一种富含γ-氨基丁酸的芦笋助眠凝胶棒及其制备方法
阅读说明：本技术 一种富含γ-氨基丁酸的芦笋助眠凝胶棒及其制备方法 (Asparagus sleep-aiding gel bar rich in gamma-aminobutyric acid and preparation method thereof ) 是由 李大刚 李艳梅 于 2021-02-01 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种富含γ-氨基丁酸的芦笋助眠凝胶棒及其制备方法,制备方法如下：鲜芦笋加水研磨后,添加谷氨酸、乳酸钙、VB-6和蔗糖获得芦笋匀浆液；将枯草芽孢杆菌的菌种保藏液加入至灭菌的培养基中培养,离心后收集菌饼；将菌饼加入到芦笋匀浆液中,恒温培养,过滤得到发酵清液；向发酵清液中添加魔芋粉、卡拉胶粉和果胶粉,煮沸并降温后罐装入长条形制胶容器中,冷却得到富含γ-氨基丁酸的芦笋助眠凝胶棒。本发明利用芦笋酶和枯草芽孢杆菌的共同作用,提升了发酵液中γ-氨基丁酸物质的含量,发酵产品具有较好的生物安全性和助眠效果,酸甜可口,带有芦笋独特清香,将发酵产品制备成凝胶棒具有使用的简便性和高效性。(The invention provides an asparagus sleep-aiding gel bar rich in gamma-aminobutyric acid and a preparation method thereof, wherein the preparation method comprises the following steps: grinding fresh Germinatus Phragmitis with water, adding glutamic acid, calcium lactate, and VB 6 Mixing with sucrose to obtain homogenized asparagus slurry; adding a strain preservation solution of bacillus subtilis into a sterilized culture medium for culturing, and collecting a bacterial cake after centrifugation; adding the mushroom cake into the asparagus homogenate, culturing at constant temperature, and filtering to obtain a fermentation clear liquid; adding konjac flour, carrageenan powder and pectin powder into the fermented clear liquid, boiling, cooling, filling into a strip-shaped gel making container, and cooling to obtain the asparagus sleep-aiding gel stick rich in gamma-aminobutyric acid. The invention utilizes the combined action of the aspartase and the bacillus subtilis to improve the content of the gamma-aminobutyric acid substance in the fermentation liquid, the fermentation product has better biological safety and sleep-aiding effect, is sour, sweet and delicious, has unique and faint scent of the asparagus, and the preparation of the fermentation product into the gel stick has the simplicity and the high efficiency in use.)
技术领域
本发明涉及食品生物技术，尤其涉及一种富含γ-氨基丁酸的芦笋助眠凝胶棒及其制备方法。
背景技术
芦笋是天门冬科天门冬属多年生草本植物石刁柏的幼苗，是一种低糖、低脂肪、高蛋白的可食用蔬菜。芦笋中含有黄酮类、低聚糖、含硫酸、三萜酸、甾体皂苷、氨基酸衍生物等化学成分，具有抗突变、抗肿瘤、抗真菌、降血脂和抗疲劳等活性。而且，芦笋中游离态氨基酸含量丰富，约占总蛋白含量的70％wt-90％wt，是已知果蔬中含量最高的品种之一。我国山东、江苏、山西、河南和福建等省都有大面积的芦笋种植，产量高峰期可亩产1000公斤，低时也有300-500公斤，年总产量约三亿五千万公斤。
γ-氨基丁酸(GABA)是一种天然存在的非蛋白质氨基酸，它是哺乳动物中枢神经系统中重要的抑制性神经递质物质，GABA具有抗焦虑、缓解神经紧张、调节情绪、改善记忆及睡眠的作用。人体可以自然合成GABA，调节情绪，抑制神经系统兴奋，但随着年龄的增长，人体代谢机能下降，GABA的含量逐渐减少，并由此可能产生焦虑、紧张、失眠等生理现象。适量补充GABA，可以缓解焦虑、紧张等情绪，调节睡眠，促进深度睡眠。多国研究表明，成年人每天可以补充20-50mg的GABA来满足身体需要，且成年人GABA的日摄取量不应高于550mg。芦笋汁中含有天然的GABA，但含量较低(<0.1mg/mL)，仅食用芦笋，难以补充足量的GABA。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种富含γ-氨基丁酸的芦笋助眠凝胶棒的制备方法，利用芦笋酶和枯草芽孢杆菌的共同作用，提升了发酵液中γ-氨基丁酸物质的含量，使得发酵产品具有较好的生物安全性和助眠效果。该制备方法简单高效、安全快捷，采用该方法制备得到的发酵产品酸甜可口，带有芦笋独特清香，将发酵产品制备成凝胶棒具有使用的简便性和高效性。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种富含γ-氨基丁酸的芦笋助眠凝胶棒的制备方法，包括以下步骤：
步骤1向新鲜芦笋中加水经胶体磨研磨匀浆，其中芦笋(kg):水(L)＝1:2-1:10(质量体积比)；
步骤2在步骤1得到的浆液中添加谷氨酸、乳酸钙、VB6，以及的蔗糖，搅拌混合均匀得到芦笋匀浆液；
步骤3发酵所用菌的制备：将保藏编号为CCTCCM2020746的枯草芽孢杆菌的菌种保藏液加入至灭菌的胰蛋白大豆培养基(TSB)中，枯草芽孢杆菌的菌种保藏液与灭菌的胰蛋白大豆培养基的体积比为1:20-1:100(ml:ml)，震荡培养得到过夜培养菌液；
步骤4将过夜培养菌液离心后弃去上清液，收集得到菌饼；
步骤5将菌饼加入到芦笋匀浆液中，所述菌饼与芦笋匀浆液的用量比为每100mL菌液收集所得菌饼加入到1-10L芦笋匀浆液中，混合均匀，得到初始发酵液；
步骤6将初始发酵液在30-40℃下恒温静态培养12-24h，得到芦笋发酵液；
步骤7将芦笋发酵液过滤，弃去残渣，得到发酵清液，向每升发酵清液中添加魔芋粉、卡拉胶粉和果胶粉，搅拌溶解，混合均匀，煮沸1-5min后，降温至50-60℃，罐装入长条形制胶容器中，冷却至室温后，得到富含γ-氨基丁酸的芦笋助眠凝胶棒。
进一步地，步骤1中芦笋(kg):水(L)＝1:4-1:8。
进一步地，步骤2中在浆液中添加0.01％wt-0.5％wt的谷氨酸，0.02％wt-0.2％wt的乳酸钙，0.05％wt-0.5％wtVB6，以及2％wt-8％wt的蔗糖；优选的，步骤2中在浆液中添加0.05％wt-0.2％wt谷氨酸，0.05％wt-0.2％wt乳酸钙，0.1％wt-0.2％wt VB6，以及4％wt-6％wt蔗糖。
进一步地，步骤3中震荡培养是在37℃，转速190-220rpm的条件下，震荡培养12-24h，得到过夜培养菌液。优选地震荡培养时间是14-18h。
进一步地，步骤4所述离心的转速为2000-4000转/min，离心时间为10-20min。
进一步地，步骤5所述所述菌饼与芦笋匀浆液的用量比为每100mL菌液收集所得菌饼加入到4-8L芦笋匀浆液中。
进一步地，步骤6静态培养是在30-40℃下静态培养12-24h。优选的步骤6初始发酵液在35-37℃下静态培养14-16h。
进一步地，步骤7向每升发酵清液中添加1-4g魔芋粉、3-10g卡拉胶粉和1-4g果胶粉；优选的步骤7向每升发酵清液中添加2-3g魔芋粉、5-8g卡拉胶粉和2-3g果胶粉，搅拌溶解，混合均匀，煮沸2-3min后，降温至54-56℃，罐装。
本发明的另一个目的还公开了一种富含γ-氨基丁酸的芦笋助眠凝胶棒，采用上述方法制备而成。
本发明富含γ-氨基丁酸的芦笋助眠凝胶棒的制备方法，通过微生物发酵技术，以新鲜芦笋汁为发酵底物，以枯草芽孢杆菌为发酵菌种，生产出一种富含γ-氨基丁酸的、具有一定助眠功能性的芦笋凝胶棒。具体地本发明与现有技术相比较具有以下优点：
1)本发明所获得的γ-氨基丁酸GABA为生物合成而非化学合成，即通过谷氨酸脱羧酶(一部分来自于芦笋汁液，另一部分来自于枯草芽孢杆菌体内)在适宜的底物(谷氨酸)和环境条件下合成，所以不含其他化学合成副产物，具有较好的生物安全性和可利用性。
2)本发明所使用的发酵菌，为保藏编号CCTCCM2020746的枯草芽孢杆菌，是可供食品发酵使用的安全菌株。该菌株在发酵过程中，能够有效促进GABA的生成，而且自身代谢产生有机酸，维持了GABA在溶液中的稳定。
3)本发明所得芦笋发酵液，在含有γ-氨基丁酸GABA的条件下，还含有10多种游离态的蛋白质氨基酸，具有较好的快速补充氨基酸的营养作用。
4)本发明利用了芦笋中含有的谷氨酸脱羧酶系，具有催化转化谷氨酸为GABA的能力。枯草芽孢杆菌同样具有谷氨酸脱羧酶系，能够催化谷氨酸向GABA的转化，同时枯草芽孢杆菌发酵过程中自发形成酸性环境，有利于GABA单体解离平衡，减少GABA二聚体或寡聚体的形成。
5)本发明所得芦笋发酵液，在保持芦笋风味的同时，芦笋中的游离态氨基酸丰富了发酵液中的氨基酸含量，发酵产生的有机酸改善了芦笋汁的口感，使得发酵液酸甜可口。本发明还考虑到消费者需求，将发酵液制成凝胶棒，具有运输、携带和使用的便捷性，具有较好的市场潜力和竞争力。
综上，本发明从20多种食品发酵菌株中，筛选出1株高效促进GABA产生的枯草芽孢杆菌(菌种保藏号CCTCCM2020746)。在补充适量底物，并提供适宜发酵条件的前提下，通过此菌株发酵芦笋汁，可以使芦笋汁中的GABA含量提高2-5倍，达到0.2-0.5mg/mL。最终的芦笋发酵产品，富含GABA和10多种游离态氨基酸，具有一定的抗焦虑、助眠和氨基酸营养的功能，而且发酵液酸甜适宜、口味清香，制成凝胶棒以后，便于食用和携带，是一款优质的助眠功能性芦笋发酵制品。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明进一步说明：
实施例1
本实施例公开了一种富含γ-氨基丁酸的芦笋助眠凝胶棒的制备方法，具体地，包括以下步骤：
步骤(1)新鲜芦笋采摘后，切段，按照芦笋:水＝1:5(质量kg:体积L)的比例，加入纯净水，经胶体磨研磨匀浆，获得芦笋匀浆液；
步骤(2)在步骤(1)中所获得的芦笋匀浆液中，添加0.05％wt的谷氨酸，0.1％wt的乳酸钙，0.1％wtVB6，以及4％wt的蔗糖，搅拌混合均匀；
步骤(3)制备发酵所用的菌：取保藏编号为CCTCCM2020746的枯草芽孢杆菌的菌种保藏液4mL，加入灭过菌的200mL的胰蛋白大豆培养基(TSB)中，在37℃，转速190rpm的条件下，摇瓶培养16h，得到过夜培养菌液。
步骤(4)将步骤(3)所得过夜培养菌液，以2000转/min的转速离心20min，弃去上清液，收集得到菌饼；
步骤(5)将步骤(4)中所得菌饼全部加入到4L步骤(1)所制备的新鲜芦笋匀浆液中，混合均匀，得到初始发酵液；
步骤(6)将步骤(5)所得的初始发酵液，在37℃下静态培养16h，得到芦笋发酵液；
步骤(7)将步骤(6)所得发酵液过滤，弃去残渣，得到发酵清液，向每升发酵清夜中添加3g魔芋粉、8g卡拉胶粉、3g果胶粉，搅拌溶解，混合均匀，煮沸3min后，降温至55℃，罐装入长条形制胶容器中，封装，冷却至室温后，得到芦笋助眠凝胶棒。
本实施例最终得到的芦笋凝胶棒中，GABA浓度为0.301mg/g，游离态氨基酸浓度为3.526mg/g，总氨基酸浓度为6.471mg/g。
实施例2
本实施例公开了一种富含γ-氨基丁酸的芦笋助眠凝胶棒的制备方法，具体地，包括以下步骤：
步骤(1)新鲜芦笋采摘后，切段，按照芦笋:水＝1:2(质量kg:体积L)的比例，加入纯净水，经胶体磨研磨匀浆，获得芦笋匀浆液；
步骤(2)在步骤(1)中所获得的芦笋匀浆液中，添加0.01％wt的谷氨酸，0.02％wt的乳酸钙，0.05％wtVB6，以及2％wt的蔗糖，搅拌混合均匀；
步骤(3)制备发酵所用的菌：取保藏编号为CCTCCM2020746的枯草芽孢杆菌的菌种保藏液1mL，加入灭过菌的100mL的胰蛋白大豆培养基(TSB)中，在37℃，转速200rpm的条件下，摇瓶培养12h，得到过夜培养菌液。
步骤(4)将步骤(3)所得过夜培养菌液，以3000转/min的转速离心15min，弃去上清液，收集得到菌饼；
步骤(5)将步骤(4)中所得菌饼全部加入到1L步骤(1)所制备的新鲜芦笋匀浆液中，混合均匀，得到初始发酵液；
步骤(6)将步骤(5)所得的初始发酵液，在30℃下静态培养12h，得到芦笋发酵液；
步骤(7)将步骤(6)所得发酵液过滤，弃去残渣，得到发酵清液，向每升发酵清夜中添加1g魔芋粉、3g卡拉胶粉、1g果胶粉，搅拌溶解，混合均匀，煮沸1min后，降温至50℃，罐装入长条形制胶容器中，封装，冷却至室温后，得到芦笋助眠凝胶棒。
本实施例最终得到的芦笋凝胶棒中，GABA浓度为0.492mg/g，游离态氨基酸浓度为5.583mg/g，总氨基酸浓度为9.218mg/g。
实施例3
本实施例公开了一种富含γ-氨基丁酸的芦笋助眠凝胶棒的制备方法，具体地，包括以下步骤：
步骤(1)新鲜芦笋采摘后，切段，按照芦笋:水＝1:10(质量kg:体积L)的比例，加入纯净水，经胶体磨研磨匀浆，获得芦笋匀浆液；
步骤(2)在步骤(1)中所获得的芦笋匀浆液中，添加0.5％wt的谷氨酸，0.2％wt的乳酸钙，0.5％wtVB6，以及8％wt的蔗糖，搅拌混合均匀；
步骤(3)制备发酵所用的菌：取保藏编号为CCTCCM2020746的枯草芽孢杆菌的菌种保藏液5mL，加入灭过菌的100mL的胰蛋白大豆培养基(TSB)中，在37℃，转速220rpm的条件下，摇瓶培养24h，得到过夜培养菌液。
步骤(4)将步骤(3)所得过夜培养菌液，以4000转/min的转速离心10min，弃去上清液，收集得到菌饼；
步骤(5)将步骤(4)中所得菌饼全部加入到10L步骤(1)所制备的新鲜芦笋匀浆液中，混合均匀，得到初始发酵液；
步骤(6)将步骤(5)所得的初始发酵液，在40℃下静态培养24h，得到芦笋发酵液；
步骤(7)将步骤(6)所得发酵液过滤，弃去残渣，得到发酵清液，向每升发酵清夜中添加4g魔芋粉、10g卡拉胶粉、4g果胶粉，搅拌溶解，混合均匀，煮沸5min后，降温至60℃，罐装入长条形制胶容器中，封装，冷却至室温后，得到芦笋助眠凝胶棒。
本实施例最终得到的芦笋凝胶棒中，GABA浓度为0.124mg/g，游离态氨基酸浓度为1.317mg/g，总氨基酸浓度为2.768mg/g。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
序列表
<110> 盘锦鼎信百草园有限公司
盘锦鼎信大厨房有限公司
<120> 一种富含γ-氨基丁酸的芦笋助眠凝胶棒及其制备方法
<160> 1
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 1453
<212> DNA
<213> 2 Ambystoma laterale x Ambystoma jeffersonianum
<400> 1
actctgtcac ttcggcggct ggctcctaaa aggttacctc accgacttcg ggtgttacaa 60
actctcgtgg tgtgacgggc ggtgtgtaca aggcccggga acgtattcac cgcggcatgc 120
tgatccgcga ttactagcga ttccagcttc acgcagtcga gttgcagact gcgatccgaa 180
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tccaatgacc ctccccggtt gagccggggg ctttcacatc agacttaaga aaccgcctgc 900
gagcccttta cgcccaataa ttccggacaa cgcttgccac ctacgtatta ccgcggctgc 960
tggcacgtag ttagccgtgg ctttctggtt aggtaccgtc aaggtaccgc cctattcgaa 1020
cggtacttgt tcttccctaa caacagagct ttacgatccg aaaaccttca tcactcacgc 1080
ggcgttgctc cgtcagactt tcgtccattg cggaagattc cctactgctg cctcccgtag 1140
gagtctgggc cgtgtctcag tcccagtgtg gccgatcacc ctctcaggtc ggctacgcat 1200
cgtcgccttg gtgagccgtt acctcaccaa ctagctaatg cgccgcgggt ccatctgtaa 1260
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cacccgcaac tgt 1453
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