CN104770816A - 一种西瓜汁益生菌发酵饮料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种西瓜汁益生菌发酵饮料及其制备方法，以西瓜为原料，科学复配益生因子，不添加任何香精、色素，全程主要采用超声波清洗、高压脉冲电场处理、生物酶解、真空脱气等低温加工技术，代替了现有的通过热力灭菌、钝酶技术，最大限度地保持了天然西瓜汁的色泽、风味和口感，增强了西瓜汁的非生物稳定性和生物稳定性，减少了化学添加剂的引入，提高了西瓜汁的榨汁率和食品安全性，其益生菌活菌含量为7x10¹¹-8x10¹¹cfu/ml。对环境友好，还可加工成口感天然、营养保健、饮用方便、保质期更长的益生菌固体饮料和定量包装饮料，为西瓜的深加工和产业化发展开辟了一条新的途径，可实现较好的经济效益和社会效益。

Description

一种西瓜汁益生菌发酵饮料及其制备方法

技术领域

本发明涉及西瓜汁发酵饮料，特别涉及一种西瓜汁益生菌发酵饮料及其制备方法。

背景技术

西瓜，属于葫芦科植物，有天生白虎汤、寒瓜、夏瓜、水瓜等多种称呼。其形状、皮色亦有：椭圆或圆形，绿、浓绿、白或绿色夹蛇纹等多种。其瓜瓤呈淡红、浓红、白或黄色，且甘甜多汁。西瓜的营养很丰富，营养价值极高：除了不含有脂肪和胆固醇外，富含葡萄糖、苹果酸、果糖、蛋白氨基酸、番茄素及维生素A、B1、B2、C等物质。有清热解暑、利小便、降血压的功效，对肾炎尿少、高血压、暑热时口渴多汗等均有一定的辅助疗效。西瓜是一种富有营养、纯净、食用安全的水果。其味甜多汁，清爽解渴，是盛夏佳果，堪称“瓜中之王”。其营养价值特别丰富：1)祖医学认为，西瓜性寒，味甘，归心、胃、膀胱经，有生津止渴，除烦解暑，清肺利便，助消化，促代谢的功效，是一种滋身补体的水果。适宜于高血压、肝炎、肾炎、黄疽、胆囊炎、水肿浮肿以及中暑发热，汗多口渴之人食用。2)现代医学研究表明，西瓜中含有的糖、盐、酸等物质，有治疗肾炎和降血压的作用。这是因为有适量的糖能利尿；有适量的钾盐能消除肾脏的炎症；其中的酶能把不溶性蛋白质转化为可溶性蛋白质，以增加肾炎病人的营养；瓜中的配糖体则有降低血压的作用。3)美容养颜：天然水润防晒霜，西瓜的含水量在水果中是首屈一指的，所以特别适合夏季补充人体水分的损失；打造美腿的秘密武器，吃西瓜后排尿量会增加，能使盐分排出体外，减轻浮肿，特别是腿部浮肿；清新化妆水，新鲜的西瓜汁和鲜嫩的瓜皮，能增加皮肤弹性，减少皱纹，增添光泽；美发功效，常吃西瓜还可以使头发秀美稠密，因烫发而发质干枯的人，不妨多吃一些。

益生菌(Probiotics)，又称益生素、促生素、生菌素、活菌素等，即是指某种微生物制剂或发酵制品，通过调节宿主黏膜与系统免疫功能以及改善肠道营养与菌群平衡，对宿主产生有益的生理作用，通过定植作用改变宿主某一部位菌群的组成，从而产生有利于宿主健康作用的单一或组成明确的混合微生物。迄今为止，科学家已发现的益生菌大体上可分成三大类，其中包括：①乳杆菌类(如嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌、保加利亚乳杆菌、胚牙乳杆菌等)；②双歧杆菌类(如长双歧杆菌、青春双歧杆菌、短双歧杆菌、婴儿双歧杆菌等)；③革兰氏阳性球菌(如粪链球菌、乳球菌、中介链球菌等)。益生菌作为一个新领域，近年来，益生菌的特殊生理活性在食品中应用广泛，除应用于发酵乳制品外，也正逐步被应用于开发各种功能性食品。目前，益生菌主要用于食品、功能性食品、膳食补充剂、药用生物制品及饲料等领域。把含有益生菌的食品统称为益生菌食品，主要包括直接添加益生菌的食品和经益生菌发酵的食品。益生菌在食品领域中最普遍的应用仍是乳制品领域，包括发酵乳、活性乳酸菌饮料、干酪、酸奶油、酸乳酒，果汁、谷类食品、饼干等。用的益生菌菌种有双歧杆菌(Bifidobateria)、乳酸杆菌和一些链球菌，其中，乳酸杆菌常用的有嗜酸乳杆菌(Lactobicullus acidophilus)、干酪乳杆菌(L.casei)、保加利亚乳杆菌(L.bulgaricus)等。

乳酸菌是最重要的益生菌，包括双歧杆菌、乳杆菌和芽孢杆菌，卫生部办公厅关于印发《可用于食品的菌种名单》的通知中(2010年4月22日颁布)用于食品的菌种有21种，全部为乳酸菌，其实乳酸菌才是改善动物肠道中的主角菌和主力军，且用量多多越善，而芽孢杆菌和酵母菌用多了有副作用，如拉稀等，只有乳酸菌才是原籍菌，只有乳酸菌才能定植于肠黏膜，只有乳酸菌才能定植并形成乳酸菌屏障抵御抗原侵害肠黏膜系统，只有乳酸菌产乳酸才能酸化肠道，也只有乳酸菌才能在厌氧环境中占主要优势地位，并在平衡肠道微生态平衡中起主要作用，其他如酵母和芽孢杆菌多为指示菌和辅助菌。

乳酸菌在发酵过程中，除产生乳酸外，还产生多种有机酸、少量的醇类物质及各种氨基酸等成分，赋予食品柔和的酸味和香气，且能提高食品的保存性能。如果长期摄食含乳酸菌的食品，能抑制人体消化道内腐败细菌(主要是革兰氏阴性菌)的繁殖，且有清肠助消化、增食欲的功效，对治疗便秘和慢性胃肠道炎也有良好作用，它还可以降低胆固醇和改善肝脏功能。由此可见，经乳酸菌发酵的食品对人体大有裨益。所以，采用养疗佳品西瓜的汁进行乳酸发酵，不仅可以添加西瓜加工的品种，而且在营养价值和保健方面也大有提升。

但是，西瓜汁是一种热敏性原料，非常不稳定，特别是含有大量的番茄红素(3-5mg/100g鲜重)，比番茄中的含量还要高，番茄红素是天然抗氧化剂，具有很强的抗氧化活性,能有效降低癌症、心血管病等疾病的发病率,是目前功能食品、药品研究中的一个热点。但番茄红素稳定性差,在原料贮藏、加工和成品存储过程很容易受热、光、氧气、酸碱性、添加剂等环境因素的影响而发生降解和异构化。经乳酸菌发酵以后很难保持原西瓜汁的天然色泽、风味和口感，也不能通过后修饰技术进行补偿，这是西瓜汁及西瓜汁饮料经多年发展而停滞不前的根本原因，至今仍是本领域技术人员的一大困惑和技术瓶颈。申请号为201310230517.5的中国专利公开了一种发酵西瓜汁饮料，以成熟的新鲜西瓜为原料，经清洗、去皮、粉碎、过滤得到原浆西瓜汁，然后灭菌加入乳酸菌进行发酵，经离心、调配得到发酵西瓜汁。该发明专利公开的制备方法简单、均为常规果汁榨汁、乳酸菌发酵技术，并未具体公开某种特殊的的技术方案以解决西瓜汁加工过程色泽、风味、口感显著变化及番茄红素、VC等营养物质损失严重的问题，并且发酵周期较长为20-25天，成本高。蔡健发表的论文“西瓜汁的乳酸发酵”(《四川食品工业科技》1992年第2期27-28页)公开了一种以西瓜为原料，经挑选、去皮、去籽、破碎、打浆、均质、加热灭菌、冷却、接种乳酸菌种子液、培养发酵而制得的西瓜汁乳酸发酵液。但其乳酸菌发酵剂菌种较单一，只有保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌，风味不足，而且采用了加热灭菌，仍然存在热敏性营养物质损失严重的缺陷，论文中也公开了可以省去此工艺但存在发酵污染杂菌的风险。同样不能解决西瓜汁加工过程色泽、风味、口感显著变化及番茄红素、VC等营养物质损失严重的问题。申请号为201410644860.9的中国专利公开了一种蔬果酸奶，将西瓜汁和鲜奶与果蔬汁混合进行乳酸菌发酵制得；申请号为201210140756.7的中国专利公开了一种西瓜和紫米复合保健型酸奶的制备方法，其特征是由西瓜汁、紫米浆纯奶、木糖醇、发酵剂、稳定剂、菌种配制而成，其配方按重量百分比为：西瓜汁25-35％、紫米浆8-12％、纯奶38-45％、木糖醇8-12％、发酵剂3-8％、稳定剂1-3％、菌种2-4％；申请号为201310163846.2一种降血脂果汁，由以下重量份的组份制成：西瓜20-30份、苹果20-30份、山楂5-15份、百合5-15份、白茯苓5-15份和蜂蜜1-10份，还包括益生菌10⁶-10⁹cfu/ml。上述公开的专利均含有西瓜汁并进行了乳酸菌或益生菌发酵，但仍然未公开解决西瓜汁加工和发酵过程质量问题的技术方案，同时未公开具体的益生菌或乳酸菌且菌种单一、原料复杂，不能获得色泽、风味和口感较好的西瓜汁乳酸菌发酵饮料。

综上，以西瓜为原料，以益生菌中的乳酸菌为发酵菌剂，通过乳酸发酵制备一种色泽、风味和口感稳定、营养丰富、保健功效显著的西瓜汁乳酸菌发酵饮料仍是本领域技术人员的长期追求。

发明内容

本发明所解决的技术问题克服现有制备纯西瓜汁益生菌(乳酸菌)发酵饮料的缺陷，以多菌种复合益生菌粉剂为发酵剂，以西瓜为主要原料，采用高压脉冲电场技术代替现有的热力杀菌、热力钝酶工艺制备西瓜汁，最大限度地保留了其中的热敏性营养物质的含量，还可杀灭杂菌、钝酶防褐变和提高榨汁率；将胶磨和生物酶解工艺紧密结合，增加了西瓜汁色素的进一步溶出和溶解，不仅增强了西瓜汁的色素稳定性，还可将西瓜汁中的粗纤维、蛋白质等大分子物质转化为小分子营养物质，便于益生菌发酵；对胶磨后的西瓜汁和灭酶后的西瓜汁酶解液进行真空脱气处理可有效降低溶解氧含量，以促进乳酸菌的无氧发酵，更重要的是可提高制汁和发酵过程色素的稳定性；在灭酶后的西瓜汁酶解液中添加改性膳食纤维、益生因子等益生菌营养物质，可获得发酵西瓜汁中益生菌的最大增殖；在发酵后期添加经微波干燥后的西瓜粉可弥补因发酵而造成的色素退减的缺陷，并且在后期储存过程非常稳定；经发酵获得的高含量益生菌发酵液色泽、风味、口感及色素与新鲜西瓜汁非常接近，无显著差异，品质天然、稳定，可经常规方法制备为生物活性较强的益生菌发酵饮料或经冷冻干燥制备为高生物活性固体饮料，也可经杀菌后制备为定量包装饮料。

本发明首要目的是提供一种西瓜汁益生菌发酵饮料的制备方法，包括如下步骤：

1)清洗：检验后的西瓜清洗、沥干、去皮、取瓤；

2)破碎、榨汁：将瓜瓤放入破碎机中破碎，破碎率达98％以上，西瓜子完整率达100％，经破碎后的西瓜酱于室温下进行高压脉冲电场处理5-10min，然后榨汁得初汁；

3)胶磨、脱气：将初汁放入胶体磨中，调节定子和转子之间的间隙，使出口西瓜汁粒径达到100-200μm，然后于室温下高压脉冲电场处理3-5min，真空脱气得西瓜原汁；

4)酶解：向西瓜原汁中加入纤维素酶和蛋白酶，使其含量分别为70-90ppm和90-110ppm，于45-55℃酶解1.5-2.5h，得西瓜汁酶解液；

5)灭酶、脱气：将西瓜汁酶解液升温至90-100℃保温3-5min,立即降温至70-80℃，边搅拌边加入酶解液质量0.1-0.3％的益生因子，充分溶解后，立即降温至室温，真空脱气得脱气西瓜汁酶解液；

6)发酵：将脱气西瓜汁酶解液升温至36-40℃，保温，加入其质量5-10％的益生菌活化种子液，发酵16-18h,发酵结束前3-6h添加此时发酵液质量0.5-1％的西瓜粉，当pH值降至3.7-3.9时降温至0-4℃终止发酵，加入最终发酵液质量0.05-0.15％的益生因子，均匀混合，充分溶解，依次经40目、80目双联过滤器过滤，即得西瓜汁益生菌发酵饮料；

进一步地，步骤1)中所述西瓜瓜瓤为淡红色、浓红色、白色或黄色；

优选地，所述西瓜为浓红色瓜瓤西瓜；

更优选地，所述西瓜为宁夏中卫市主产的硒砂瓜。

进一步地，步骤1)中所述清洗采用超声清洗：将西瓜放入盛有0.3-0.5％碳酸氢钠溶液的超声波清洗机中，于室温下200-400W、35-45KHz清洗5-10min。

进一步地，步骤2)中所述高压脉冲电场处理参数为：电场强度35-45kV/cm、脉冲时间800-1000μs、脉冲频率200-300Hz。

进一步地，步骤3)中所述高压脉冲电场处理参数为：电场强度20-30kV/cm，脉冲时间400-600μs,脉冲频率200-300Hz。

进一步地，步骤5)、6)中所述益生因子重量组分为：改性膳食纤维30-40份，低聚异麦芽糖30-40份，低聚半乳糖30-40份，低聚果糖20-30份，低聚木糖20-30份，水苏糖10-15份，大豆低聚糖10-15份，棉子糖10-15份，低聚麦芽糖8-12份；

优选地，所述改性膳食纤维的制备方法，包括以下步骤：将菊粉、苹果纤维、燕麦纤维、小麦纤维按质量比5-7:2-4:2-4:1-3均匀混合，加入其质量3-7倍的水，室温200-300W、35-40KHz条件超声提取10-15min,然后在电场强度20-40kV/cm，脉冲时间400-500μs,脉冲频率200-300Hz条件下进行高压脉冲电场提取；用乳酸调节pH值为4.5-6.5，加入混合物质量0.1-0.3％的混合酶，于45-55℃酶解20-48min；酶解液减压浓缩、冷冻干燥、低温粉碎至粒径为0.1-0.3mm即得改性膳食纤维；

所述混合酶为木聚糖酶、纤维素酶、漆酶、果胶酶、单宁酶按质量比3-5:3-5:2-4:1-3:1-2均匀混合。

进一步地，步骤6)中所述益生菌活化种子液的制备方法为：按重量份计，取脱气西瓜汁酶解液60-80份，蜂蜜10-15份，均匀混合，升温至35-40℃，边搅拌边溶解10-15min，保温，加入5-10份的益生菌粉剂，活化30-50min即得益生菌活化种子液，其益生菌活菌含量为5x10¹⁰-7x10¹⁰cfu/ml；

所述益生菌粉剂益生菌活菌含量为：3x10¹²-5x10¹²cfu/g；

所述益生菌粉剂包括以下益生菌粉剂中的任意一种或多种：例如：植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)、两岐双岐杆菌(Bifidobacterium bifidum)、婴儿双岐杆菌(B.infantis)、长双岐杆菌(B.longum)、短双岐杆菌(B.breve)、青春双岐杆菌(B.adolescentis)、乳双歧杆菌(Bifidobacterium lactis)、保加利亚乳杆菌(Lactobacillus.Bulgaricus)、嗜酸乳杆菌(L.acidophilus)、干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)、鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)、嗜热链球菌(Streptococcus thermophilus)；

优选地，所述益生菌粉剂由以下重量份数的粉剂均匀混合而成：植物乳杆菌25-35份，两岐双岐杆菌25-35份，乳双歧杆菌15-25份，嗜热链球菌15-25份，长双歧杆菌15-20份，婴儿双岐杆菌15-20份，青春双岐杆菌13-18份，保加利亚乳杆菌12-15份，嗜酸乳杆菌10-15份，干酪乳杆菌8-10份，鼠李糖乳杆菌5-8份；

更优选地，所述植物乳杆菌粉剂是以中国专利CN 101974467中所公开的植物乳杆菌(Lactobacillusplantarum)QZ-5为出发菌按常规方法制备的，其在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心的保藏编号为CGMCC No.4200。该菌种可以产生对多种病原菌和腐败菌具有抑制作用的细菌素，并且该细菌素具有很好的热稳定性和酸稳定性，并且对蛋白酶的敏感，抑菌谱广等优点。

进一步地，步骤6)中所述西瓜粉由经破碎后的西瓜酱经微波干燥而制得；

优选地，所述西瓜粉的制备方法为：取一定量经破碎后的西瓜酱，平铺于非金属盘内，料层厚度3-5mm,置微波干燥机中于50-60℃、800-1500W微波辐照8-12min,其中微波辐照10s,间隔20s,直至水分含量降至6-8％，然后超微粉碎、密封包装即得西瓜粉。

进一步地，步骤6)制得的西瓜汁益生菌发酵饮料益生菌活菌含量为7x10¹¹-8x10¹¹cfu/ml。

进一步地，步骤6)制得的西瓜汁益生菌发酵饮料按常规方法制备为片剂、颗粒剂、粉剂或胶囊剂固体饮料。

进一步地，步骤6)制得西瓜汁益生菌发酵饮料经调配、均质、脱气、灌装、杀菌制得定量包装饮料。

本发明另一目的是提供经上述制备方法得到的西瓜汁益生菌发酵饮料、固体饮料和定量包装饮料。

有益效果：

本发明西瓜汁益生菌发酵饮料以多菌种复合益生菌粉剂为发酵剂，以西瓜为主要原料，科学复配益生因子，不添加任何香精、色素进行后修饰，全程主要采用超声波清洗、高压脉冲电场处理、生物酶解、真空脱气等低温加工技术，代替了现有的通过热力灭菌、钝酶技术，最大限度地保持了天然西瓜汁的色泽、风味和口感，增强了西瓜汁的非生物稳定性和生物稳定性，减少了化学添加剂的引入，提高了西瓜汁的榨汁率和食品安全性；特别是在发酵后期添加经微波干燥后的西瓜粉可有效解决因发酵而造成的色素、风味、口感损失的缺陷，并且显著提高了在后期加工、储存过程的稳定性；经发酵获得的高含量益生菌发酵液色泽、风味、口感及色素与新鲜西瓜汁非常接近，无显著差异，品质天然、稳定，其益生性(益生菌和益生元)和生物活性更强、更全面、更有效，其益生菌活菌含量为7x10¹¹-8x10¹¹cfu/ml。所述发西瓜汁益生菌发酵饮料还可加工成口感天然、营养保健、饮用方便、保质期更长的益生菌固体饮料和定量包装饮料，为西瓜的深加工和产业化发展开辟了一条新的途径，有效解决了三农问题，可实现较好的经济效益和社会效益。经试验表明，与现有的热力加工工艺相比1)色度稳定：本发明西瓜汁益生菌发酵饮料各个加工阶段的半成品及最终成品在亮度、红度、总色差和褐变度方面均有显著性差异，特别是红度、色差和褐变度差异性极显著，以最终西瓜汁发酵饮料为例：红度提高39.32％、总色差降低77.93％，褐变度降低42.20％。同时还表明，从原料到成品各个加工过程，红度、黄度、色差和褐变度变化相对较小，差异性不显著，充分显示了整个工艺过程及后期储存过程西瓜汁及益生菌发酵饮料色度的稳定性非常强。2)益生性强：模拟人体胃肠环境及0.8％胆盐耐受试验益生菌存活率分别为98％、99％和99％。3)有效改善肠道环境：西瓜汁益生菌发酵饮料治疗组小鼠体重平均增长率(67.96％)显著高于自然恢复组(32.14％)；饲喂溶液后肠道大肠杆菌数量显著下降，降低82.62％，显著低于自然恢复组(24.78％)，表明本发明西瓜汁益生菌发酵饮料中的益生菌在小白鼠肠道内迅速定植，形成优势菌群，并有效抑制大肠杆菌等病原菌的生长繁殖，并且定植时间长，持续、有效改善了肠道性能。具体技术原理为：

1.经微波干燥得到的西瓜粉其色泽、风味和口感更加稳定，特别是西瓜汁中含有的番茄红素经微波干燥后可实现色素内部分子结构的进一步固化，并且复水性、溶解性更强、更稳定，在发酵后期添加经微波干燥后的西瓜粉可有效解决因发酵而造成的色素、风味、口感损失的缺陷，并且显著提高了在后期加工、储存过程的稳定性，为西瓜汁的产业化加工探索了一条有效途径，解决了西瓜深加工中色素不稳定的问题。

2.多种益生菌粉剂与益生因子科学复配，发酵饮料益生性更强、更全面、更有效，特别是采用了中国专利CN 101974467中所公开的植物乳杆菌CGMCC No.4200为出发菌株制备粉剂，该菌种可以产生对多种病原菌和腐败菌具有抑制作用的细菌素，并且该细菌素具有很好的热稳定性和酸稳定性，并且对蛋白酶的敏感，抑菌谱广，有效延长了西瓜汁发酵饮料的保质期，益生因子中的改性膳食纤维将超声提取、高压脉冲电场提取和生物酶解科学结合，所得改性膳食纤维可溶性纤维素含量高可：1)更容易被益生菌利用，提高了益生菌在人体肠道的生长及繁殖能力，增加了益生菌菌群的种类和数量，降低了人体肠道pH值，改善了人体肠道微生态环境；2)经改性后，纤维素的比表面积增大，网格结构丰富，吸附力增强，螯合、吸附胆固醇和胆汁酸类的有机分子能力更强、有效抑制了人体对他们的吸收；3)离子交换能力增强，对金属元素，特别是重金属元素吸附效果更强，有效防止了人体重金属中毒；4)持水性、膨胀性、增稠性更强且不受酸、碱、盐的影响，增强了饮料的液相稳定性；5)调节和维持肠道菌群的定植时间，增强肠道的消化和吸收能力，提高机体免疫力；6)有效促进胃肠蠕动，减缓并消除胃胀、腹胀等不良反应；7)强大的包埋作用可将饮料中的活性益生菌、色素等营养物质包埋、吸附，防止环境(氧气、温度、光照、水分活度等)因素对产品品质的影响，稳定了饮料的生物活性，延长了饮料的保质期。

3.采用超声清洗，可有效降低加工过程农药残留及重金属离子的引入，提高西瓜汁的食品安全性。

4.经破碎和胶磨后的室温下经高压脉冲电场处理后其品质更加天然，榨汁率高、钝酶效果好、杂菌含量极低，显著优于商品果汁的质量指标。

5.采用二次脱气工艺，有效降低了西瓜汁生产过程中的溶解氧含量，不仅提高了西瓜汁的液相稳定性，还为后续厌氧发酵保障了缺氧环境。

6.将胶磨和生物酶解有机结合，在一定粒度范围内的西瓜汁经科学复配后的复合酶酶解，西瓜汁色素附着性更强、溶出量更大、分散力更强、色素的液相更加稳定。

7.本发明制备方法工艺简单、操作方便，采用非热加工技术，工作效率高，能源消耗少，对环境友好，无污染，减少了食品添加剂和化学助剂的引入，有效提高了食品安全性，提高了产品质量和降低了生产成本，实现了低碳生产目标，可规模化、产业化发展。

具体实施方式

下面通过具体的实施方案叙述本发明。除非特别说明，本发明中所用的技术手段均为本领域技术人员所公知的方法。另外，实施方案应理解为说明性的，而非限制本发明的范围，本发明的实质和范围仅由权利要求书所限定。对于本领域技术人员而言，在不背离本发明实质和范围的前提下，对这些实施方案中的物料成分和用量进行的各种改变或改动也属于本发明的保护范围。

实施例1原料制备

改性膳食纤维的制备

所述改性膳食纤维的制备方法，包括以下步骤：将菊粉、苹果纤维、燕麦纤维、小麦纤维按质量比6:3:3:2均匀混合，加入其质量5倍的水，室温300W、40KHz条件超声提取12min,然后在电场强度30kV/cm，脉冲时间500μs,脉冲频率300Hz条件下进行高压脉冲电场提取；用乳酸调节pH值为5.5，加入混合物质量0.2％的混合酶，于50℃酶解35min；酶解液减压浓缩、冷冻干燥、低温粉碎至粒径为0.2mm即得改性膳食纤维；

所述混合酶为木聚糖酶、纤维素酶、漆酶、果胶酶、单宁酶按质量比4:4:3:2:1.5均匀混合。

以下实施例2-5所采用的改性膳食纤维均为实施例1制备；其它均为市购产品。

实施例2

一种西瓜汁益生菌发酵饮料的制备方法，包括如下步骤：

1)清洗：检验后的硒砂瓜清洗、沥干、去皮、取瓤；

2)破碎、榨汁：将瓜瓤放入破碎机中破碎，破碎率达98％以上，西瓜子完整率达100％，经破碎后的西瓜酱于室温下进行高压脉冲电场处理8min，然后榨汁得初汁；

3)胶磨、脱气：将初汁放入胶体磨中，调节定子和转子之间的间隙，使出口西瓜汁粒径达到150μm，然后于室温下高压脉冲电场处理4min，真空脱气得西瓜原汁；

4)酶解：向西瓜原汁中加入纤维素酶和蛋白酶，使其含量分别为80ppm和100ppm，于50℃酶解2h，得西瓜汁酶解液；

5)灭酶、脱气：将西瓜汁酶解液升温至95℃保温4min,立即降温至75℃，边搅拌边加入酶解液质量0.2％的益生因子，充分溶解后，立即降温至室温，真空脱气得脱气西瓜汁酶解液；

6)发酵：将脱气西瓜汁酶解液升温至37℃，保温，加入其质量8％的益生菌活化种子液，发酵17h,发酵结束前5h添加此时发酵液质量0.8％的西瓜粉，当pH值降至3.8时降温至2℃终止发酵，加入最终发酵液质量0.1％的益生因子，均匀混合，充分溶解，依次经40目、80目双联过滤器过滤，即得西瓜汁益生菌发酵饮料；

步骤1)中所述清洗采用超声清洗：将西瓜放入盛有0.4％碳酸氢钠溶液的超声波清洗机中，于室温下300W、40KHz清洗8min。

步骤2)中所述高压脉冲电场处理参数为：电场强度40kV/cm、脉冲时间900μs、脉冲频率250Hz。

步骤3)中所述高压脉冲电场处理参数为：电场强度25kV/cm，脉冲时间500μs,脉冲频率250Hz。

步骤5)、6)中所述益生因子重量组分为：改性膳食纤维35份，低聚异麦芽糖35份，低聚半乳糖35份，低聚果糖25份，低聚木糖25份，水苏糖12份，大豆低聚糖12份，棉子糖12份，低聚麦芽糖10份；

步骤6)中所述益生菌活化种子液的制备方法为：按重量份计，取脱气西瓜汁酶解液70份，蜂蜜12份，均匀混合，升温至37℃，边搅拌边溶解12min，保温，加入8份的益生菌粉剂，活化40min即得益生菌活化种子液，其益生菌活菌含量为6x10¹⁰cfu/ml；

所述益生菌粉剂益生菌活菌含量为：4x10¹²cfu/g；

所述益生菌粉剂由以下重量份数的粉剂均匀混合而成：植物乳杆菌30份，两岐双岐杆菌30份，乳双歧杆菌20份，嗜热链球菌20份，长双歧杆菌18份，婴儿双岐杆菌18份，青春双岐杆菌15份，保加利亚乳杆菌14份，嗜酸乳杆菌12份，干酪乳杆菌9份，鼠李糖乳杆菌6份；

所述植物乳杆菌粉剂是以植物乳杆菌CGMCC No.4200为出发菌按常规方法制备的。

步骤6)中所述西瓜粉的制备方法为：取一定量经破碎后的西瓜酱，平铺于非金属盘内，料层厚度4mm,置微波干燥机中于55℃、1000W微波辐照10min,其中微波辐照10s,间隔20s,直至水分含量降至7％，然后超微粉碎、密封包装即得西瓜粉。

经上述方法制得的西瓜汁益生菌发酵饮料益生菌活菌含量为8x10¹¹cfu/ml。

实施例3

一种西瓜汁益生菌发酵饮料的制备方法，包括如下步骤：

1)清洗：检验后的浓红色瓜瓤西瓜清洗、沥干、去皮、取瓤；

2)破碎、榨汁：将瓜瓤放入破碎机中破碎，破碎率达98％以上，西瓜子完整率达100％，经破碎后的西瓜酱于室温下进行高压脉冲电场处理5min，然后榨汁得初汁；

3)胶磨、脱气：将初汁放入胶体磨中，调节定子和转子之间的间隙，使出口西瓜汁粒径达到100μm，然后于室温下高压脉冲电场处理3min，真空脱气得西瓜原汁；

4)酶解：向西瓜原汁中加入纤维素酶和蛋白酶，使其含量分别为70ppm和90ppm，于45℃酶解1.5h，得西瓜汁酶解液；

5)灭酶、脱气：将西瓜汁酶解液升温至90℃保温3min,立即降温至70℃，边搅拌边加入酶解液质量0.1％的益生因子，充分溶解后，立即降温至室温，真空脱气得脱气西瓜汁酶解液；

6)发酵：将脱气西瓜汁酶解液升温至36℃，保温，加入其质量5％的益生菌活化种子液，发酵16h,发酵结束前3h添加此时发酵液质量0.5％的西瓜粉，当pH值降至3.7时降温至0℃终止发酵，加入最终发酵液质量0.05％的益生因子，均匀混合，充分溶解，依次经40目、80目双联过滤器过滤，即得西瓜汁益生菌发酵饮料；

步骤1)中所述清洗采用超声清洗：经检验后的西瓜放入盛有0.3％碳酸氢钠溶液的超声波清洗机中，于室温下200W、35KHz清洗5min。

步骤2)中所述高压脉冲电场处理参数为：电场强度35kV/cm、脉冲时间800μs、脉冲频率200Hz。

步骤3)中所述高压脉冲电场处理参数为：电场强度20kV/cm，脉冲时间400μs,脉冲频率200Hz。

步骤5)、6)中所述益生因子重量组分为：改性膳食纤维30份，低聚异麦芽糖30份，低聚半乳糖30份，低聚果糖20份，低聚木糖20份，水苏糖10份，大豆低聚糖10份，棉子糖10份，低聚麦芽糖8份；

步骤6)中所述益生菌活化种子液的制备方法为：按重量份计，取脱气西瓜汁酶解液60份，蜂蜜10份，均匀混合，升温至35℃，边搅拌边溶解10min，保温，加入5份的益生菌粉剂，活化30min即得益生菌活化种子液，其益生菌活菌含量为5x10¹⁰cfu/ml；

所述益生菌粉剂益生菌活菌含量为：3x10¹²cfu/g；

所述益生菌粉剂由以下重量份数的粉剂均匀混合而成：植物乳杆菌25份，两岐双岐杆菌25份，乳双歧杆菌15份，嗜热链球菌15份，长双歧杆菌15份，婴儿双岐杆菌15份，青春双岐杆菌13份，保加利亚乳杆菌12份，嗜酸乳杆菌10份，干酪乳杆菌8份，鼠李糖乳杆菌5份；

所述植物乳杆菌粉剂是以植物乳杆菌CGMCC No.4200为出发菌按常规方法制备的。

步骤6)中所述西瓜粉的制备方法为：取一定量经破碎后的西瓜酱，平铺于非金属盘内，料层厚度3mm,置微波干燥机中于50℃、800W微波辐照8min,其中微波辐照10s,间隔20s,直至水分含量降至6％，然后超微粉碎、密封包装即得西瓜粉。

经上述方法制得的西瓜汁益生菌发酵饮料益生菌活菌含量为7.5x10¹¹cfu/ml。

实施例4

一种西瓜汁益生菌发酵饮料的制备方法，包括如下步骤：

1)清洗：检验后的黄色瓜瓤西瓜清洗、沥干、去皮、取瓤；

2)破碎、榨汁：将瓜瓤放入破碎机中破碎，破碎率达98％以上，西瓜子完整率达100％，经破碎后的西瓜酱于室温下进行高压脉冲电场处理10min，然后榨汁得初汁；

3)胶磨、脱气：将初汁放入胶体磨中，调节定子和转子之间的间隙，使出口西瓜汁粒径达到200μm，然后于室温下高压脉冲电场处理5min，真空脱气得西瓜原汁；

4)酶解：向西瓜原汁中加入纤维素酶和蛋白酶，使其含量分别为90ppm和110ppm，于55℃酶解2.5h，得西瓜汁酶解液；

5)灭酶、脱气：将西瓜汁酶解液升温至100℃保温5min,立即降温至80℃，边搅拌边加入酶解液质量0.3％的益生因子，充分溶解后，立即降温至室温，真空脱气得脱气西瓜汁酶解液；

6)发酵：将脱气西瓜汁酶解液升温至40℃，保温，加入其质量10％的益生菌活化种子液，发酵18h,发酵结束前6h添加此时发酵液质量1％的西瓜粉，当pH值降至3.9时降温至4℃终止发酵，加入最终发酵液质量0.15％的益生因子，均匀混合，充分溶解，依次经40目、80目双联过滤器过滤，即得西瓜汁益生菌发酵饮料；

步骤1)中所述清洗采用超声清洗：经检验后的西瓜放入盛有0.5％碳酸氢钠溶液的超声波清洗机中，于室温下400W、45KHz清洗10min。

步骤2)中所述高压脉冲电场处理参数为：电场强度45kV/cm、脉冲时间1000μs、脉冲频率300Hz。

步骤3)中所述高压脉冲电场处理参数为：电场强度30kV/cm，脉冲时间600μs,脉冲频率300Hz。

步骤5)、6)中所述益生因子重量组分为：改性膳食纤维40份，低聚异麦芽糖40份，低聚半乳糖40份，低聚果糖30份，低聚木糖30份，水苏糖15份，大豆低聚糖15份，棉子糖15份，低聚麦芽糖12份；

步骤6)中所述益生菌活化种子液的制备方法为：按重量份计，取脱气西瓜汁酶解液80份，蜂蜜15份，均匀混合，升温至40℃，边搅拌边溶解15min，保温，加入10份的益生菌粉剂，活化50min即得益生菌活化种子液，其益生菌活菌含量为7x10¹⁰cfu/ml；

所述益生菌粉剂益生菌活菌含量为：5x10¹²cfu/g；

所述益生菌粉剂由以下重量份数的粉剂均匀混合而成：植物乳杆菌35份，两岐双岐杆菌35份，乳双歧杆菌25份，嗜热链球菌25份，长双歧杆菌20份，婴儿双岐杆菌20份，青春双岐杆菌18份，保加利亚乳杆菌15份，嗜酸乳杆菌15份，干酪乳杆菌10份，鼠李糖乳杆菌8份。

步骤6)中所述西瓜粉的制备方法为：取一定量经破碎后的西瓜酱，平铺于非金属盘内，料层厚度5mm,置微波干燥机中于60℃、1500W微波辐照12min,其中微波辐照10s,间隔20s,直至水分含量降至8％，然后超微粉碎、密封包装即得西瓜粉。

经上述方法制得的西瓜汁益生菌发酵饮料益生菌活菌含量为7x10¹¹cfu/ml。

实施例5

一种西瓜汁两岐双岐杆菌发酵饮料片剂的制备方法，包括如下步骤：

1)清洗：检验后的硒砂瓜清洗、沥干、去皮、取瓤；

2)破碎、榨汁：将瓜瓤放入破碎机中破碎，破碎率达98％以上，西瓜子完整率达100％，经破碎后的西瓜酱于室温下进行高压脉冲电场处理8min，然后榨汁得初汁；

3)胶磨、脱气：将初汁放入胶体磨中，调节定子和转子之间的间隙，使出口西瓜汁粒径达到150μm，然后于室温下高压脉冲电场处理4min，真空脱气得西瓜原汁；

4)酶解：向西瓜原汁中加入纤维素酶和蛋白酶，使其含量分别为80ppm和100ppm，于50℃酶解2h，得西瓜汁酶解液；

5)灭酶、脱气：将西瓜汁酶解液升温至95℃保温4min,立即降温至75℃，边搅拌边加入酶解液质量0.2％的益生因子，充分溶解后，立即降温至室温，真空脱气得脱气西瓜汁酶解液；

6)发酵：将脱气西瓜汁酶解液升温至37℃，保温，加入其质量8％的两岐双岐杆菌活化种子液，发酵17h,发酵结束前5h添加此时发酵液质量0.8％的西瓜粉，当pH值降至3.8时降温至2℃终止发酵，加入最终发酵液质量0.1％的益生因子，均匀混合，充分溶解，依次经40目、80目双联过滤器过滤，即得西瓜汁益生菌发酵饮料，然后经减压浓缩至固形物含量30％以上，真空冷冻干燥、干法造粒，收集15-50目的颗粒，加入硬脂酸镁混合后得到可直接压片的原料，投入压片机压片，调节压力为30kn，得西瓜汁两岐双岐杆菌发酵饮料片剂。

步骤1)中所述清洗采用超声清洗：将硒砂瓜放入盛有0.4％碳酸氢钠溶液的超声波清洗机中，于室温下200W、40KHz清洗5min。

步骤2)中所述高压脉冲电场处理参数为：电场强度45kV/cm、脉冲时间1000μs、脉冲频率200Hz。

步骤3)中所述高压脉冲电场处理参数为：电场强度20kV/cm，脉冲时间600μs,脉冲频率200Hz。

步骤5)、6)中所述益生因子重量组分为：改性膳食纤维30份，低聚异麦芽糖40份，低聚半乳糖30份，低聚果糖30份，低聚木糖20份，水苏糖15份，大豆低聚糖10份，棉子糖15份，低聚麦芽糖8份；

步骤6)中所述两岐双岐杆菌活化种子液的制备方法为：按重量份计，取脱气西瓜汁酶解液70份，蜂蜜12份，均匀混合，升温至37℃，边搅拌边溶解12min，保温，加入8份的两岐双岐杆菌粉剂，活化40min即得两岐双岐杆菌活化种子液，其两岐双岐杆菌活菌含量为6x10¹⁰cfu/ml；

所述两岐双岐杆菌粉剂活菌含量为：4x10¹²cfu/g；

步骤6)中所述西瓜粉的制备方法为：取一定量经破碎后的西瓜酱，平铺于非金属盘内，料层厚度4mm,置微波干燥机中于55℃、1000W微波辐照10min,其中微波辐照10s,间隔20s,直至水分含量降至7％，然后超微粉碎、密封包装即得西瓜粉。

经上述方法制得的西瓜汁两岐双岐杆菌发酵饮料片剂中两岐双岐杆菌活菌含量为8x10¹²cfu/g。

实施例6

一种瓶装西瓜汁益生菌发酵饮料的制备方法，包括如下步骤：

1)清洗：检验后的硒砂瓜清洗、沥干、去皮、取瓤；

2)破碎、榨汁：将瓜瓤放入破碎机中破碎，破碎率达98％以上，西瓜子完整率达100％，经破碎后的西瓜酱于室温下进行高压脉冲电场处理8min，然后榨汁得初汁；

3)胶磨、脱气：将初汁放入胶体磨中，调节定子和转子之间的间隙，使出口西瓜汁粒径达到150μm，然后于室温下高压脉冲电场处理4min，真空脱气得西瓜原汁；

4)酶解：向西瓜原汁中加入纤维素酶和蛋白酶，使其含量分别为80ppm和100ppm，于50℃酶解2h，得西瓜汁酶解液；

5)灭酶、脱气：将西瓜汁酶解液升温至95℃保温4min,立即降温至75℃，边搅拌边加入酶解液质量0.2％的益生因子，充分溶解后，立即降温至室温，真空脱气得脱气西瓜汁酶解液；

6)发酵：将脱气西瓜汁酶解液升温至37℃，保温，加入其质量8％的益生菌活化种子液，发酵17h,发酵结束前5h添加此时发酵液质量0.8％的西瓜粉，当pH值降至3.8时降温至2℃终止发酵，加入最终发酵液质量0.1％的益生因子，均匀混合，充分溶解，依次经40目、80目双联过滤器过滤，即得西瓜汁益生菌发酵饮料，然后加入纯净水、白砂糖、柠檬酸、柠檬酸钠、稳定剂进行调配，均匀混合，充分溶解，使调配后的饮料含益生菌发酵饮料30％，白砂糖6％，柠檬酸0.125％，柠檬酸钠0.03％，稳定剂0.07％，余量为纯净水，最后经均质、真空脱气、定量灌装、封盖、杀菌、检验即得瓶装西瓜汁益生菌发酵饮料。

步骤1)中所述清洗采用超声清洗：将硒砂瓜放入盛有0.4％碳酸氢钠溶液的超声波清洗机中，于室温下400W、35KHz清洗10min。

步骤2)中所述高压脉冲电场处理参数为：电场强度45kV/cm、脉冲时间800μs、脉冲频率300Hz。

步骤3)中所述高压脉冲电场处理参数为：电场强度20kV/cm，脉冲时间600μs,脉冲频率200Hz。

步骤5)、6)中所述益生因子重量组分为：改性膳食纤维40份，低聚异麦芽糖30份，低聚半乳糖40份，低聚果糖20份，低聚木糖30份，水苏糖10份，大豆低聚糖15份，棉子糖10份，低聚麦芽糖12份；

步骤6)中所述益生菌活化种子液的制备方法为：按重量份计，取脱气西瓜汁酶解液70份，蜂蜜12份，均匀混合，升温至37℃，边搅拌边溶解12min，保温，加入8份的益生菌粉剂，活化40min即得益生菌活化种子液，其益生菌活菌含量为6x10¹⁰cfu/ml；

所述益生菌粉剂益生菌活菌含量为：4x10¹²cfu/g；

所述益生菌粉剂由以下重量份数的粉剂均匀混合而成：植物乳杆菌30份，两岐双岐杆菌30份，乳双歧杆菌20份，嗜热链球菌20份，长双歧杆菌18份，婴儿双岐杆菌18份，青春双岐杆菌15份，保加利亚乳杆菌14份，嗜酸乳杆菌12份，干酪乳杆菌9份，鼠李糖乳杆菌6份；

所述植物乳杆菌粉剂是以植物乳杆菌CGMCC No.4200为出发菌按常规方法制备的。

步骤6)中所述西瓜粉的制备方法为：取一定量经破碎后的西瓜酱，平铺于非金属盘内，料层厚度3mm,置微波干燥机中于60℃、800W微波辐照12min,其中微波辐照10s,间隔20s,直至水分含量降至8％，然后超微粉碎、密封包装即得西瓜粉。

步骤6)中所述稳定剂为丹尼斯克(中国)有限公司生产的杜邦营养与健康复合稳定剂，产品型号为JU543。

实施例7西瓜原汁感官、卫生、理化质量指标及酶活性对比试验

以本发明实施例2步骤3)制得的西瓜原汁为试验组，以实施例2中同一西瓜品种为原料，采用现有的热力护色、钝酶工艺制备的西瓜汁为对照组，分别对试验组和对照组的西瓜汁进行感官、理化及卫生指标(按果蔬汁饮料卫生标准GB19297-2003中低温复原果汁检测菌落总数、大肠杆菌、致病菌、霉菌、酵母、残留农药、重金属等卫生指标，)、多酚氧化酶酶活性下降率进行检测，结果如表1：

表1

以上结果表明：本发明制备的西瓜原汁(试验组)与现有技术(对照组)相比可最大限度地保留西瓜天然色泽和风味，与西瓜的天然色泽、口感和风味基本接近，不添加任何香精和色素，可溶性固形物含量较高，具有较高的榨汁率；本发明制备的西瓜原汁污染杂菌种类少，含量低，过程污染风险小，有利于后期益生菌发酵，对照组菌落总数和大肠菌群虽然合格，但微生物种类多、含量较高，如不热力杀菌，存在后期益生菌发酵失败的风险；本发明西瓜汁制备过程对原料采用了超声清洗，有效降低了农残、毒素及重金属离子的含量，现有技术制备的西瓜原汁虽然合格，但存在较大的食品安全隐患，长期食用会对人体造成积累性严重危害；本发明制备的西瓜原汁多酚氧化酶活性低，比有效防止了后序加工过程的酶促褐变。

经检测，本发明实施例3-6制备的西瓜原汁与实施例2感官、理化及卫生指标、酶活性下降率检测结果无显著性差异，同样具有优良的食品安全性、非生物稳定性和微生物稳定性。

实施例8本发明西瓜汁益生菌发酵饮料益生性试验

将本发明实施例2制备的西瓜汁益生菌发酵饮料，用无菌水制备成活菌数为2×10¹⁰CFU/mL的益生菌溶液，于4℃保存备用；

1、取保存好的10mL益生菌溶液注入到试管1中，采用十倍逐级稀释至10^-8，取1mL稀释液在平板上，将灭菌后冷却至45℃的MRS琼脂培养基倾注在平板(灭菌)上，迅速摇匀。再将装有10mL益生菌溶液的试管2置于80-90℃水浴锅中加热15-25min，取加热后的益生菌溶液进行十倍逐级稀释至10^-8，取1mL稀释液在平板上，将灭菌后冷却至45℃的MRS琼脂培养基倾注在平板(灭菌)上并迅速摇匀。最后将加热前和加热后的平板均在35℃条件下培养24h，计算加热前后的数量。

结果表明，活菌存活率达到了88％。

2、模拟胃液及肠液的耐受试验：取100g/L的盐酸16.4mL加蒸馏水稀释，使pH值分别为1.5、2.5和3.5，取100mL稀盐酸溶液，分别加入1g胃蛋白酶，使其充分溶解，得模拟胃液，微孔滤膜除菌(0.22μm)备用。取磷酸二氢钾6.8g，加水500mL使溶解，用0.1moL/L氢氧化钠溶液调节pH值至6.8；另取胰蛋白酶10g，加水100mL使溶解，将两液混合后，加水稀释至1000ml，得模拟肠液，微孔滤膜除菌(0.22μm)备用。取1mL保存好的益生菌溶液加入到9mL的模拟胃液中(即十倍逐级稀释)，并迅速在振荡器上充分混匀，然后置于30-45℃静置培养2-4h。分别在1h、2h、3h、4h的时候取出培养液并立即计数残存活菌数，与原活菌数进行比较，结果表明，活菌存活率为98％。然后取在人工胃液中消化不同时间的培养液各1mL，分别接种于9mL pH值为6.8的人工肠液中，置于30-45℃静置培养2-4h，并分别在0、3、6、24h取样，测定其活菌数，与原活菌数进行比较，结果表明活菌存活率为99％。

3、模拟胆盐的耐受试验：用胰液素制成1g/L的溶液，并在溶液中加入0.8％的猪胆盐，用10％的NaOH调整pH为8.0，然后用0.45μm微滤膜过滤并除菌。将0.5mL保存好的益生菌溶液接种到4.5mL模拟胆盐中，培养24h后得到培养液，计数残存的活菌数。将培养液在灭菌生理盐水中十倍逐级稀释至10^-8，并用MRS倾注，然后置于35℃静置培养24h。结果表明活菌存活率为99％。

以上试验结果表明，本发明西瓜汁益生菌发酵饮料中的益生菌益生性(耐热性、耐pH性、耐胆盐)较强，非常适合人体胃肠环境，在模拟胃肠环境中存活率大，可有效改善胃肠功能。

需要说明的是：本发明实施例3-5制备的西瓜汁益生菌发酵饮料及其固体同样具有上述实验效果，各实施例之间及与上述实验效果差异性不大。

实施例9本发明西瓜汁益生菌发酵饮料小鼠肠道性能试验

将本发明实施例2制备的西瓜汁益生菌发酵饮料，用无菌水制备成活菌数为2×10¹⁰cfu/mL的益生菌溶液，于4℃保存备用；

选取普通昆明小白鼠60只，雌雄各半，18-20g，常规词养。从中随机挑选40只，每天早晨9:00灌胃盐酸林可霉素0.2mL(20mg)/只，其它作为对照组，每天同一时间灌胃等量灭菌生理盐水，连续一周，制备肠道菌群失调的小鼠模型。模型组小鼠饮食下降，未出现死亡和明显的腹泻现象，排软粪，外形正常含水分较多，垫料潮湿。将40只肠道菌群失调小鼠，随机分为2组，一组20只作为治疗组，每天灌胃保存好的益生菌溶液0.5ml(2×10¹⁰cfu/ml)/只，另20只作为自然恢复组，每天同一时间灌胃等量灭菌生理盐水，连续两周。整个试验期21天，每天观察小白鼠的生长和排便情况，于第8、21天对益生菌片剂治疗组和自然恢复组的小鼠进行称重，计算各组体重平均增长率，结果如表1；每5天测各组小鼠粪便大肠杆菌数量，计算平均数，结果如表2。取小鼠粪便约0.1g，于无菌操作台内加入3粒玻璃珠(以0.1g粪样加0.5mL稀释液)，稀释并接种麦康凯琼脂培养基，计算每克湿便中的大肠杆菌数。

表2小鼠增重情况

分组	平均始重(g/只)	平均末重(g/只)	平均增长率(％)
				自然恢复组	20.69±1.33	27.34±1.59	32.14a
治疗组	20.41±1.45	34.28±1.62	67.96b

表3小鼠粪便中大肠杆菌数的情况

西瓜汁益生菌发酵饮料治疗组小鼠体重平均增长率(67.96％)显著高于自然恢复组(32.14％)；饲喂溶液后肠道大肠杆菌数量显著下降，降低82.62％，显著低于自然恢复组(24.78％)，表明本发明西瓜汁益生菌发酵饮料中的益生菌在小白鼠肠道内迅速定植，形成优势菌群，并有效抑制大肠杆菌等病原菌的生长繁殖，并且定植时间长，持续、有效改善了肠道性能。

需要说明的是：本发明实施例3-5制备的西瓜汁益生菌发酵饮料及固体饮料同样具有上述实验效果，各实施例之间及与上述实验效果差异性不大。

实施例10本发明瓶装西瓜汁益生菌发酵饮料的感官品评试验

邀请24名人员对本发明实施例6制备的瓶装西瓜汁益生菌发酵饮料与市售两种瓶装西瓜汁益生菌发酵饮料进行品评，感官打分，其中专业和非专业人员各12名，专业人员青年、中年、老年各4名，男女各半，非专业人员少年、青年、中年、老年各3名，男女各半；打分包括外观(20分)、质地(25分)、风味(30分)、口感(25分)四个方面，打分人员独立进行，互不影响，以保证品评结果准确。对品评结果进行了统计，均分值取近似值，保留整数，具体见表4：

表4感官品评统计结果

注：同一行内标不同小写字母表示差异显著(P＜0.05)，标不同大写字母表示差异极显著(P＜0.01)，标有相同字母表示差异不显著(P＞0.05)。

以上结果表明，本发明制备的瓶装西瓜汁益生菌发酵饮料从外观、质地、风味和口感任何一方面都要明显优于市售瓶装西瓜汁益生菌发酵饮料，特别是外观、风味和口感极好，具有天然西瓜汁的色泽、风味和口感，同时也适合不同年龄段、不同消费层次的消费者食用。

实施例11不同加工阶段西瓜汁色泽及褐变度测定

1.试验分试验组和对照组，试验组为本发明各个加工阶段制备的产品；对照组为采用现有热力方法制备的西瓜汁进行酶解、益生菌发酵获得的产品；

2.色泽测定：取各阶段样品，摇匀后用色差仪在反射模式下测定，其中L^*、a^*、b^*和△E是观测颜色变化的常用参数，L^*值为亮度指数，a^*值表示红绿色，b^*值表示黄蓝色，△E为总色差，其计算公式如下：

△E＝[(L^* _t-L^* ₀)²+(a^* _t-a^* ₀)²+(b^* _t-b^* ₀)²]^1/2

式中L^* ₀、a^* ₀和b^* ₀——未经加工的西瓜汁最初测定值

L^* _t、a^* _t和b^* _t——不同阶段处理后的测定值

3.褐变度测定：西瓜汁及其加工各阶段产品的褐变度根据Roig等的分光光度法进行测定，将不同阶段的产品在4℃，10000x g下离心20min,上清液过孔径为0.45μm微孔过滤，滤出液在25℃、420nm波长下测定吸光度值即为褐变度。

4.统计分析：采用SAS8.12软件进行因子方差分析及Ducan’s多重检验(P＜0.05)。每次3个重复，以均值±标准差值表示。

5.对本发明实施例2-6各个阶段产品及现有热力工艺各个阶段产品的L^*、a^*、b^*、△E值和褐变度进行测定，其中2-6实施例间取其平均数，结果如表5：

表5

同一行标不同小写字母表示差异性显著(P＜0.05)，标同样小写字母表示差异性不显著(P＜0.05)；

以上结果表明，不论采取何种加工方法都会造成西瓜汁色泽的减退和褐变，产生一定的色差，唯有亮度指数增加，即亮度增加，工艺的先进性显示为差距的缩小程度，与现有的热力钝酶、加工工艺相比本发明西瓜汁益生菌发酵饮料各个加工阶段的半成品及最终成品在亮度、红度、总色差和褐变度方面均有显著性差异，特别是红度、色差和褐变度差异性极显著。以最终西瓜汁发酵饮料为例：红度提高39.32％、总色差降低77.93％，褐变度降低42.20％。以上结果同样表明，从原料到成品各个加工过程，红度、黄度、色差和褐变度变化相对较小，差异性不显著，充分显示了整个工艺过程及后期储存过程西瓜汁及益生菌发酵饮料色度的稳定性非常强。

Claims (10)

1.一种西瓜汁益生菌发酵饮料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将西瓜放入盛有0.3-0.5％碳酸氢钠溶液的超声波清洗机中，于室温下200-400W、35-45KHz清洗5-10min，沥干、去皮、取瓤、破碎，室温下于电场强度35-45kV/cm、脉冲时间800-1000μs、脉冲频率200-300Hz高压脉冲电场处理5-10min，榨汁、胶磨，使西瓜汁粒径达到100-200μm，然后室温下于电场强度20-30kV/cm、脉冲时间400-600μs、脉冲频率200-300Hz高压脉冲电场处理3-5min，真空脱气得西瓜原汁；向其中加入纤维素酶和蛋白酶，使其含量分别为70-90ppm和90-110ppm，于45-55℃酶解1.5-2.5h，升温至90-100℃保温3-5min,立即降温至70-80℃，边搅拌边加入酶解液质量0.1-0.3％的益生因子，充分溶解后，立即降温至室温，真空脱气得脱气西瓜汁酶解液，升温至36-40℃，保温，加入其质量5-10％的益生菌活化种子液，发酵16-18h,发酵结束前3-6h添加此时发酵液质量0.5-1％的西瓜粉，当pH值降至3.7-3.9时降温至0-4℃终止发酵，加入最终发酵液质量0.05-0.15％的益生因子，均匀混合，充分溶解，依次经40目、80目双联过滤器过滤，即得西瓜汁益生菌发酵饮料。

2.如权利要求1所述的西瓜汁益生菌发酵饮料的制备方法，其特征在于，还包括按常规方法制备为片剂、颗粒剂、粉剂或胶囊剂的步骤。

3.如权利要求1所述的西瓜汁益生菌发酵饮料的制备方法，其特征在于，还包括调配、均质、脱气、灌装、杀菌的步骤。

4.如权利要求1-3任一所述的西瓜汁益生菌发酵饮料的制备方法，其特征在于，所述益生因子重量组成为：改性膳食纤维30-40份，低聚异麦芽糖30-40份，低聚半乳糖30-40份，低聚果糖20-30份，低聚木糖20-30份，水苏糖10-15份，大豆低聚糖10-15份，棉子糖10-15份，低聚麦芽糖8-12份。

5.如权利要求4所述的西瓜汁益生菌发酵饮料的制备方法，其特征在于，所述改性膳食纤维的制备方法，包括以下步骤：将菊粉、苹果纤维、燕麦纤维、小麦纤维按质量比5-7:2-4:2-4:1-3均匀混合，加入其质量3-7倍的水，室温200-300W、35-40KHz条件超声提取10-15min,然后在电场强度20-40kV/cm，脉冲时间400-500μs,脉冲频率200-300Hz条件下进行高压脉冲电场提取；用乳酸调节pH值为4.5-6.5，加入混合物质量0.1-0.3％的混合酶，于45-55℃酶解20-48min；酶解液减压浓缩、冷冻干燥、低温粉碎至粒径为0.1-0.3mm即得改性膳食纤维；

所述混合酶为木聚糖酶、纤维素酶、漆酶、果胶酶、单宁酶按质量比3-5:3-5:2-4:1-3:1-2均匀混合。

6.如权利要求1-3任一所述的西瓜汁益生菌发酵饮料的制备方法，其特征在于，所述益生菌活化种子液的制备方法为：按重量份计，取脱气西瓜汁酶解液60-80份，蜂蜜10-15份，均匀混合，升温至35-40℃，边搅拌边溶解10-15min，保温，加入5-10份的益生菌粉剂，活化30-50min即得益生菌活化种子液，其益生菌活菌含量为5x10¹⁰-7x10¹⁰cfu/ml。

7.如权利要求6所述的西瓜汁益生菌发酵饮料的制备方法，其特征在于，所述益生菌粉剂由以下重量份数的粉剂均匀混合而成：植物乳杆菌25-35份，两岐双岐杆菌25-35份，乳双歧杆菌15-25份，嗜热链球菌15-25份，长双歧杆菌15-20份，婴儿双岐杆菌15-20份，青春双岐杆菌13-18份，保加利亚乳杆菌12-15份，嗜酸乳杆菌10-15份，干酪乳杆菌8-10份，鼠李糖乳杆菌5-8份。

8.如权利要求7所述的西瓜汁益生菌发酵饮料的制备方法，其特征在于，所述植物乳杆菌粉剂是以植物乳杆菌CGMCC No.4200为出发菌株制备。

9.如权利要求1-3任一所述的西瓜汁益生菌发酵饮料的制备方法，其特征在于，所述西瓜粉的制备方法为：取一定量经破碎后的西瓜酱，平铺于非金属盘内，料层厚度3-5mm,置微波干燥机中于50-60℃、800-1500W微波辐照8-12min,其中微波辐照10s,间隔20s,直至水分含量降至6-8％，然后超微粉碎、密封包装即得西瓜粉。

10.利用权利要求1-9任一制备方法制得的饮料。