一种板栗复合益生元饮料及其制备方法

技术领域

本发明涉及食品工艺技术领域，尤其涉及一种板栗复合益生元饮料及其制备方法。

背景技术

板栗作为一种主要分布于亚热带和北半球温带的被子植物植物，在我国具有广泛的种植面积。板栗果仁中富含淀粉、蛋白质、膳食纤维、脂肪酸、维生素、矿物质等多种营养物质，其中淀粉占比为干重的38％-71％，为主要成分。作为世界板栗第一大生产和出口国，我国板栗产业精深加工产品较少，出口以原料直接销售为主，板栗果干、板栗酱、板栗膏、板栗罐头及板栗饮品等加工产品占市场比重较小。因此需要提高对板栗综合加工的重视，一方面对板栗进行更深层次开发，生产具有高附加值的产品；另一方面对当前生产过程的废弃物进行高值化利用。实现精深加工和高价值利用，是提高板栗产业在国际市场上竞争力及利润率的有效举措。

在传统板栗饮品的加工生产中，存在着以下一些问题：板栗此类高淀粉质原料可溶性物质少，在榨汁过程中进入液相的营养素较少，产品营养价值不高。淀粉较差的溶解性会导致加工过程及最终产品出现易沉淀、易分层、稳定性差、保质期短以及感官品质差等问题，板栗饮品升糖指数较高，提供高热量使血糖提升较快，不利于健康。另外，加工板栗时，产生大量的板栗毛壳、外皮、囊衣、枝叶等副产物多数采用焚烧、掩埋丢弃处理等方法。这样不仅造成环境的污染，而且也是对于板栗资源利用的不充分，造成浪费。

因此急需一种能解决存在上述技术问题的板栗饮品的方案。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种板栗复合益生元饮料及其制备方法，具有升糖指数低、改善肠道菌群、营养价值高、板栗原料的利用率大、保质期长的综合效果。

为达到上述技术目的，本申请采用以下技术方案：

第一方面，本申请提供一种板栗复合益生元饮料的制备方法，包括以下步骤：

S1.获取分离的板栗囊衣粉末及熟板栗仁；

S2.利用不同的酶对熟板栗仁依次进行液化处理、糖化处理、转苷处理后，灭酶过滤即得含有低聚异麦芽糖类物质的板栗仁酶解原液；利用乙醇水溶液对板栗囊衣粉末进行浸提、过滤、浓缩，得到原花青素粗提液；

S3.在原花青素粗提液中加入无水乙醇，得原花青素粗提液乙醇溶液，再加入魔芋葡甘聚糖后充分搅拌后冻干，得到魔芋葡甘聚糖-原花青素凝胶微粒；

S4.在板栗仁酶解原液中加入柠檬酸及魔芋葡甘聚糖-原花青素凝胶微粒，充分搅拌、冻干，即得板栗复合益生元饮料。

优选的，步骤S2中液化处理的步骤为，将粉碎的熟板栗仁加水均质，得到浓度为30-40％的板栗淀粉浆料，而后杀菌，再于板栗淀粉浆料中加入CaCl

优选的，步骤S2中糖化处理的步骤为：在液化处理结束后得到的液化液中，加入300-900U真菌α-淀粉酶、200-450Uβ-淀粉酶、10-18U普鲁兰酶后，50-60℃下搅拌糖化2-3h。

优选的，步骤S2中转苷处理的步骤为：在糖化处理结束后得到的糖化液中，加入140-270Uα-葡萄糖转苷酶，50-60℃下反应20-24h。

优选的，低聚异麦芽糖类物质包括麦芽糖、潘糖、异麦芽三糖中的一种或几种。

优选的，步骤S2中，乙醇水溶液与板栗囊衣粉末的料液比为15-20ml：1g，浸提温度为50-65℃，浸提时间为100-120min。

优选的，步骤S2中，还包括对浸提、过滤后的板栗囊衣粉末残渣进行重复浸提。

优选的，步骤S3中原花青素粗提液乙醇溶液中乙醇的浓度为10％。

优选的，步骤S4中，魔芋葡甘聚糖-原花青素凝胶微粒的用量为1-5g/L，柠檬酸的用量为0.9-1.5g/L。

第二方面，本申请提供一种板栗复合益生元饮料。

本申请的有益效果如下：

1、板栗中淀粉通过酶水解和转化法将高淀粉质板栗饮品中的淀粉有效地转化为异麦芽糖、潘糖、异麦芽三糖等低聚异麦芽糖类物质；相比于高淀粉质的板栗饮品，产品内可溶性固形物提高，有利于加工成饮料，优化了板栗饮品的营养结构；降低了板栗淀粉的含量，有效解决了饮品沉淀，分层现象，提高了的感官品质，增长了保质期；同时因低聚异麦芽糖属于非消化性低聚糖类，降低了饮品的升糖指数；低聚糖在进入肠道对双歧杆菌等益生菌有显著的增殖功能，能够有效调节肠道菌群平衡。

2、通过从板栗嚢衣中提取原花青素并用魔芋葡甘聚糖包裹形成的魔芋葡甘聚糖-原花青素混合凝胶具有良好的缓释性能，能够有效使得从板栗嚢衣内提聚的原花青素等多酚类益生元经过胃和小肠不被大量消化吸收，向结肠部位靶向送递多酚类益生元，提高乳酸菌的生存率，能够显著改善结肠炎，调节肠道菌群组成；原花青素具有良好的抗氧化性，被包载的原花青素在饮品中缓释能够有效延长饮品的保质期。

3.魔芋葡甘聚糖-原花青素凝胶微粒与适量的蔗糖和柠檬酸的添加能够作为提升产品粘度，调和饮品口感，不用再额外添加黄原胶、瓜尔豆胶等外源性增稠剂。

4.本方案同时也有效了利用了板栗加工过程的副产物，提高了产品的附加值。

附图说明

图1为本方案的工艺流程图；

图2为魔芋葡甘聚糖-原花青素微粒的扫描电镜图；

图3为原花青素与魔芋葡甘聚糖-原花青素微粒体外模拟释放率。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如本领域技术人员所知，益生元指一些不被宿主消化吸收却能够选择性地促进肠道内有益菌的代谢和增殖，从而改善宿主健康的有机物质，具有改善肠道微生态、调节免疫、抵抗病原体、影响代谢、增加矿物质吸收、增强机体健康等功能，益生元的代表类型包括低聚糖，多糖类以及多酚类物质。

发明人发现，以板栗果仁中的淀粉为底物，通过酶水解等工艺可以转化为低聚糖类益生元，该类物质能不被人体内的消化酶消化，可以促进肠道双歧杆菌等益生菌的增殖，调节肠道菌群平衡，溶解度高，能够解决淀粉沉淀带来的一系列问题，还具有低甜度，低热量的特点，不会增加人体内血糖血脂的指数；而原花青素是新兴的具有益生元效应的多酚类物质，其能够显著改善结肠炎，调节肠道菌群组成，而板栗囊衣中多酚化合物尤其是原花青素含量很高，作为板栗食用和生产过程中产生的副产物，板栗囊衣可以成为一种廉价和容易获得的多酚类益生元来源。以这两类板栗内源性益生元为核心的饮品的开发，能在很大程度上解决传统板栗饮品出现的一系列问题。

基于此，创立了本发明。

为开发具备升糖指数低、改善肠道菌群、营养价值高、板栗原料的利用率大、沉淀少、保质期长的功能型板栗饮品，如图1所示，本申请提供一种板栗复合益生元饮料的制备方法，包括以下步骤：

S1.获取分离的板栗囊衣粉末及熟板栗仁，具体包括：将板栗分拣，选取没有霉变、虫噬、破损的优质板栗为原料，去除板栗外壳与囊衣后用沸水蒸熟，得到熟板栗仁及板栗囊衣，分别对熟板栗仁及板栗囊衣进行粉碎处理，即得分离的板栗囊衣粉末及熟板栗仁；

S2.利用不同的酶对熟板栗仁依次进行液化处理、糖化处理、转苷处理后，灭酶过滤即得含有低聚异麦芽糖类物质的板栗仁酶解原液；具体步骤如下，液化处理：将熟板栗仁粉碎后加入纯净水进行均质，熟板栗仁与水的质量比在8:10到12：10之间，使得板栗淀粉浆液浓度为30-40％，完成后进行杀菌处理，在处理后的液内加入CaCl

利用乙醇水溶液对板栗囊衣粉末进行浸提、过滤、浓缩，得到原花青素粗提液；具体步骤如下，浸提过滤：将嚢衣粉末置于70％乙醇溶液中，乙醇溶液与嚢衣粉末的料液比为15-20mL/g，在50-65℃的温水中恒温加热100-120min浸提，过滤得到原花青素浸提液和嚢衣残渣，将残渣重复浸提过滤操作两次，其余条件不变，70％乙醇液料比变为10mL/g、5mL/g，将三次得到的原花青素浸提液合并；浓缩：将原花青素浸提液在温度50℃下通过减压浓缩，去除溶液中的乙醇，得到原花青素粗提液；

值得注意的是，上述得到原花青素粗提液的过程与得到板栗酶解原液的步骤顺序不分先后，既可以先处理熟板栗仁获取原花青素粗提液，也可以先处理板栗囊衣粉末得到板栗酶解原液；

S3.魔芋葡甘聚糖包裹：对原花青素粗提液进行浓缩，使原花青素质量浓度达到130g/mL，加入无水乙醇使乙醇浓度达到10％，加入的魔芋葡甘聚糖，魔芋葡甘聚糖与溶液的料液比为160-200g/mL，充分搅拌20min左右，过滤冲洗后冻干，得到魔芋葡甘聚糖-原花青素凝胶微粒；

S4.在板栗仁酶解原液中加入柠檬酸及魔芋葡甘聚糖-原花青素凝胶微粒，充分搅拌，得到板栗汁，魔芋葡甘聚糖-原花青素凝胶微粒的料液比为1-5g/L，柠檬酸料液比为0.9-1.5g/L，即得板栗复合益生元饮料。

上述过程中，一方面通过对板栗本身淀粉的利用，以板栗果仁作为原材料通过酶发酵工艺合成溶解度高且不易消化的低聚异麦芽糖益生元；另一方面从板栗嚢衣中提取原花青素并用魔芋葡甘聚糖包裹，使其中原花青素等多酚类物质稳定性提高，能够作为益生元进入肠道，对板栗产品的副产物加以利用，从而制备含有内源性复合益生元的板栗饮品；其中，魔芋葡甘聚糖-原花青素负载体既能在肠道缓释发挥益生元效用，也作为饮品的增稠剂，提高饮品的口感品质。

第二方面，本申请提供一种板栗复合益生元饮料。

以下通过具体实施例对本方案进行进一步说明。

实施例1

一种板栗复合益生元饮料的制备方法，包括以下步骤：

S1.选取优质的成熟信阳板栗，该类板栗淀粉含量为60％，去除外皮与嚢衣后用选取完整的板栗仁沸水煮熟，经干燥、粉碎、过筛，得到分离的板栗囊衣粉末及熟板栗仁；

S2.取300g熟板栗仁加入300mL蒸馏水均质1h，得到淀粉浓度为30％板栗浓浆，用0.1mol/L的HCl和NaOH溶液调节pH到6.0，再置于恒温槽加热至95℃后加入0.3gCaCl

称取板栗囊衣1kg，将板栗囊衣加入15L 70％乙醇溶液，在65℃的温度下恒温水浴加热浸提100min，而后过滤得到原花青素浸提液，冷却后过滤，将嚢衣残渣重复浸提过滤操作两次，分别用10L、5L70％乙醇浸提，其余条件不变，将三次的浸提液合并，将合并后的原花青素浸提液在50℃的温度下减压浓缩，使溶液中的乙醇浓度为10％后停止，得到原花青素粗提液7.4L；取100mL粗提液，冻干后，采用硫酸-香草醛比色法，于波长500nm处测吸光度测得粉末中原花青素纯度为49.6％；

S3.在原花青素粗提液中加入无水乙醇使乙醇浓度达到10％，再加入的魔芋葡甘聚糖，魔芋葡甘聚糖与溶液的料液比为160g/mL，充分搅拌20min，过滤冲洗后冻干得到魔芋葡甘聚糖-原花青素凝胶微粒，微粒电镜扫描图如图2所示。

S4.取魔芋葡甘聚糖-原花青素凝胶微粒0.5g以及0.05g柠檬酸，加入200mL板栗仁酶解原液中搅拌30min，获得板栗复合益生元饮料。

实施例2

一种板栗复合益生元饮料的制备方法，包括以下步骤：

S1.选取优质的成熟信阳板栗，该类板栗淀粉含量为60％，去除外皮与嚢衣后用选取完整的板栗仁沸水煮熟，经干燥、粉碎、过筛，得到分离的板栗囊衣粉末及熟板栗仁；

S2.取150g熟板栗仁加入150mL蒸馏水均质1h，得到淀粉浓度为30％板栗浓浆，用0.1mol/L的HCl和NaOH溶液调节pH到6.0，再置于恒温槽加热至95℃后加入0.15gCaCl

称取板栗囊衣0.5kg，将板栗囊衣加入8L 65％乙醇溶液，在50℃的温度下恒温水浴加热浸提100min，而后过滤得到原花青素浸提液，冷却后过滤，将嚢衣残渣重复浸提过滤操作两次，分别用5L、3L65％乙醇浸提，其余条件不变，将三次的浸提液合并，将合并后的原花青素浸提液在50℃的温度下减压浓缩，使溶液中的乙醇浓度为10％后停止，得到原花青素粗提液3.9L；取100mL粗提液，冻干后，采用硫酸-香草醛比色法，于波长500nm处测吸光度测得粉末中原花青素纯度为42.5％；

S3.在原花青素粗提液中加入无水乙醇使乙醇浓度达到10％，再加入的魔芋葡甘聚糖，魔芋葡甘聚糖与溶液的料液比为160g/mL，充分搅拌20min，过滤冲洗后冻干得到魔芋葡甘聚糖-原花青素凝胶微粒。

S4.取魔芋葡甘聚糖-原花青素凝胶微粒0.2g以及0.01g柠檬酸，加入200mL板栗仁酶解原液中搅拌25min，获得板栗复合益生元饮料。

实施例3

一种板栗复合益生元饮料的制备方法，包括以下步骤：

S1.选取优质的成熟信阳板栗，该类板栗淀粉含量为60％，去除外皮与嚢衣后用选取完整的板栗仁沸水煮熟，经干燥、粉碎、过筛，得到分离的板栗囊衣粉末及熟板栗仁；

S2.取200g熟板栗仁加入200mL蒸馏水均质1h，得到淀粉浓度为30％板栗浓浆，用0.1mol/L的HCl和NaOH溶液调节pH到6.0，再置于恒温槽加热至95℃后加入0.2gCaCl

称取板栗囊衣0.1kg，将板栗囊衣加入1.5L 65％乙醇溶液，在60℃的温度下恒温水浴加热浸提100min，而后过滤得到原花青素浸提液，冷却后过滤，将嚢衣残渣重复浸提过滤操作两次，分别用1L、0.5L65％乙醇浸提，其余条件不变，将三次的浸提液合并，将合并后的原花青素浸提液在50℃的温度下减压浓缩，使溶液中的乙醇浓度为10％后停止，得到原花青素粗提液0.9L；取100mL粗提液，冻干后，采用硫酸-香草醛比色法，于波长500nm处测吸光度测得粉末中原花青素纯度为44.5％；

S3.在原花青素粗提液中加入无水乙醇使乙醇浓度达到10％，再加入的魔芋葡甘聚糖，魔芋葡甘聚糖与溶液的料液比为160g/mL，充分搅拌20min，过滤冲洗后冻干得到魔芋葡甘聚糖-原花青素凝胶微粒。

S4.取魔芋葡甘聚糖-原花青素凝胶微粒0.2g以及0.02g柠檬酸，加入100mL板栗仁酶解原液中搅拌30min，获得板栗复合益生元饮料。

对比例1

传统板栗饮料的制备方法，包括以下步骤

S1.选取优质的成熟信阳板栗100g，该类板栗淀粉含量为60％，去除外皮与嚢衣后用选取完整的板栗仁加入40mL蒸馏水，沸水蒸煮40min煮熟，得到熟板栗仁。

S2.将煮好的板栗仁进一步磨细，同步加入160mL水，与0.1g柠檬酸、和乳化稳定剂，将上述混合体系置于调配罐中，重复搅拌均匀，转入均质机进行均质操作。

S3.将均质好的板栗汁转入过滤机进行过滤，测得滤液中低聚异麦芽糖占总糖含量的3.18％。

对比例2

一种板栗复合益生元饮料的制备方法，包括以下步骤：

S1.选取优质的成熟信阳板栗，该类板栗淀粉含量为60％，去除外皮与嚢衣后用选取完整的板栗仁沸水煮熟，经干燥、粉碎、过筛，得到分离的板栗囊衣粉末及熟板栗仁；

S2.取300g熟板栗仁加入300mL蒸馏水均质1h，得到淀粉浓度为30％板栗浓浆，用0.1mol/L的HCl和NaOH溶液调节pH到6.0，再置于恒温槽加热至95℃后加入0.3gCaCl

称取板栗囊衣1kg，将板栗囊衣加入15L 70％乙醇溶液，在65℃的温度下恒温水浴加热浸提100min，而后过滤得到原花青素浸提液，冷却后过滤，将嚢衣残渣重复浸提过滤操作两次，分别用10L、5L70％乙醇浸提，其余条件不变，将三次的浸提液合并，将合并后的原花青素浸提液在50℃的温度下减压浓缩，使溶液中的乙醇浓度为10％后停止，得到原花青素粗提液7.4L；

S3.取原花青素粗提液0.5L以及0.05g柠檬酸，加入200mL板栗仁酶解原液中搅拌30min，获得板栗复合饮料。

评价测试

对实施例1中的得到的魔芋葡甘聚糖-原花青素微粒进行体外消化模拟，具体步骤如下：

(1)胃液消化体系制备：室温下，称量2.25gNaCl，用蒸馏水定容至250mL，取0.4g胃蛋白酶，用90mLNaCl溶液解，测得PH为6.15；通过加入0.5mol/L的HCl溶液调胃蛋白酶溶液的PH为2-2.3；通过反复加入NaCl溶液与HCl溶液使胃蛋白酶溶液保持PH在2-2.3的范围内定容至100ml。

(2)肠道消化体系制备配制：称量225mg的胰蛋白酶、225mg的和β-甘露聚糖酶，用90mLNaCl溶液溶解，用NaOH溶液调节pH为7-7.2之间，通过反复加入NaCl与NaOH至溶液使肠道消化液保持PH在2-2.3的范围内定容至100ml。

(3)口腔消化模拟：取1g魔芋葡甘聚糖-原花青素微粒，用20mLα-淀粉酶氯化钠溶液溶解，后放入摇床中于温度37℃、转速250r/min的条件下反应3min。

(4)胃液消化模拟：将步骤(3)中反应后的溶液取1ml,共取16组，编号1-16。将其分别加入100mL胃消化液，密封后放入摇床中于温度37℃、转速175r/min的条件下反应4h。在1、2、3、4h时分别取出第1-4组，各吸取1mL样液，以1500r/min的速率离心10min，取上清液备用。

(5)小肠消化模拟：将步骤(4)中5-16号反应后的溶液用1mol/mL的NaHCO3调节体系pH 7加入100mL肠道消化液，密封后放入摇床中于温度37℃、转速175r/min的条件下反应4h。在1、2、3、4h时分别取出第5-8组，各吸取1mL样液，以1500r/min的速率离心10min，取上清液备用。

(6)结肠消化模拟：将步骤(5)中9-16号反应后的体系中再加入20mLβ-葡甘聚糖酶液，，密封后放入摇床中于温度37℃、转速175r/min的条件下反应8h。在1-8h时分别取出第9-16组，各吸取1mL样液，以1500r/min的速率离心10min，取上清液备用。

(7)分别测定1-16组离心后上清液中的原花青素含量，计算原花青素的释放率。

图3为魔芋葡甘聚糖-原花青素微粒体外模拟1-16h的释放率，可看出魔芋葡甘聚糖-原花青素微粒在胃部与小肠消化阶段，原花青素的释放效率远低于结肠阶段，且在16小时左右完全释放，而单一的原花青素进入胃部之后，首先可以在胃部吸收25％，剩下75％是肠道吸收的，且在小肠也会损失一部分，结果如图3所示，与现有公知技术内容相比，本申请得到的板栗复合益生元饮料中原花青素等多酚类益生元经过胃和小肠不被大量消化吸收，原花青素等多酚类物质稳定性提高，可向结肠部位靶向送递多酚类益生元魔芋葡甘聚糖-原花青素微粒。

对实施例1-3中的板栗复合益生元饮品及对比例1中的板栗复合饮品进行进行品质评价测试，其中采用高效液相色谱测定低聚异麦芽糖的含量，结果如表1所示。

表1板栗饮品的品质评价

根据上述对实施例1-3中测试的低聚异麦芽糖结果可知，本方案中的板栗复合益生元饮料由于含有的低聚异麦芽糖占总糖含量的25-30％，可明显降低升糖指数，且由于降低了板栗淀粉的含量，有效解决了饮品沉淀，分层现象，提高了的感官品质，增长了保质期。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。