一种具有增强免疫功能的益生菌固体饮料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种具有增强免疫功能的益生菌固体饮料及其制备方法，属于保健食品技术领域。

背景技术

桑葚作为一种药食两用的植物果实，在我国具有悠久的使用历史。早在两千年前，桑葚已经成为了宫廷御用的滋补品。公元938年，《五代史》中记载着阗王将桑葚酒作为“国酒”用于宴请贵宾。传统医学名著《本草纲目》记载桑葚“单食，止消渴，利五脏关节，通气血，久服不饥、安魂镇神，令人聪明变白不老，多收暴干为末，蜜丸日服，捣汁饮，解中酒毒，酿酒服，利水气消肿。”近代医学专著《中药大辞典》记载桑葚“具有滋阴补血，生津润燥，补肝益肾等功效，常被用作滋补、强壮，提高免疫力等功效。”

1993年至今，桑葚被收录在国家卫生部的既是食品又是药品的“药食同源”目录中。桑葚中的生物活性物质较为丰富，有白藜芦醇、黄酮、花青素、多糖、维生素、氨基酸、微量元素等，具有较好的保健功能。据相关研究报道，从桑葚中已经分离出150多种化合物，且其保健功能主要就是通过这些化合物来体现。桑葚多糖是桑葚中主要的活性物质之一，具有降血糖、抗氧化、保护肾脏、调节免疫等药理作用；桑葚中的白藜芦醇具有抵抗肿瘤、抗氧化、抑菌消炎、免疫调节等多种药理学作用；黄酮类化合物被公认为是天然抗氧化剂之一，可一定程度上清楚自由基、降血压、降血糖、延缓衰老等功能；花青素是桑葚中重要的呈色物质，能够补血、通便、抗氧化等；桑葚中还含有丰富的维生素，如维生素A、B、C及胡萝卜素；多种氨基酸，包括12种非必需氨基酸和7种必需氨基酸。因此，桑葚具有极高的市场价值。

桑葚功能性虽强，但由于其果肉柔软多汁，且缺乏坚硬的外壳保护，在果品运输及贮藏中损耗极大。目前，桑葚除鲜食外，少部分被精深加工为果汁、果酒、果粉、果膏等。桑葚果渣为桑葚生产加工及存储过程中的副产物，其营养丰富但通常被丢弃，资源浪费十分严重。有研究表明，桑葚果渣中也含有大量的多酚、黄酮、花色苷、多糖、维生素等物质。因此，有必要对桑葚果渣进行系列研究，以增加桑葚附加值，延长桑葚产业链。

当前，益生菌产业发展迅猛。从各大平台来看，目前主流的益生菌产品主要以固体饮料为主。益生菌固体饮料配方简单，多直接添加活性益生菌，搭配益生元帮助其在体内定植，通过简单的调节口感，即可获得益生菌固体饮料配方。研究表明，茶多酚、葡萄多酚等多酚类物质都有着利于人体健康和刺激益生菌生长的作用。常见的益生菌固体饮料通过益生菌调节肠道内菌群平衡，维持肠道健康，从而促进人体营养吸收，提高机体免疫力。调节免疫的通路很多，仅通过肠道调节较为单一，若能在常见益生菌固体饮料配方基础上，增加多种天然营养成分，“肠道健康+天然营养补充”双效调节，将对增强人体免疫健康具有较为重要的意义。

发明内容

本发明提供一种具有增强免疫功能的益生菌固体饮料，由以下重量份的物质构成：发酵桑葚果粉的重量份为20份，益生元的重量份为20份，糖醇的重量份为30份，水果粉的重量份为22份；食用香精的重量份为2份；酸度调节剂的重量份为2份；甜度调节剂的重量份为2份；抗结剂的重量为2份。

在一种实施方式中，所述益生元包括但不限于低聚果糖、低聚半乳糖、水苏糖、菊粉中的一种或几种。

在一种实施方式中，所述糖醇包括但不限于赤藓糖醇、麦芽糖醇、木糖醇、乳糖醇中的一种或几种。

在一种实施方式中，所述水果粉包括但不限于橙、草莓、西柚、柠檬、青桔、薄荷、桃、玫瑰、荔枝、蓝莓、蔓越莓中的一种或几种。

在一种实施方式中，所述食用香精包括但不限于橙香精、草莓香精、西柚香精、柠檬香精、青桔香精、薄荷香精、桃香精、玫瑰香精、荔枝香精、蓝莓香精、蔓越莓香精中的一种或几种。

在一种实施方式中，所述酸度调节剂包括但不限于柠檬酸、DL-苹果酸、酒石酸中的一种或几种。

在一种实施方式中，所述甜度调节剂包括但不限于罗汉果甜苷、甜菊糖苷、三氯蔗糖、阿斯巴甜、安赛蜜中的一种或几种。

在一种实施方式中，所述抗结剂包括但不限于二氧化硅、磷酸三钙中的一种或几种。

本发明还提供益生菌固体饮料的制备工艺，包括以下步骤：

(1)原料预处理：将桑葚果渣置于不锈钢托盘中，于50-80℃烘箱中烘干，至恒重。取出烘干的桑葚渣，于粉碎机粉碎，过60目筛，装于密封袋，放置于-80℃冰箱储存待用。

(2)原料提取：称取适量桑葚果渣粉末，加水溶解，进行超声水浴浸提，条件设置为50-80℃、功率200-800w，时间1-3h。桑葚果渣粉末与水的比例为1:20-50。

(3)提取液处理：将桑葚果渣水提液4000r/min下离心20min，取上清液抽滤后，50-80℃下减压浓缩。浓缩后进行冷冻干燥，即获得桑葚果渣粗提物。

(4)菌种接种与发酵：将桑葚果渣粗提物加适量纯化水溶解，投入发酵罐中；将一种或多种益生菌按比例制成混合液，将混合液接种到发酵罐中；保持发酵液温度35-40℃，恒温培养48-72h。

(5)包埋：配制2-8％的壁材溶液。发酵完成后，按芯壁比将发酵液与壁材溶液混合，200-500r/min，20-60min搅拌均匀至吸附，作第一层包埋；再加入同等体积的2-8％的海藻酸钠溶液，200-500r/min，20-60min搅拌均匀，将搅拌均匀的混合液缓慢滴入1-8％的氯化钙溶液中，低速搅拌10-30min，静置10-30min，作第二层包埋。无菌水洗涤后，过滤，收集滤液。

(6)干燥：将滤液经喷雾冷冻干燥，设置真空压力30Pa，喷雾温度-30℃，冷阱温度-80℃,进料量10-30mL/min,冷风风量分别为30-50m

(7)配料：按配比称取重量份数的上述原料，以等量递增法将上述过筛后的固体原料混合均匀，直至本配方的固体原料全部加完；

(8)混合：将称量好的原料投入混合机，混合频率：10-20r/min，混合30分钟左右至混合均匀；确保总混物料无肉眼可见杂质、抱团等异常情况，如有抱团、结块需经20目过筛。

(9)金检：总混物料过金属探测仪，金属探测仪工艺参数：铁Fe＜Ф1.2mm，不锈钢SUS＜Ф1.2mm。

(10)包装：用复合膜包装机分装成1-5g/袋，产品采用铝箔复合膜或者聚乙烯药品包装用复合膜包装。

在一种实施方式中，步骤(2)中所述的发酵液由益生菌、桑葚果渣粗提物、纯化水混合而成；其中益生菌为植物乳杆菌、嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌、干酪乳杆菌、鼠李糖乳杆菌中的至少一种，接种后的菌浓为1×10

在一种实施方式中，步骤(5)所述的包埋壁材，包括但不限于抗性糊精、麦芽糊精、β-环糊精、阿拉伯胶、明胶、壳聚糖、玉米淀粉。芯材溶液与壁材溶液之比为1:1-5，所述比例为质量之比。

有益效果：

本发明提供一种具有免疫调节功能的益生菌固体饮料配方及其制备工艺，通过将乳酸菌与桑葚果渣合并发酵，增加了益生菌活菌数与桑葚果渣中各营养成分含量，提高了乳酸菌及桑葚果渣的营养价值；使用桑葚果渣进行发酵，增加了桑葚的附加值，延长了桑葚的产业链，使桑葚果实得到充分利用。通过制备工艺的创新，获得了富含益生菌活菌及天然多酚、黄酮、花色苷等营养成分的发酵桑葚果粉，搭配益生元等简单原料，即可获得一组具有调节免疫功能的益生菌固体饮料配方。

本发明使用乳酸菌对桑葚果渣提取液进行发酵，使得益生菌活菌数倍增、桑葚果渣中多酚、黄酮、花色苷、维生素C等营养成分含量倍增。桑葚果渣与益生菌，通过发酵工艺，使其营养含量达到“一加一大于二”的效果。对发酵液采取包埋、并喷雾冷冻干燥的方式，制备出发酵桑葚果粉，极大程度保留了益生菌及各类功效成分活性。

本发明将桑葚果渣通过提取、减压浓缩、益生菌发酵、包埋、干燥等工艺，制备成发酵桑葚果粉；添加低聚果糖、低聚半乳糖等原料，帮助益生菌在肠道定植，为肠道添动力。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

干酪乳杆菌Zhang公开于论文《干酪乳杆菌Zhang对小鼠肠道免疫功能的影响》；植物乳杆菌CCFM8661公开于公开号为CN102586148B的专利中；鼠李糖乳杆菌LGG为商业化菌株。

活菌数测定方法：根据GB4789.35《食品安全国家标准食品微生物学检验乳酸菌检验》对发酵液中的乳酸菌活菌数进行检测。

还原糖的测定：采用斐林氏法。配制斐林试剂甲溶液：称取硫酸铜(CuSO2.5H2O)34.7g，溶于水，稀释到500mL；配制斐林试剂乙溶液：称取173g酒石酸钾钠(C4H4KNaO6.4H2O)和50g氢氧化钠，溶于水，稀释到500mL。准确吸取一定体积的样品于100mL容量瓶中，加入5mL盐酸溶液，加15mL水，然后摇匀，于69℃水浴上水解上15min左右，取出，冷却至20℃，用氢氧化钠调至中性，用水定容到刻度。吸取5mL处理好的样品于200mL的三角烧瓶中，然后准确加入斐林溶液甲、乙液各5mL，混匀，用葡萄糖标准溶液(2.5g/L)滴定，记录消耗葡萄糖标准溶液的体积，计算结果。

总酚的测定：采用福林酚比色法，制作标准曲线。配制浓度为0.1mg/mL的没食子酸标准液，准确吸取0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0mL于25mL比色管中，加去离子水至10mL,摇匀，随后分别加入2.5mL福林酚显色剂和5mL的5％碳酸钠溶液，加去离子水定容，25℃下避光反应放置1h，750nm处测定吸光值。根据上述方法，测定发酵液样品在750nm处的吸光值，根据标准曲线读取总酚含量，总酚含量以没食子酸计。

总黄酮的测定：

参考芦丁法，制作标准曲线。用60％乙醇配制浓度为0.2mg/mL的芦丁标准液，准确吸取1、2、3、4、5、6mL于25mL比色管中，加入60％乙醇至6mL，随后加入5％亚硝酸钠溶液1mL,摇匀并放置6min；加10％硝酸铝溶液1mL，摇匀并放置6min；加4％NaOH溶液10mL，摇匀后加60％乙醇至刻度线，摇匀，放置15min，509nm处测定吸光值。根据上述方法，测定发酵液样品在509nm处吸光值，根据标准曲线读取总黄酮含量，总黄酮含量以芦丁计。

花色苷的测定：采用pH示差法。桑葚渣粗提物花色苷含量的测定采用pH示差法。各取1mL10mg/mL的原液，分别加入9mLpH1.0的缓冲液(KCl-HCl)和pH4.5的缓冲液(HAC-NaAC)，在510nm和700nm处测定吸光值。

花色苷含量(mg/L) ＝ (ΔA×Mw)÷ε×Df×1000；

其中：ΔA＝(A

Mw-矢车菊素葡萄糖苷的相对分子质量449.2mg/mol；

ε-矢车菊素葡萄糖苷的摩尔消光系数26900mol

Df-稀释因子(样品总的稀释倍数)。

实施例1

按照如下步骤制备发酵桑葚果粉：

(1)原料预处理：将桑葚果渣置于不锈钢托盘中，于50-80℃烘箱中烘干，至恒重。取出烘干的桑葚渣，于粉碎机粉碎，过60目筛，装于密封袋，放置于-80℃冰箱储存待用。

(2)原料提取：称取适量桑葚果渣粉末，加水溶解，进行超声水浴浸提，条件设置为50-80℃、功率200-800w，时间1-3h。桑葚果渣粉末与水的比例为1:20-50。

(3)提取液处理：将桑葚果渣水提液4000r/min下离心20min，取上清液抽滤后，50-80℃下减压浓缩。浓缩后进行冷冻干燥，即获得桑葚果渣粗提物。

(4)菌种接种与发酵：将桑葚果渣粗提物加适量纯化水溶解，投入发酵罐中；将植物乳杆菌CCFM8661、干酪乳杆菌Zhang、鼠李糖乳杆菌LGG制成混合液，将混合液接种到发酵罐中；保持发酵液温度35-40℃，恒温培养0-120h；其中植物乳杆菌CCFM8661接种后的菌浓为1×10

(5)包埋：配制6％的壳聚糖溶液。发酵完成后，按芯壁比1:3将发酵液与壁材溶液混合，200-500r/min，20-60min搅拌均匀至吸附，作第一层包埋；再加入同等体积的6％的海藻酸钠溶液，200-500r/min，20-60min搅拌均匀，将搅拌均匀的混合液缓慢滴入5％的氯化钙溶液中，低速搅拌10-30min，静置10-30min，作第二层包埋。无菌水洗涤后，过滤，收集滤液。

(6)干燥：将滤液经喷雾冷冻干燥，设置真空压力30Pa，喷雾温度-30℃，冷阱温度-80℃,进料量10-30mL/min,冷风风量分别为30-50m

分别测定步骤(4)添加乳酸菌发酵0、24、48、72、96、120h后的发酵液中活菌数、还原糖、总酚、总黄酮、总花色苷的含量，对比发酵前后各营养成分含量的变化趋势。

表1发酵过程中活菌数变化情况

由以上数据可以看出，发酵过程中，乳酸菌数目呈现上升趋势。活菌在发酵24小时内，增长缓慢；发酵24至48小时，增长迅速；发酵48小时后，增长速率放缓。

表2发酵过程中总糖含量变化情况

由以上数据可以看出，发酵过程中，桑葚果渣粗提物中的还原糖含量逐渐下降。说明在发酵过程中，微生物能够充分利用糖类物质，消耗糖类而产生的酸类或其他物质。

表3发酵过程中总酚含量变化情况

由以上数据可以看出，发酵过程中，总酚含量呈现上升趋势。经过乳酸菌发酵过程，桑葚果渣粗提物中总酚含量增加了约13％。

表4发酵过程中总黄酮含量变化情况

由以上数据可以看出，发酵过程中，总黄酮含量呈现上升趋势。经过乳酸菌发酵过程，桑葚果渣粗提物中总黄酮含量增加了约47％。

表5发酵过程中总花色苷含量变化情况

由以上数据可以看出，发酵过程中，总花色苷含量呈现上升趋势。经过乳酸菌发酵过程，桑葚果渣粗提物中总花色苷含量增加了约16％。

实施例2

益生菌固体饮料由以下重量份的物质构成：发酵桑葚果粉(按实施例1的方法制备)的重量份为20份，益生元(包括但不限于低聚果糖、低聚半乳糖、水苏糖、菊粉)的重量份为20份，糖醇(包括但不限于赤藓糖醇、麦芽糖醇、木糖醇、乳糖醇)的重量份为30份，水果粉中的一种或几种(包括但不限于橙、草莓、西柚、柠檬、青桔、薄荷、桃、玫瑰、荔枝、蓝莓、蔓越莓等)的重量份为22份；食用香精中的一种或几种(包括但不限于橙香精、草莓香精、西柚香精、柠檬香精、青桔香精、薄荷香精、桃香精、玫瑰香精、荔枝香精、蓝莓香精、蔓越莓香精等)的重量份为2份；酸度调节剂(包括但不限于柠檬酸、DL-苹果酸、酒石酸)的重量份为2份；甜度调节剂(包括但不限于罗汉果甜苷、甜菊糖苷、三氯蔗糖、阿斯巴甜、安赛蜜)的重量份为2份；抗结剂(包括但不限于二氧化硅、磷酸三钙)的重量为2份。

按如下步骤制备益生菌固体饮料：

(1)配料：按配比称取重量份数的上述原料，以等量递增法将上述过筛后的固体原料混合均匀，直至本配方的固体原料全部加完；

(2)混合：将称量好的原料投入混合机，混合频率：10-20r/min，混合30分钟左右至混合均匀；确保总混物料无肉眼可见杂质、抱团等异常情况，如有抱团、结块需经20目过筛。

(3)金检：总混物料过金属探测仪，金属探测仪工艺参数：铁Fe＜Ф1.2mm，不锈钢SUS＜Ф1.2mm。

(4)包装：用复合膜包装机分装成1-5g/袋，产品采用铝箔复合膜或者聚乙烯药品包装用复合膜包装。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。