CN104605277A - 一种功能性益生菌发酵果蔬粉的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种功能性益生菌发酵果蔬粉的制备方法，它是采用低温喷雾干燥法制备益生菌发酵果蔬粉产品，其优点在于：(1)果蔬原料中的维生素及膳食纤维等营养成分得以有效保存，发酵后游离氨基酸和有机酸含量大大增加，产品不仅营养、色泽、风味俱佳，水溶性好，且无任何香精、色素添加，属于纯天然绿色食品；(2)有效保留了产品中益生菌的活性(活菌数在106cfu/g～1010cfu/g之间)，大量的活性益生菌，具有调节人体肠道环境、预防肠道炎症和癌症、改善便秘等普通果蔬粉所不具备的特殊益生功效；(3)本发明方法制备工艺设备投资少、效率高、能耗低、成本可降低80％以上，生产放大容易，适合工业化连续生产，可真正满足广大普通消费者的需求。

Description

一种功能性益生菌发酵果蔬粉的制备方法

一、技术领域

本发明涉及一种功能性益生菌发酵果蔬粉的制备方法，具体涉及一种将新鲜果蔬经益生菌发酵后，再进行低温喷雾干燥制备果蔬粉的方法，属生物工程领域。 

二、背景技术

果蔬粉是一种符合现代食品安全、营养、方便的新型果蔬加工产品，其不仅保持了新鲜水果蔬菜原有的营养、风味及色泽，同时还具有保存和食用方便、冲调性好、易消化、便于携带运输等优点，因此，现已被广泛应用于食品加工的各个领域，用于稳定和提高产品的营养成分、保护产品的风味色泽、丰富产品的品种等。 

近年来，益生菌制品随着人们对均衡营养、健康长寿追求日益增加而逐渐深入人心。益生菌对于调节人体肠道微生态平衡、有效预防肠道炎症和癌症、增强人体免疫力等都有着独特的功效。研究表明，益生菌制品中的活菌数必须至少大于106cfu/ml，该产品才能发挥益生作用。 

益生菌发酵果蔬粉是一种将益生菌发酵技术应用到果蔬粉的加工中生产出来的一种新型益生菌果蔬粉产品，它实现了果蔬原料的营养价值与益生菌保健功效的完美结合。该产品营养全面均衡，不仅能够满足人体每日对各种果蔬营养的需求，还具有调节肠道微生态平衡、改善胃肠道功能、预防肠道炎症和癌症、增强人体免疫力等功效，因此具有十分广阔的市场前景。然而，目前益生菌发酵果蔬粉只是处于实验室研究阶段，尚不能实现益生菌发酵果蔬粉产品的大规模产业化生产。尽管国内外也有少数相关产品的专利报道，但相关技术由于成本太高、生产放大困难，很难在工业化生产中得以应用。如“一种益生菌发酵蓝莓果浆粉的制备方法”(专利号：201110229316)和“一种益生菌发酵南瓜、胡萝卜蔬菜粉的制备方法”(专利号：201110253396)两项专利中，发酵果蔬粉的制备方法都是果蔬原浆先经益生菌发酵，然后通过冷冻干燥技术获得相应的益生菌发酵果蔬浆粉产品。冷冻干燥技术虽然能够较好地保持果蔬原料中的营养物质以及产品中益生菌的活性，但该技术所用的真空冷冻干燥设备造价高，冻干时间长，产能小，能耗过大，生产成本太高，无法实现规模化大生产，因此无法真正满足我国普通消费者的需求。以上原因在很大程度上限制了益生菌发酵果蔬粉产品的推广。因此，上述两个专利技术推广应用范围不广，不适合工业化大生产，直接导致至今未有益生菌发酵果蔬浆粉产品面市。 

本发明将新鲜果蔬经益生菌发酵后，再采用低温喷雾干燥方法制备果蔬粉。由于细小的雾滴与热空气接触后迅速被干燥，然后在物料输出口中加入冷空气快速冷却，通过旋风分离器收集益生菌发酵果蔬粉，从而可以将发酵果蔬产品中的营养成分及活性益生菌有效保留下来，产品中益生菌活菌数可达到106cfu/g～1010cfu/g，达到了发挥益生作用的足够活菌数量。此外，相对于现有专利中冷冻干燥方法，本发明中的低温喷雾干燥方法具有蒸发面积大、干燥速度快等优点，干燥效率大大提高、而相应的成本可降低80％以上，可以实现益生菌发酵果蔬粉产品的连续化大生产。 

三、发明内容

本发明提供一种功能性益生菌发酵果蔬粉的制备方法，它是通过低温喷雾干燥法有效保护益生菌发酵果蔬原浆中益生菌的活性，该方法设备投资少，成本较低，产能容易放大。该方法可用于多种果蔬粉产品的加工，产品不仅营养、色泽、风味俱佳，水溶性好，且含有大量的活性益生菌。 

本发明是通过以下技术方案实现的： 

一种功能性益生菌发酵果蔬粉的制备方法，其特征在于将果蔬打浆或榨汁后浓缩，加入食用糖搅拌均匀，灭菌后冷却、接种复合益生菌菌粉，发酵，制得益生菌发酵果蔬原浆；然后将益生菌发酵果蔬原浆、糊精、水按一定比例混合均匀后进行喷雾干燥，喷雾干燥机物料输出口加入洁净干燥的冷空气快速冷却喷雾干燥后的益生菌发酵果蔬粉，然后用旋风分离器分离，即制得含有活性益生菌的益生菌发酵果蔬粉产品，其中益生菌活菌数在106cfu/g～1010cfu/g。 

本发明所述的益生菌发酵果蔬粉是由以下重量百分比的原料制得： 

益生菌发酵果蔬原浆        10％～80％ 

糊精                      10％～50％ 

水                        10％～50％ 

本发明所述的益生菌为植物乳杆菌、干酪乳杆菌、副干酪乳杆菌、发酵乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、嗜酸乳杆菌、青春双歧杆菌、长双歧杆菌、动物双歧杆菌中的一种或两种以上。 

本发明所述的果蔬原料是香蕉、芒果、木瓜、胡萝卜、南瓜、苦瓜、蜜梨、蓝莓、红枣、枸杞、紫薯、葡萄、杨桃、龙眼、荔枝、椰果、樱桃、甜橙、西柚、柚子、西瓜、哈密瓜、奇异果、菱角、花生、莲子、葛根、百合、山药、芦笋或芦荟等果蔬中的任何一种。 

本发明所述的喷雾干燥温度较低，条件为入口温度120～140℃，出口温度70～80℃。 

本发明的优点和有益作用： 

本发明采用低温喷雾干燥法制备益生菌发酵果蔬粉产品，将果蔬原料的营养价值与益生菌及其发酵产物的独特保健功效有机结合起来，其优点在于： 

(1)本发明产品是由新鲜果蔬经益生菌发酵后加工而成，果蔬原料中的维生素及膳食纤维等营养成分得以有效保存，发酵后游离氨基酸和有机酸含量大大增加，产品营养成分和风味口感相对于普通的果蔬粉更佳，在制作过程中无任何香精、色素添加，属于纯天然绿色食品。 

(2)采用低温喷雾干燥方法有效保留了产品中益生菌的活性(活菌数在106cfu/g～1010cfu/g之间)，大量的活性益生菌赋予了本发明产品具有调节人体肠道环境、预防肠道炎症和癌症、改善便秘等普通果蔬粉所不具备的特殊益生功效。 

(3)相对于现有专利中的冷冻干燥技术，本发明方法制备益生菌发酵果蔬粉工艺设备投资少、效率高、能耗低、成本可降低80％以上，生产放大容易，适合工业化连续生产，可真正满足广大普通消费者的需求。 

四、具体实施方式

本发明将通过以下实施例作进一步说明。 

实施例1：益生菌发酵香蕉粉。 

益生菌发酵香蕉原浆的制备。选择选择无腐烂、新鲜的香蕉为原料，打浆后按50％比例与50％葡萄糖搅拌均匀后灭菌，灭菌温度为85℃、时间10分钟，灭菌后将料液冷却至30℃后，将复合益生菌(植物乳杆菌、青春双歧杆菌、长双歧杆菌、嗜酸乳杆菌)按105cfu/g的比例接种到灭菌冷却后的香蕉浆料中，38℃发酵84h。 

益生菌发酵香蕉粉的制备。将按步骤1发酵处理后的物料、糊精、水分别按照30％、20％、50％的比例充分混合均匀，然后进行喷雾干燥，喷雾干燥条件为入口温度125℃，出口温度75℃，再通入洁净干燥的冷空气快速冷却、旋风分离器分离后即获得益生菌发酵香蕉粉。经检测，益生菌发酵香蕉粉中益生菌活菌数为3.58×107cfu/g。 

改善便秘动物实验 

受试物：按上述方法制备的益生菌香蕉粉。实验设正常对照组、模型对照组、实验低剂量和高剂量组，实验低、高剂量组给予不同剂量的用生理盐水溶解的益生菌发酵香蕉粉，其余两组给予生理盐水。 

表1益生菌发酵香蕉粉对便秘小鼠排便功能的影响

注：与正常对照组比较，*P<0.05，**P<0.01；与便秘模型组比较☆P<0.05，☆☆P<0.01 

实施例2：益生菌发酵芒果粉。 

1.益生菌发酵芒果原浆的制备。选择选择无腐烂、新鲜芒果为原料，打浆后按84％比例与16％葡萄糖搅拌均匀后灭菌，灭菌温度为90℃、时间8分钟，灭菌后将料液冷却至35℃后，将复合益生菌(植物乳杆菌、青春双歧杆菌、动物双歧杆菌、副干酪乳杆菌)按106cfu/g的比例接种到灭菌冷却后的芒果浆料中，35℃发酵72h。 

2.益生菌发酵芒果粉的制备。将按步骤1发酵处理后的物料、糊精、水分别按照50％、20％、30％的比例充分混合均匀，然后进行喷雾干燥，喷雾干燥条件为入口温度128℃，出口温度80℃，再通入洁净干燥的冷空气快速冷却、旋风分离器分离后即获得益生菌发酵芒果粉。经检测，益生菌发酵芒果粉中益生菌活菌数为6.47×107cfu/g。 

3.改善便秘动物实验 

受试物：按上述方法制备的益生菌芒果粉。实验设正常对照组、模型对照组、实验低剂量和高剂量组，实验低、高剂量组给予不同剂量的用生理盐水溶解的益生菌发酵芒果粉，其余两组给予生理盐水。 

表2益生菌发酵芒果对便秘小鼠排便功能的影响

注：与正常对照组比较，*P<0.05，**P<0.01；与便秘模型组比较☆P<0.05，☆☆P<0.01 

实施例3：益生菌发酵木瓜粉。 

1.益生菌发酵木瓜原浆的制备。选择无腐烂、新鲜的木瓜为原料，打浆后85℃、10分钟进行灭酶，按80％比例与20％的淀粉糖浆搅拌均匀后灭菌，灭菌温度为85℃时间10分钟，灭菌后将料液冷却至30℃后，将复合益生菌(植物乳杆菌、干酪乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、青春双歧杆菌)按106cfu/g的比例接种到灭菌冷却后的木瓜浆料中，30℃发酵72h。 

2.益生菌发酵木瓜粉的制备。将按步骤1发酵处理后的物料、糊精、水分别按照55％、25％、20％的比例充分混合均匀，然后进行喷雾干燥，喷雾干燥条件为入口温度120℃，出口温度75℃，再通入洁净干燥的冷空气快速冷却、旋风分离器分离后即获得益生菌发酵木瓜粉。经检测，益生菌发酵木瓜粉中益生菌活菌数为5.39×108cfu/g。 

3.改善便秘动物实验 

受试物：按上述方法制备的益生菌木瓜粉。实验设正常对照组、模型对照组、实验低剂量和高剂量组，实验低、高剂量组给予不同剂量的用生理盐水溶解的益生菌发酵木瓜粉，其余两组给予生理盐水。 

表3益生菌发酵木瓜对便秘小鼠排便功能的影响

注：与正常对照组比较，*P<0.05，**P<0.01；与便秘模型组比较☆P<0.05，☆☆P<0.01 

实施例4：益生菌发酵胡萝卜粉。 

1.益生菌发酵胡萝卜原浆的制备。选择无腐烂、新鲜胡萝卜为原料，预煮后打浆，按88％比例与12％葡萄糖浆搅拌均匀后进行灭菌，灭菌温度90℃时间8分钟。灭菌后将料液冷却至35℃后，将复合益生菌(植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌、长双歧杆菌、青春双歧杆菌)按106cfu/g的比例接种到灭菌冷却后的胡萝卜浆料中，35℃发酵72h。 

2.益生菌发酵胡萝卜粉的制备。将按步骤1发酵处理后的物料、糊精、水分别按照60％、25％、25％的比例充分混合均匀，然后进行喷雾干燥，喷雾干燥条件为入口温度126℃，出口温度80℃，再通入洁净干燥的冷空气快速冷却、旋风分离器分离后即获得益生菌发酵胡萝卜粉。经检测，益生菌发酵胡萝卜粉中益生菌活菌数为8.75×107cfu/g。 

3.改善便秘动物实验 

受试物：按上述方法制备的益生菌胡萝卜粉。实验设正常对照组、模型对照组、实验低剂量和高剂量组，实验低、高剂量组给予不同剂量的用生理盐水溶解的益生菌发酵胡萝卜粉，其余两组给予生理盐水。 

表4益生菌发酵胡萝卜对便秘小鼠排便功能的影响

注：与正常对照组比较，*P<0.05，**P<0.01；与便秘模型组比较☆P<0.05，☆☆P<0.01 

实施例5：益生菌发酵南瓜粉。 

1.益生菌发酵南瓜原浆的制备。选择无腐烂、新鲜的南瓜为原料，预煮后打浆，按82％比例与18％的葡萄糖搅拌均匀后灭菌，灭菌温度为100℃时间3分钟，灭菌后将料液冷却至38℃后，将复合益生菌(植物乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、嗜酸乳杆菌、动物双歧杆菌)按106cfu/g的比例接种到灭菌冷却后的南瓜浆料中，38℃发酵40h。 

2.益生菌发酵南瓜粉的制备。将按步骤1发酵处理后的物料、糊精、水分别按照30％、35％、35％的比例充分混合均匀，然后进行喷雾干燥，喷雾干燥条件为入口温度130℃，出口温度75℃，再通入洁净干燥的冷空气快速冷却、旋风分离器分离后即获得益生菌发酵南瓜粉。经检测，益生菌发酵南瓜粉中益生菌活菌数为1.98×108cfu/g。 

3.改善便秘动物实验 

受试物：按上述方法制备的益生菌南瓜粉。实验设正常对照组、模型对照组、实验低剂量和高剂量组，实验低、高剂量组给予不同剂量的用生理盐水溶解的益生菌发酵南瓜粉，其余两组给予生理盐水。 

表5益生菌发酵南瓜粉对便秘小鼠排便功能的影响

注：与正常对照组比较，*P＜0.05，**P<0.01；与便秘模型组比较☆P<0.05，☆☆P<0.01 

实施例6：益生菌发酵蓝莓粉。 

1.益生菌发酵蓝莓原浆的制备。选择无腐烂、新鲜的蓝莓为原料，打浆后浓缩2倍，按95％比例与5％的低聚异麦芽糖搅拌均匀后灭菌，灭菌温度为132℃、时间3秒。灭菌后将料液冷却至32℃后，将复合益生菌(植物乳杆菌、青春双歧杆菌、长双歧乳杆菌)按106cfu/g 的比例接种到灭菌冷却后的蓝莓浆料中，32℃发酵84h。 

2.益生菌发酵蓝莓粉的制备。将按步骤1发酵处理后的物料、糊精、水分别按照25％、35、40％的比例充分混合均匀，然后进行喷雾干燥，喷雾干燥条件为入口温度126℃，出口温度72℃，再通入洁净干燥的冷空气快速冷却、旋风分离器分离后即获得益生菌发酵蓝莓粉。经检测，益生菌发酵蓝莓粉中益生菌活菌数为3.35×108cfu/g。 

3.改善便秘动物实验 

受试物：按上述方法制备的益生菌蓝莓粉。实验设正常对照组、模型对照组、实验低剂量和高剂量组，实验低、高剂量组给予不同剂量的用生理盐水溶解的益生菌发酵蓝莓粉，其余两组给予生理盐水。 

表6益生菌发酵蓝莓粉对便秘小鼠排便功能的影响

注：与正常对照组比较，*P<0.05，**P<0.01；与便秘模型组比较☆P<0.05，☆☆P<0.01。 

Claims (5)

1.一种功能性益生菌发酵果蔬粉的制备方法，其特征在于将果蔬打浆或榨汁后浓缩，加入食用糖搅拌均匀，灭菌后冷却、接种复合益生菌菌粉，发酵，制得益生菌发酵果蔬原浆；然后将益生菌发酵果蔬原浆、糊精、水按一定比例混合均匀后进行喷雾干燥，干燥机物料出口处用洁净干燥的冷空气快速冷却喷雾干燥后的益生菌发酵果蔬粉，然后用旋风分离器分离，即制得含有活性益生菌的益生菌发酵果蔬粉产品，其中益生菌活菌数在106cfu/g～109cfu/g。 

2.如权利要求1所述的功能性益生菌发酵果蔬粉的制备方法，其特征在于由以下重量百分比的原料制得： 

益生菌发酵果蔬原浆      10％～80％ 

糊精                    10％～50％ 

水                      10％～50％。 

3.如权利要求1所述的功能性益生菌发酵果蔬粉的制备方法，其特征在于益生菌为植物乳杆菌、干酪乳杆菌、副干酪乳杆菌、发酵乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、嗜酸乳杆菌、青春双歧杆菌、长双歧杆菌、动物双歧杆菌中的两种或两种以上。 

4.如权利要求1所述的功能性益生菌发酵果蔬粉的制备方法，其特征在于果蔬原料是香蕉、芒果、木瓜、胡萝卜、南瓜、苦瓜、蜜梨、蓝莓、红枣、枸杞、紫薯、葡萄、杨桃、龙眼、荔枝、椰果、樱桃、甜橙、西柚、柚子、西瓜、哈密瓜、奇异果、菱角、花生、莲子、葛根、百合、山药、芦笋或芦荟等果蔬中的任何一种。 

5.如权利要求1所述的功能性益生菌发酵果蔬粉的制备方法，其特征在于喷雾干燥条件为入口温度120～140℃，出口温度70～80℃。