CN104643224A - 富含β-胡萝卜素的乳酸菌发酵功能性果蔬饮料及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于生物技术领域，具体涉及一种富含β-胡萝卜素的乳酸菌发酵功能性果蔬饮料及制备方法。所述富含β-胡萝卜素的乳酸菌发酵功能性果蔬饮料，以富含β-胡萝卜素的乳酸菌发酵原料为液体培养基，接入乳酸菌发酵制得，该发酵原料由多种果蔬原浆复配，功能更多样，营养更丰富全面；该果蔬饮料是经乳酸菌发酵制备得到，不仅能最大限度的萃取果蔬中的营养成分，得到多种果蔬的不同营养，而且还能得到更多果蔬本身所不具有的有益成分，长期服用无任何副作用；所得果蔬饮料无酒精，无沉淀，酸甜可口，适于工业化发酵生产。

Description

富含β-胡萝卜素的乳酸菌发酵功能性果蔬饮料及制备方法

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及一种富含β-胡萝卜素的乳酸菌发酵功能性果蔬饮料及制备方法。

背景技术

随着人们生活水平的提高，人们对饮食和食品安全有了越来越多的要求，在饮品方面，以往以碳水化合物、糖精和色素为主配制的廉价饮料早已不能满足广大消费者的需求，目前人们更倾向于选择天然、营养、保健产品，含有丰富果蔬营养的果蔬汁饮料由此应运而生。

然而，目前市场上流通的果蔬汁饮料大多是以鲜榨果汁和浓缩果汁加入酸味剂和甜味剂调合而成，不符合天然、健康、营养的理念。如申请号为201110092467.X的发明专利公开了一种紫薯饮料及其制备工艺，将新鲜紫薯制得纯紫薯液加水稀释，再加入白砂糖、甜蜜素、苹果酸、碳酸氢钠、山梨酸钾、柠檬酸调配而成。

β-胡萝卜素有维生素A源之称，是一种重要的人体生理功能活性物质。近年来，有关β-胡萝卜素对人体作用的研究异常活跃。大量研究证实，β-胡萝卜素的许多生物功能与人类健康有密切关系，其在抗氧化、解毒、抗癌、预防心血管疾病、防治白内障和保护肝脏方面的生理作用已被越来越多地证实并应用于疾病的预防和治疗。

番茄红素(lycopene)是类胡萝卜素的一种，呈红色，主要来源于番茄、西瓜、胡萝卜、草莓等果实，其中番茄中含量最高，它是目前在自然界的植物中被发现的最强抗氧化剂之一，其淬灭单线态氧速率常数是维生素E的100倍。番茄红素有着强大的功效，被人们誉为植物黄金，它对于前列腺癌、心肌梗塞、心血管、皮肤癌 等多种疾病有预防和治疗作用，其作为食品添加剂有预防老年性视力退化、抗衰老的作用，服用后没有任何副作用，非常适合长期保健服用。

对于市面上主打胡萝卜素和番茄红素的饮料，其单一的品种和简单的工艺，并不能有效的整合各个果蔬的优点，并且简单的榨取工艺，无法有效的萃取其植物精华，因此很难得到功能复杂、营养丰富的饮料。此外，市场上也有一些有部分保健功能的饮料，使用了多种果蔬甚至是添加了一些药食同源的中药粉，如枸杞等，但是简单的使用浓缩汁勾兑，并不能萃取其中的植物精华，有形无神。

以乳酸菌发酵为代表的微生态制剂是近年来健康食品和保健食品开发中的一支新生力量，在国内外市场上广受欢迎，其中合生元制剂产品(益生菌+益生元)被证明保健效果要明显优于单一的益生菌或益生元产品，代表了微生态制剂类保健食品的发展方向。通过乳酸菌发酵多种果蔬，不仅可以得到多种果蔬的不同营养，同时经过乳酸菌发酵后，能最大限度的萃取果蔬中的营养成分，真正做到各个果蔬原料之间的融合，并且通过益生菌乳酸菌的发酵得到更多果蔬本身所不具有的有益成分，长期服用无任何副作用。目前，市场上未见一种以乳酸菌发酵生成的富含β-胡萝卜素的乳酸菌发酵功能性果蔬饮料。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种富含β-胡萝卜素的乳酸菌发酵原料，该发酵原料由多种果蔬原浆复配，功能更多样，营养更丰富全面；本发明的目的之二在于提供一种富含β-胡萝卜素的乳酸菌发酵功能性果蔬饮料，该果蔬饮料以富含β-胡萝卜素的乳酸菌发酵原料为液体培养基，接入乳酸菌发酵制得，该果蔬饮料无酒精，无沉淀，酸甜可口；本发明的目的之三在于提供一种富含β-胡萝卜素的乳酸菌发酵功能性果蔬饮料的制备方法，该制备方法适于工业化生产。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种富含β-胡萝卜素的乳酸菌发酵原料，所述发酵原料由胡萝卜原浆、西红柿原浆和西瓜原浆复配；所述胡萝卜原浆是将胡萝卜去皮，加水煮沸后打浆，果胶酶处理后制得；所述西红柿原浆是将西红柿去皮打浆，果胶酶处理后制得；所述西瓜原浆是将西瓜去皮，果胶酶处理后制得。所述打浆、果胶酶处理按照本领域常规技术进行操作。

在一个具体实施例中，本发明所述的一种富含β-胡萝卜素的乳酸菌发酵原料，优选的，所述胡萝卜加水煮沸后打浆，所述水与胡萝卜的质量比为1-5:1。

在一个具体实施例中，本发明所述的一种富含β-胡萝卜素的乳酸菌发酵原料，胡萝卜原浆的制备：胡萝卜经清洗，去皮，切成0.2mm的薄片，加水煮沸后打浆，冷却至室温，加入0.4g/L的果胶酶进行酶解。

西红柿原浆的制备：西红柿清洗干净，用90℃以上热水热烫2-3min，剥去外皮切成小块打浆，加入0.2g/L的果胶酶，室温酶解。

西瓜原浆的制备：西瓜清洗干净、去皮后切成小块打浆，加入0.1g/L的果胶酶酶解。

在一个具体实施例中，本发明所述的一种富含β-胡萝卜素的乳酸菌发酵原料，所述发酵原料由胡萝卜原浆、西红柿原浆和西瓜原浆按照体积比例2-5：2-3：4-5复配。

优选的，所述胡萝卜原浆、西红柿原浆和西瓜原浆按照体积比例4：3：4复配。

富含β-胡萝卜素的乳酸菌发酵功能性果蔬饮料，以所述的发酵原料为液体培养基，接入乳酸菌发酵制得。

富含β-胡萝卜素的乳酸菌发酵功能性果蔬饮料的制备方法，包括如下进行的步骤：

(1)取胡萝卜原浆、西红柿原浆和西瓜原浆复配，得发酵原料；

(2)将步骤(1)所得发酵原料灭菌，接入乳酸菌发酵，至pH值降为2.2-2.4时终止发酵，得发酵物，所得发酵物过滤，滤液加入调味剂和稳定剂调配，灌装， 灭菌，即得；优选的，将滤液立即加热至80℃，在80℃条件下快速灌装到避光容器中、封口、灭菌，灭菌条件为90-100℃保持10-40min。

优选的，所述的制备方法，所述步骤(2)中，接入发酵的乳酸菌为植物乳杆菌、鼠李糖乳杆菌和嗜热乳杆菌按质量比(1-4):(1-4):(1-4)混合的菌株。

在一个具体实施例中，所述过滤采用微孔滤膜进行过滤，所述微孔滤膜的孔径为0.6-1.0μm。

在一个具体实施例中，所述发酵原料灭菌采用加热灭菌的方法，加热至90-100℃杀菌10-40min。

进一步，所述的制备方法，所述步骤(2)中，所述乳酸菌的接种种龄为16-24h。

进一步，所述的制备方法，所述步骤(2)中，所述乳酸菌为乳酸菌种子液，所述乳酸菌种子液是将乳酸菌接入pH为5.2-6.0的MRS液体培养基中，培养16-24h制得。

进一步，所述的制备方法，所述乳酸菌种子液的接入量为发酵原料质量的1-10％。

进一步，所述的制备方法，所述步骤(2)中，所述发酵温度为35-40℃，一般发酵5-15h，当pH值降为2.2-2.4时终止发酵过程，得到混合果蔬发酵液。

进一步，所述的制备方法，所述步骤(2)中，所述稳定剂由黄原胶、CMC-Na和PGA三种成分组成，所述黄原胶添加量为0.05-0.15％，所述CMC-Na添加量为0.05-0.15％，所述PGA添加量为0.05-0.15％。

本发明的有益效果：

(1)本发明的一种富含β-胡萝卜素的乳酸菌发酵原料，该发酵原料由多种果蔬原浆复配，相比单一原料营养更全面合理；(2)以富含β-胡萝卜素的乳酸菌发酵原料为液体培养基，接入乳酸菌发酵制得富含β-胡萝卜素的乳酸菌发酵功能性果蔬饮料，通过益生菌乳酸菌的发酵，不仅能最大限度的萃取果蔬中的营养成分，得到多种果蔬的不同营养，而且还能得到更多果蔬本身所不具有的有益成分，长期 服用无任何副作用；(3)本发明复配的发酵原料经乳酸菌发酵，无酒精，无沉淀，酸甜可口；(4)本发明的制备富含β-胡萝卜素的乳酸菌发酵功能性果蔬饮料的方法，操作简单，适于工业化生产。

附图说明

图1为富含β-胡萝卜素的乳酸菌发酵功能性果蔬饮料的制备工艺流程图。

具体实施方式

所举实施例是为了更好地对本发明的内容进行说明，但并不是本发明的内容仅限于所举实施例。所以熟悉本领域的技术人员根据上述发明内容对实施方案进行非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

以下实施例按照图1所示的制备工艺流程图进行制备，优选实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照本领域常规技术进行操作，或按照制造厂商所建议的条件进行。本发明所用的试验材料，如无特殊说明，均为市售购买产品。

实施例1果蔬原浆的制备

胡萝卜原浆：将胡萝卜原料清洗干净，去皮，切成0.2mm的薄片，加入胡萝卜等质量的水，煮沸后打浆，冷却至室温，加入0.4g/L的果胶酶进行酶解，得胡萝卜原浆。

西红柿原浆：将西红柿清洗干净，用90℃以上热水热烫3min，剥去外皮切成小块打浆，冷却至室温，加入0.2g/L的果胶酶进行酶解，得西红柿原浆。

西瓜原浆：将西瓜清洗干净，去皮后切成小块打浆，加入0.1g/L的果胶酶进行酶解，得西瓜原浆。

实施例2发酵乳酸菌的选择

选取实施例1制备的胡萝卜原浆、西红柿原浆、西瓜原浆按体积比4:3:4混合，作为发酵原料，备用。按照5％的接种量接入乳酸菌发酵，所述乳酸菌按照表1所 示的比例加入，在37℃恒温培养箱内精制发酵，以发酵果蔬饮料的综合感官评分为指标(按照表2的评价指标进行)，所得到的结果如表1所示。

表1不同组合乳酸菌发酵结果

实施例3乳酸菌发酵功能性果蔬饮料的制备

(1)感官评定标准 

对发酵的果蔬饮料进行感官分析，采用评分的方法，分别对色泽、香味、滋味、澄清度和整体感进行打分，具体评分表格见表2。最终的评分为各项之和，感官评分由课题组的10位有品尝经验的研究生作为品评员。

表2发酵果蔬饮料感官评价指标

(2)菌种活化

将乳酸菌接入由蛋白胨1％，牛肉膏1％，酵母膏0.5％，葡萄糖2％，柠檬酸 铵0.2％，乙酸钠0.5％，磷酸氢二钾0.5％，硫酸锰0.02％，硫酸镁0.05％，吐温-800.1％配制而成的MRS培养基(pH为6.0±0.2)中，培养24h后，作为种子液备用。

(3)正交实验

结合单因素实验结果，选取果蔬比例(胡萝卜：番茄：西瓜)、接种量(植物乳杆菌：鼠李糖乳杆菌：嗜热乳杆菌＝1:1:1的混合菌株)、发酵时间作为参考因素，在37℃恒温培养箱内精制发酵，以发酵果蔬饮料的综合感官评分为指标，设计3因素3水平正交表，通过正交试验确定优化的发酵工艺，具体操作及结果见表4。

发酵工艺正交试验因素水平见表3，结果见表4。对其进行直观分析，由极差大小可知，影响果蔬乳酸发酵的各因素顺序为：果蔬比例、发酵时间、接种量。发酵最优工艺组合是：A2B1C2。最佳工艺为果蔬比为4:3:4，接种量是5％，发酵时间8h。

表3黄色饮料发酵工艺正交试验各因素水平表

表4黄色饮料发酵工艺正交试验结果与分析

实施例4乳酸菌发酵功能性果蔬饮料的制备

按照最佳工艺进行混合果蔬发酵，经澄清后进行稀释并用蔗糖和柠檬酸对其调味，以调配后进行感官评分，确定最佳比例。具体实验操作及结果见表5、表6。表5为黄色饮料调配工艺因素水平表，由表6可以看出，最佳工艺为A2B3C1，即稀释1倍，蔗糖添加量为12％，柠檬酸添加量为0。

表5黄色饮料调配工艺因素水平表

表6黄色饮料调控工艺正交试验结果与分析

实施例5乳酸菌发酵功能性果蔬饮料的制备

(1)沉淀率的测定 

准确称取样品于离心管中，然后5000r/min下离心20min，去除上清液，准确称取沉淀质量，计算沉淀率，作为稳定性评价指标，沉淀率(％)＝(沉淀质量/样液质量)×100。

(2)正交实验确定最佳稳定剂

复合果蔬饮料经调配后加入稳定剂，稳定剂种类及具体操作及结果如表7、表8所示。由正交试验可以看出，各因素对果蔬饮料发酵稳定性的影响分别是：CMC-Na>黄原胶>PGA，最优组方为：A1B1C1，即黄原胶添加量0.05％，CMC-Na添加量：0.05％，PGA添加量：0.05％，发酵果汁的沉降率最低。

表7黄色饮料稳定工艺水平表

表8黄色饮料稳定工艺正交试验结果与分析

实施例6乳酸菌发酵功能性果蔬饮料的制备

不同的杀菌温度和杀菌时间对饮料的口感有直接影响，高温长时间杀菌能显著增加饮料中的不良口味，影响口感和颜色。恰当的杀菌时间和温度就显得尤为重要，通过实验可以发现，85℃杀菌25min，既能达到杀菌要求又能获得最佳的口感，因此，确定最佳杀菌条件为85℃，25min。

表9杀菌工艺结果与分析

实施例7乳酸菌发酵功能性果蔬饮料的制备

通过最佳发酵工艺、调配工艺、稳定工艺及杀菌工艺制得的饮料达到的指标为：发酵饮料色泽均匀，呈浅黄色；酸甜适口，口感清爽，有胡萝卜和西瓜的香气，酸甜可口，无异味；澄清透明，无悬浮物，可溶性固形物≤10％。细菌总数(个/mL)≤100；乳酸菌数(个/mL)＝0；大肠杆菌(个/L)≤3；致病菌未检出。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照 较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种富含β-胡萝卜素的乳酸菌发酵原料，其特征在于，所述发酵原料由胡萝卜原浆、西红柿原浆和西瓜原浆复配；所述胡萝卜原浆是将胡萝卜去皮，加水煮沸后打浆，果胶酶处理后制得；所述西红柿原浆是将西红柿去皮打浆，果胶酶处理后制得；所述西瓜原浆是将西瓜去皮，果胶酶处理后制得。

2.根据权利要求1所述的一种富含β-胡萝卜素的乳酸菌发酵原料，其特征在于，所述胡萝卜加水煮沸后打浆，水与胡萝卜的质量比为1-5:1。

3.根据权利要求2所述的一种富含β-胡萝卜素的乳酸菌发酵原料，其特征在于，所述发酵原料由胡萝卜原浆、西红柿原浆和西瓜原浆按照体积比例2-5：2-3：4-5复配。

4.富含β-胡萝卜素的乳酸菌发酵功能性果蔬饮料，其特征在于，以权利要求1-3任一项所述的发酵原料为液体培养基，接入乳酸菌发酵制得。

5.权利要求4所述的富含β-胡萝卜素的乳酸菌发酵功能性果蔬饮料的制备方法，其特征在于，包括如下进行的步骤：

(1)取胡萝卜原浆、西红柿原浆和西瓜原浆复配，得发酵原料；

(2)将步骤(1)所得发酵原料灭菌，接入乳酸菌发酵，至pH值降为2.2-2.4时终止发酵，得发酵物，所得发酵物过滤，滤液加入调味剂和稳定剂调配，灌装，灭菌后即得。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，接入发酵的乳酸菌为植物乳杆菌、鼠李糖乳杆菌和嗜热乳杆菌按质量比(1-4):(1-4):(1-4)混合的菌株。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述乳酸菌为经活化的乳酸菌种子液，所述活化是将乳酸菌接入pH为5.2-6.0的MRS液体培养基中培养活化制得。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述乳酸菌种子液的接入量为发酵原料质量的1-10％。

9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述发酵温度为35-40℃，发酵5-15h。

10.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述稳定剂由黄原胶、CMC-Na和PGA三种成分组成，所述黄原胶添加量为0.05-0.15％，所述CMC-Na添加量为0.05-0.15％，所述PGA添加量为0.05-0.15％。