèi)生菌一起作為發(fā)酵菌種，其中，復(fù)合菌種與枸杞的重量比為0.05:1000。
將白砂糖、紅糖和枸杞在第一次發(fā)酵罐內(nèi)由下至上交替鋪設(shè)，且最底層為白砂糖和紅糖層，每層糖層的厚度為5cm，每層枸杞的厚度為8cm。然后向第一次發(fā)酵罐中加入上述發(fā)酵菌種，并于10℃的條件下第一次發(fā)酵70天得到第一次發(fā)酵產(chǎn)物。第一次發(fā)酵7天后，以50rpm/min的轉(zhuǎn)速對(duì)第一次發(fā)酵罐內(nèi)的物質(zhì)進(jìn)行多次攪拌，每次攪拌的時(shí)間為4min。其中，第一次發(fā)酵罐的個(gè)數(shù)為2個(gè)。
第二次發(fā)酵罐的個(gè)數(shù)為4個(gè)，且每個(gè)第二次發(fā)酵罐的體積均為第一次發(fā)酵罐體積的2倍。第一次發(fā)酵結(jié)束后，將2個(gè)第一次發(fā)酵罐中的第一次發(fā)酵產(chǎn)物同時(shí)倒罐至1個(gè)第二次發(fā)酵罐中，并于最低溫為-10℃的溫度條件下第二次發(fā)酵190天，得到酵素。第二次發(fā)酵過程中對(duì)發(fā)酵物進(jìn)行攪拌。第2批次的第一發(fā)酵產(chǎn)物則倒罐至第2個(gè)第二次發(fā)酵罐中，第3批次的第一發(fā)酵產(chǎn)物倒罐至第3個(gè)第二次發(fā)酵罐中，第4批次的第一發(fā)酵產(chǎn)物倒罐至第4個(gè)第二次發(fā)酵罐中。
第二次發(fā)酵結(jié)束后，對(duì)酵素進(jìn)行分離，將分離后的液體運(yùn)輸至第一儲(chǔ)物罐中。并通過液體泵將第一儲(chǔ)物罐內(nèi)的酵素輸送到uht高溫瞬間殺菌設(shè)備進(jìn)行殺菌。將殺菌后的酵素輸送至第二儲(chǔ)物罐中儲(chǔ)藏，并進(jìn)行灌裝、貼標(biāo)和裝箱。
實(shí)施例2
將生產(chǎn)設(shè)備系統(tǒng)依次進(jìn)行3次第一次清水清洗、酸清洗、堿清洗和3次第二次清水清洗。其中，酸清洗的洗滌劑為體積濃度為千分之三的硫酸溶液，堿清洗的洗滌劑為體積濃度為千分之三的燒堿。清洗后，用120℃的水蒸氣對(duì)生產(chǎn)設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行消毒和殺菌18min。殺菌后，將第一次發(fā)酵罐的降溫50h并使其溫度降至14℃。
挑選把子率為5％且成熟度為90％的枸杞作為酵素原料，用18℃的水對(duì)枸杞進(jìn)行預(yù)冷和沖洗。經(jīng)殺菌和風(fēng)干表面水分后，以重量比為1:0.6與紅糖混合。以保加利亞乳酸菌和嗜熱乳酸菌的復(fù)合菌種與枸杞的內(nèi)生菌一并作為發(fā)酵菌種，其中，復(fù)合菌種與枸杞的重量比為0.15:1000。
將紅糖和枸杞在第一次發(fā)酵罐內(nèi)由下至上交替鋪設(shè)，且最底層為紅糖層，每層紅糖層的厚度為5cm，每層枸杞的厚度為8cm。然后向第一次發(fā)酵罐中加入上述發(fā)酵菌種，并于14℃的條件下第一次發(fā)酵50天得到第一次發(fā)酵產(chǎn)物。第一次發(fā)酵7天后，以50rpm/min的轉(zhuǎn)速對(duì)第一次發(fā)酵罐內(nèi)的物質(zhì)進(jìn)行多次攪拌，每次攪拌的時(shí)間為2min。其中，第一次發(fā)酵罐的個(gè)數(shù)為4個(gè)。
第二次發(fā)酵罐的個(gè)數(shù)為8個(gè)，且每個(gè)第二次發(fā)酵罐的體積均為第一次發(fā)酵罐體積的2倍。第一次發(fā)酵結(jié)束后，將4個(gè)第一次發(fā)酵罐中的第一次發(fā)酵產(chǎn)物以兩個(gè)第一次發(fā)酵罐中第一次發(fā)酵產(chǎn)物同時(shí)倒入1個(gè)第二次發(fā)酵罐中，共倒至2個(gè)第二次發(fā)酵罐中，并于最高溫度為38℃的溫度條件下第二次發(fā)酵170天，得到酵素。第二次發(fā)酵過程中對(duì)發(fā)酵物進(jìn)行攪拌。第2批次的第一發(fā)酵產(chǎn)物則倒罐至空的2個(gè)第二次發(fā)酵罐中，第3批次的第一發(fā)酵產(chǎn)物倒罐至剩下的4個(gè)第二次發(fā)酵罐中的2個(gè)，第4批次的第一發(fā)酵產(chǎn)物倒罐至最后2個(gè)空的第二次發(fā)酵罐中。
第二次發(fā)酵結(jié)束后，對(duì)酵素進(jìn)行分離，然后通過液體泵將分離后的液體形態(tài)的酵素輸送到uht高溫瞬間殺菌設(shè)備進(jìn)行殺菌。將殺菌后的酵素輸送至第二儲(chǔ)物罐中儲(chǔ)藏，并進(jìn)行灌裝、貼標(biāo)和裝箱。
實(shí)施例3
將生產(chǎn)設(shè)備系統(tǒng)依次進(jìn)行3次第一次清水清洗、酸清洗、堿清洗和3次第二次清水清洗。其中，酸清洗的洗滌劑為體積濃度為千分之三的鹽酸溶液，堿清洗的洗滌劑為體積濃度為千分之三的燒堿。清洗后，用135℃的水蒸氣對(duì)生產(chǎn)設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行消毒和殺菌15min。殺菌后，將第一次發(fā)酵罐的降溫52h并使其溫度降至12℃。
挑選把子率為3％且成熟度為95％的枸杞作為酵素原料，用13℃的水對(duì)枸杞進(jìn)行預(yù)冷和沖洗。經(jīng)殺菌和風(fēng)干表面水分后，以重量比為1:0.5與白砂糖混合。以保加利亞乳酸菌和嗜熱乳酸菌的復(fù)合菌種與枸杞的內(nèi)生菌一并作為發(fā)酵菌種，其中，復(fù)合菌種與枸杞的重量比為0.1:1000。
將白砂糖和枸杞在第一次發(fā)酵罐內(nèi)由下至上交替鋪設(shè)，且最底層為白砂糖層，每層白糖層和枸杞層的厚度均為6.5cm。然后向第一次發(fā)酵罐中加入上述發(fā)酵菌種，并于12℃的條件下第一次發(fā)酵60天得到第一次發(fā)酵產(chǎn)物。第一次發(fā)酵7天后，以50rpm/min的轉(zhuǎn)速對(duì)第一次發(fā)酵罐內(nèi)的物質(zhì)進(jìn)行多次攪拌，每次攪拌的時(shí)間為3min。其中，第一次發(fā)酵罐的個(gè)數(shù)為2個(gè)。
第二次發(fā)酵罐的個(gè)數(shù)為4個(gè)，且每個(gè)第二次發(fā)酵罐的體積均為第一次發(fā)酵罐體積的2倍。第一次發(fā)酵結(jié)束后，將2個(gè)第一次發(fā)酵罐中的第一次發(fā)酵產(chǎn)物同時(shí)倒罐至1個(gè)第二次發(fā)酵罐中，并于最高溫度為14℃的溫度條件下第二次發(fā)酵180天，得到酵素。第二次發(fā)酵過程中對(duì)發(fā)酵物進(jìn)行攪拌。第2批次的第一發(fā)酵產(chǎn)物則倒罐至第2個(gè)第二次發(fā)酵罐中，第3批次的第一發(fā)酵產(chǎn)物倒罐至第3個(gè)第二次發(fā)酵罐中，第4批次的第一發(fā)酵產(chǎn)物倒罐至第4個(gè)第二次發(fā)酵罐中。
第二次發(fā)酵結(jié)束后，對(duì)酵素進(jìn)行分離，然后通過液體泵將分離后的液體形態(tài)的酵素輸送到uht高溫瞬間殺菌設(shè)備進(jìn)行殺菌。將殺菌后的酵素輸送至第二儲(chǔ)物罐中儲(chǔ)藏，并進(jìn)行灌裝、貼標(biāo)和裝箱。
實(shí)施例4
將生產(chǎn)設(shè)備系統(tǒng)依次進(jìn)行3次第一次清水清洗、酸清洗、堿清洗和3次第二次清水清洗。其中，酸清洗的洗滌劑為體積濃度為千分之三的鹽酸溶液，堿清洗的洗滌劑為體積濃度為千分之三的燒堿。清洗后，用135℃的水蒸氣對(duì)生產(chǎn)設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行消毒和殺菌15min。殺菌后，將第一次發(fā)酵罐的降溫52h并使其溫度降至12℃。
將草莓、藍(lán)莓、黃瓜和西紅柿共同作為酵素原料，用13℃的水對(duì)酵素原料進(jìn)行預(yù)冷和沖洗。經(jīng)殺菌和風(fēng)干表面水分后，以重量比為1:0.5與麥芽糖混合。以草莓、藍(lán)莓、黃瓜和西紅柿的內(nèi)生菌作為發(fā)酵菌種，不外加其它發(fā)酵菌種。
將麥芽糖和酵素原料在第一次發(fā)酵罐內(nèi)由下至上交替鋪設(shè)，且最底層為麥芽糖層，每層麥芽糖層的厚度為5cm，每層酵素原料的厚度為5cm。然后于12℃的條件下第一次發(fā)酵60天得到第一次發(fā)酵產(chǎn)物。第一次發(fā)酵7天后，以50rpm/min的轉(zhuǎn)速對(duì)第一次發(fā)酵罐內(nèi)的物質(zhì)進(jìn)行多次攪拌，每次攪拌的時(shí)間為3min。其中，第一次發(fā)酵罐的個(gè)數(shù)為2個(gè)。
第二次發(fā)酵罐的個(gè)數(shù)為4個(gè)，且每個(gè)第二次發(fā)酵罐的體積均為第一次發(fā)酵罐體積的2倍。第一次發(fā)酵結(jié)束后，將2個(gè)第一次發(fā)酵罐中的第一次發(fā)酵產(chǎn)物同時(shí)倒罐至1個(gè)第二次發(fā)酵罐中，并于最低溫度為-10℃的溫度條件下第二次發(fā)酵180天，得到酵素。第二次發(fā)酵過程中對(duì)發(fā)酵物進(jìn)行攪拌。第2批次的第一發(fā)酵產(chǎn)物則倒罐至第2個(gè)第二次發(fā)酵罐中，第3批次的第一發(fā)酵產(chǎn)物倒罐至第3個(gè)第二次發(fā)酵罐中，第4批次的第一發(fā)酵產(chǎn)物倒罐至第4個(gè)第二次發(fā)酵罐中。
第二次發(fā)酵結(jié)束后，對(duì)酵素進(jìn)行分離，然后通過液體泵將分離后的液體形態(tài)的酵素輸送到uht高溫瞬間殺菌設(shè)備進(jìn)行殺菌。將殺菌后的酵素輸送至第二儲(chǔ)物罐中儲(chǔ)藏，并進(jìn)行灌裝、貼標(biāo)和裝箱。
實(shí)施例5
將生產(chǎn)設(shè)備系統(tǒng)依次進(jìn)行3次第一次清水清洗、酸清洗、堿清洗和3次第二次清水清洗。其中，酸清洗的洗滌劑為體積濃度為千分之三的鹽酸溶液，堿清洗的洗滌劑為體積濃度為千分之三的燒堿。清洗后，用135℃的水蒸氣對(duì)生產(chǎn)設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行消毒和殺菌15min。殺菌后，將第一次發(fā)酵罐的降溫52h并使其溫度降至12℃。
將蘋果、梨、萵筍和芹菜共同作為酵素原料，用13℃的水對(duì)酵素原料進(jìn)行預(yù)冷和沖洗。經(jīng)殺菌和風(fēng)干表面水分后，將蘋果和梨萵筍切成1cm的丁，萵筍和芹菜切成2cm的段，并以酵素原料與甘露糖和阿拉伯糖的混合物的重量比為1:0.5混合。以酵素原料的內(nèi)生菌作為發(fā)酵菌種，不外加菌種。
將蘋果、梨、萵筍和芹菜在第一次發(fā)酵罐內(nèi)由下至上交替鋪設(shè)，且最底層為甘露糖和阿拉伯糖的混合物層，每層糖層的厚度為8cm，每層酵素原料的厚度為8cm。然后于12℃的條件下第一次發(fā)酵60天得到第一次發(fā)酵產(chǎn)物。第一次發(fā)酵7天后，以50rpm/min的轉(zhuǎn)速對(duì)第一次發(fā)酵罐內(nèi)的物質(zhì)進(jìn)行多次攪拌，每次攪拌的時(shí)間為3min。其中，第一次發(fā)酵罐的個(gè)數(shù)為4個(gè)。
第二次發(fā)酵罐的個(gè)數(shù)為8個(gè)，且每個(gè)第二次發(fā)酵罐的體積均為第一次發(fā)酵罐體積的2倍。第一次發(fā)酵結(jié)束后，將4個(gè)第一次發(fā)酵罐中的第一次發(fā)酵產(chǎn)物以兩個(gè)第一次發(fā)酵罐中第一次發(fā)酵產(chǎn)物同時(shí)倒入1個(gè)第二次發(fā)酵罐中，共倒至2個(gè)第二次發(fā)酵罐中，并于最高溫度為38℃的溫度條件下第二次發(fā)酵170天，得到酵素。第二次發(fā)酵過程中對(duì)發(fā)酵物進(jìn)行攪拌。第2批次的第一發(fā)酵產(chǎn)物則倒罐至空的2個(gè)第二次發(fā)酵罐中，第3批次的第一發(fā)酵產(chǎn)物倒罐至剩下的4個(gè)第二次發(fā)酵罐中的2個(gè)，第4批次的第一發(fā)酵產(chǎn)物倒罐至最后2個(gè)空的第二次發(fā)酵罐中。
第二次發(fā)酵結(jié)束后，對(duì)酵素進(jìn)行分離，然后通過液體泵將分離后的液體形態(tài)的酵素輸送到uht高溫瞬間殺菌設(shè)備進(jìn)行殺菌。將殺菌后的酵素輸送至第二儲(chǔ)物罐中儲(chǔ)藏，并進(jìn)行灌裝、貼標(biāo)和裝箱。
試驗(yàn)例
重復(fù)實(shí)施上述實(shí)施例1-5，制得足夠多的酵素，并以按上述各實(shí)施例所得的酵素分別作為試驗(yàn)組1-5，以普通市售酵素為對(duì)照組，分別在新疆、廣州、沈陽、西安和成都5個(gè)城市各隨機(jī)調(diào)研100人，其中18-25歲年齡段的占30％，26-40歲年齡段的占40％，41-60歲年齡段的占20％，61-80歲年齡段的占10％，分別對(duì)以上酵素進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如表1所述，評(píng)價(jià)結(jié)果如表2所示。
表1評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)
表2評(píng)價(jià)結(jié)果
由表2可以看出，通過本實(shí)施例制備方法制備而得的酵素較普通制備方法制備出的市售酵素更加符合各地區(qū)以及各年齡層人群的喜愛，說明本實(shí)施例的酵素制備方法具有較好的制備效果，制備工藝恰當(dāng)。對(duì)比試驗(yàn)組1-3，其原料均采用的為枸杞，但試驗(yàn)組3較試驗(yàn)組1和試驗(yàn)組2所得的酵素評(píng)分較高，其原因在于試驗(yàn)組3中的發(fā)酵菌種、糖類和酵素原料的配比更加恰當(dāng)，且第一次發(fā)酵和第二次發(fā)酵的發(fā)酵參數(shù)更加符合枸杞發(fā)酵的要求。試驗(yàn)組4和試驗(yàn)組5則是用草莓、藍(lán)莓、蘋果、梨等作為發(fā)酵原料，其所發(fā)酵而得的酵素與試驗(yàn)組3所得枸杞酵素評(píng)分差別不大，說明本實(shí)施例的酵素制備方法適合多種不同酵素原料的發(fā)酵，可工業(yè)化生產(chǎn)。
綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例的酵素制備方法，第一次發(fā)酵為控溫發(fā)酵，通過第一次發(fā)酵罐與第二次發(fā)酵罐的數(shù)量比為1:2，可實(shí)現(xiàn)全年連續(xù)發(fā)酵。工藝簡(jiǎn)單，產(chǎn)量高。由此制備而得的酵素口感酸甜適中，營養(yǎng)豐富，質(zhì)量好。
以上所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。