CN105746774A - 一种含有微藻的固体饮料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种含有微藻的固体饮料及其制备方法，每40kg固体饮料包括如下重量的原料：奶粉和植脂末的一种或两种，15～25kg；甜味剂，10～22kg；速溶茶粉，0.5～2.0kg；微藻，0.2～2.0kg；香精，0.05～1.5kg；羧甲基纤维素，0.05～1.0kg；二氧化硅，0.05～1.0kg；乙基麦芽酚，0.01～1.0kg；所述微藻为小球藻、螺旋藻、红球藻的一种或多种；所述羧甲基纤维素和二氧化硅的重量比为1:1。本发明提供的固体饮料中含有小球藻、螺旋藻和/或红球藻，营养价值和保健价值高；本发明固体饮料的原料配比合理，稳定性好，且能够最大程度的锁住微藻的营养成分。

Description

一种含有微藻的固体饮料及其制备方法

技术领域

本发明涉及固体饮料，具体涉及一种含有微藻的固体饮料及其制备方法。

背景技术

小球藻为绿藻门小球藻属单细胞绿藻，分布广，生物量大。我国常见种类有蛋白核小球藻(Chlorellapyrenoidosa)、椭圆小球藻(Chlorellaellipsoidea)、普通小球藻(Chlorellavulgaris)等，其中蛋白核小球藻蛋白质含量高，营养丰富而被广泛开发利用。日本对小球藻的保健和药理作用进行了广泛研究，研究表明，小球藻含丰富的蛋白质，脂质、多糖、食用纤维、维生素、微量元素和活性代谢产物，具有防治消化性溃疡、抗肿瘤、增强免疫力、抗辐射、抗病原微生物、防治贫血、降血脂和抗动脉粥样硬化等保健和药理作用。在日本将小球藻用作保健食品和某些疾病的辅助治疗药品已有30多年的历史。在我国，60年代曾有养殖小球藻的历史，但由于当时对小球藻的保健和药理作用没有阐明和其他原因，并没有形成产业化。随着对小球藻保健和药理作用的认识，在我国又有华南理工大学、南京大学、江门生物技术开发中心、甘肃庆阳师范高等专科学校等对小球藻的生理生化、基因遗传、藻种筛选、培养条件优化、反应器设计、大规模工业化生产等许多方面进行研究，随着小球藻原粉产量的不断增长，开发利用小球藻的各种产品势在必行。

螺旋藻是地球上最早利用太阳光转化为有机物的原始低等植物，非洲中部乍得湖畔的居民及墨西哥迪斯克湖阿兹特克人食用螺旋藻已有几百年的历史。自20世纪60年代科学家在非洲发现螺旋藻以来，许多国家和地区相继对其进行研究与开发。大量的营养成份分析、毒理学试验及药物学研究表明，螺旋藻具有高蛋白、高营养和高消化吸收率，并含有多种生物活性物质，被FDA和世界食品协会誉为“21世纪最佳营养源”。螺旋藻不仅可以作为营养保健食品，用于严重营养不良病人的调养、病后虚弱者的恢复和儿童老人的营养保健，还可以作为多种疾病及抗辐射、防癌变的辅助药物，且没有任何副作用。

雨生红球藻(或简称为红球藻)在分类学上属于绿藻门，绿藻纲，团藻目，红球藻科，红球藻属。细胞由广卵形到广椭圆形，宽19～51μm，长28～63μm，自养生活，用单细胞的孢子或合子进行生殖。尽管雨生红球藻是单细胞生物，但是其生活史却很复杂。通常公认其生活史中存在游动和不动二个阶段。正常条件下，游动细胞生长发育，以有丝分裂的方式无性生殖，多产生并释放2或4个或8个子细胞(或孢子)，不管几个都能观察到鞭毛的存在，并能自由游动，属于游动孢子。雨生红球藻暴露在高光强及缺氮的胁迫环境后游动细胞转变成不动细胞，细胞形态呈圆形，无鞭毛，不会游动。不动细胞时间可持续数月，在此期问，细胞仍可缓慢增殖个体，并逐渐增大体积。多数细胞除具增厚的新壁外，不再保留原有的细胞壁和周质空间，细胞内含物也由绿褐色转变为深桔红色。雨生红球藻是天然虾青素含量最高的生物，在特定条件下，雨生红球藻可以积累占其干重1％以上的虾青素，且所含虾青素的结构与养殖对象所需虾青素结构一致，被公认为天然虾青素最好的生物来源。红球藻是一种很有开发前途的微藻，成为继螺旋藻、盐藻之后的另一种高经济价值的微藻。

市场上的固体饮料营养成分很低，又不均衡，市场认可度越来越低。如果能够生产出一种富含营养成分且具有多种保健功能的固体饮料必然能重振固体饮料市场，创造巨大的经济价值。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种含有微藻的固体饮料，该固体饮料中含有小球藻、螺旋藻和/或红球藻，可以显著提高固体饮料的营养价值和保健价值；

本发明的第二目的在于提供上述含有微藻的固体饮料的制备方法，该制备方法简单，既能保证固体饮料的风味，又能最大程度的保留微藻的营养价值。

本发明的上述目的是通过下面的技术方案得以实现的：

一种含有微藻的固体饮料，每40kg固体饮料包括如下重量的原料：奶粉和植脂末的一种或两种，15～25kg；甜味剂，10～22kg；速溶茶粉，0.5～2.0kg；微藻，0.2～2.0kg；香精，0.05～1.5kg；羧甲基纤维素，0.05～1.0kg；二氧化硅，0.05～1.0kg；乙基麦芽酚，0.01～1.0kg；所述微藻为小球藻、螺旋藻、红球藻的一种或多种；所述羧甲基纤维素和二氧化硅的重量比为1:1。

进一步地，所述微藻为去腥、破壁后的藻粉。

进一步地，所述甜味剂为糖类和/或非糖类甜味剂。

进一步地，所述糖类甜味剂选自白砂糖、红糖、黄砂糖、黑糖、果葡糖浆、蔗糖、果糖、葡萄糖、麦芽糖、蜂蜜中的一种或多种。

进一步地，所述非糖类甜味剂选自甜蜜素、安赛蜜、山梨醇、木糖醇、麦芽糖醇、甘草素、甜菊苷、阿斯巴甜、三氯蔗糖中的一种或多种。

进一步地，所述奶粉为脱脂奶粉和/或全脂奶粉。

进一步地，所述速溶茶粉选自速溶红茶粉、速溶绿茶粉、速溶青茶粉、速溶白茶粉、速溶黄茶粉、速溶黑茶粉、速溶花茶粉中的一种或多种。

进一步地，所述固体饮料还包括阿拉伯胶、黄原胶、瓜尔胶、环状糊精、明胶、果胶、魔芋胶粉、槐豆胶、决明粉、琥珀酸单甘油酯、碳酸氢钠、食盐、硅铝酸钠、微晶纤维素、磷酸三钙中一种或多种。

进一步地，所述固体饮料还包括决明子粉、枣粉、香芋粉、速溶咖啡、巧克力粉、杏仁粉、核桃粉、麦片、草莓粉、葛根粉、大豆蛋白粉、玉米粉、紫薯粉中一种或多种。

上述含有微藻的固体饮料的制备方法，包括：

步骤S1，将各原料过120～160目筛，取粒度为120～160目筛的各原料按照重量份配比混合，搅拌均匀；

步骤S2，将上述搅拌均匀的原料于40～50℃烘干至含水量≤5％；

步骤S3，将烘干的原料灌装，密封，杀菌消毒。

本发明的优点：

1、本发明提供的含有微藻的固体饮料中含有小球藻、螺旋藻和/或红球藻，营养价值和保健价值高；本发明固体饮料的原料配比合理，能够最大程度的锁住微藻的营养成分；

2、本发明提供的制备方法简单，既能保证固体饮料的风味，又能最大程度的保留微藻的营养价值，易于实现和推广。

具体实施方式

下面结合实施例进一步说明本发明的实质性内容，但并不以此限定本发明保护范围。尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，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实质和范围。

实施例1：含有微藻的固体饮料的制备

原料组成(总重40kg)：

植脂末21kg，白糖16kg，速溶红茶粉1kg，决明子粉0.12kg，全脂乳粉1kg，小球藻粉0.5kg，羧甲基纤维素0.1kg，二氧化硅0.1kg，乙基麦芽酚0.04kg，香精0.14kg。

其中，微藻为去腥、破壁后的藻粉，其中，去腥方法参照专利方法(CN102028034A)或采用本领域其他公知、常用的方法；破壁方法可以是物理破壁法、化学破壁法、生物破壁法的任意一种，如匀浆法、研磨法、冻融法、超声法、高压法、温浴法、加酸加碱法、转基因法、复合酶法、纤维素酶法等，优选用物理冻融法，可以最大限度的保持藻类的营养不被破坏，获得更大的食用价值。

其中，白糖还可以用木糖醇等非糖类甜味剂代替。

其中，全脂乳粉也可以根据需要用脱脂乳粉代替。

其中，速溶红茶粉也可以根据需要用速溶绿茶粉、速溶青茶粉、速溶白茶粉、速溶黄茶粉、速溶黑茶粉、速溶花茶粉代替。

还可以根据需要添加阿拉伯胶、黄原胶、瓜尔胶、环状糊精、明胶、果胶、魔芋胶粉、槐豆胶、决明粉、琥珀酸单甘油酯、碳酸氢钠、食盐、硅铝酸钠、微晶纤维素、磷酸三钙中一种或多种。还可以根据需要添加枣粉、香芋粉、速溶咖啡、巧克力粉、杏仁粉、核桃粉、麦片、草莓粉、葛根粉、大豆蛋白粉、玉米粉、紫薯粉中一种或多种。

试验表明，40kg的固体饮料中，奶粉和植脂末总重需控制在15～25kg，甜味剂需控制在10～22kg，速溶茶粉需控制在0.5～2.0kg，微藻需控制在0.2～2.0kg，香精需控制在0.05～1.5kg，羧甲基纤维素需控制在0.05～1.0kg，二氧化硅需控制在0.05～1.0kg，乙基麦芽酚需控制在0.01～1.0kg。微藻可以为小球藻、螺旋藻、红球藻的一种或多种。

制备方法：

步骤S1，将各原料过150目筛，取粒度为150目筛的各原料按照重量份配比混合，搅拌均匀；粉末粒径在120～160目筛之间效果均比较好，易于溶解，且不会团聚；

步骤S2，将上述搅拌均匀的原料于40～50℃烘干至含水量≤5％；

步骤S3，将烘干的原料灌装，密封，杀菌消毒。

杀菌消毒方法优先选择紫外线照射。高温杀菌有可能使固体饮料中的营养成分损失。

实施例2：实施例1的对比，羧甲基纤维素和二氧化硅的重量比为0.5:1

原料组成(总重40kg)：

植脂末21kg，白糖16kg，速溶红茶粉1kg，决明子粉0.12kg，全脂乳粉1kg，小球藻粉0.5kg，乙基麦芽酚0.04kg，香精0.14kg；羧甲基纤维素和二氧化硅共0.2kg，羧甲基纤维素和二氧化硅的重量比为0.5:1。

制备方法：

步骤S1，将各原料过150目筛，取粒度为150目筛的各原料按照重量份配比混合，搅拌均匀；粉末粒径在120～160目筛之间效果均比较好，易于溶解，且不会团聚；

步骤S2，将上述搅拌均匀的原料于40～50℃烘干至含水量≤5％；

步骤S3，将烘干的原料灌装，密封，杀菌消毒。

实施例3：实施例1的对比，羧甲基纤维素和二氧化硅的重量比为1.5:1

原料组成(总重40kg)：

植脂末21kg，白糖16kg，速溶红茶粉1kg，决明子粉0.12kg，全脂乳粉1kg，小球藻粉0.5kg，乙基麦芽酚0.04kg，香精0.14kg；羧甲基纤维素和二氧化硅共0.2kg，羧甲基纤维素和二氧化硅的重量比为1.5:1。

制备方法：

步骤S1，将各原料过150目筛，取粒度为150目筛的各原料按照重量份配比混合，搅拌均匀；粉末粒径在120～160目筛之间效果均比较好，易于溶解，且不会团聚；

步骤S2，将上述搅拌均匀的原料于40～50℃烘干至含水量≤5％；

步骤S3，将烘干的原料灌装，密封，杀菌消毒。

实施例4：效果实施例

本发明提供的固体饮料很重要的一点是，必须要能够最大程度的锁住微藻中的营养成分。固体饮料在饮用前需要用沸水冲泡，微藻中的营养成分很可能会在沸水冲泡过程中降解，从而降低本发明固体饮料的营养价值。

申请人在前期研究过程中发现，小球藻、螺旋藻、红球藻中均含有一种倍半萜化合物(Ⅰ)，该化合物(Ⅰ)具有广泛的药理作用：能够提高大鼠的免疫力、增强大鼠对流感病毒的抵抗能力、促进家兔血液循环、降低高脂模型大鼠的血脂含量；而且，该化合物即使在高剂量长期给药情况下，对大鼠、家兔等均无毒副作用，安全性非常高。小球藻、螺旋藻、红球藻的营养价值很可能与该化合物(Ⅰ)及相关化合物的活性有关。该倍半萜化合物(Ⅰ)的化学结构式如下：

该化合物(Ⅰ)在高温条件下极易降解(大于90℃)。发明人意外的发现，羧甲基纤维素和二氧化硅的重量比为1:1时，该化合物在高温下的降解速度显著降低。下表为实施例1～3制备的固体饮料在100℃沸水中加热30分钟后上述倍半萜化合物(Ⅰ)的降解情况。

固体饮料样品	倍半萜化合物(Ⅰ)降解率(％)
		实施例1	3
实施例2	72
		实施例3	78

上述试验结果表明，当固体饮料配方中羧甲基纤维素和二氧化硅的重量比为1:1时，100℃沸水中加热30分钟后倍半萜化合物(Ⅰ)降解率≤5％；羧甲基纤维素和二氧化硅的重量之比超出这个范围时，100℃沸水中加热30分钟后倍半萜化合物(Ⅰ)降解率＞70％；本发明提供的原料配方可以降低倍半萜化合物(Ⅰ)在沸水中的降解速度，可以最大化地保留微藻的营养成分。

实施例5：倍半萜化合物(Ⅰ)的制备和结构确证

分离方法：(a)将小球藻或螺旋藻或红球藻破壁的藻粉粉碎，用75％乙醇热回流提取，合并提取液，浓缩至无醇味，用乙酸乙酯萃取，得到乙酸乙酯萃取物；(b)乙酸乙酯萃取物用正相硅胶分离，依次用体积比为50:1(8个柱体积)、25:1(8个柱体积)、15:1(8个柱体积)和5:1(10个柱体积)的石油醚-乙酸乙酯梯度洗脱得到4个组分；(c)步骤(b)中组分4用正相硅胶进一步分离，依次用体积比为10:1(8个柱体积)、5:1(10个柱体积)和2:1(5个柱体积)的石油醚-乙酸乙酯梯度洗脱得到3个组分，组分2减压浓缩得到化合物(Ⅰ)(HPLC归一化纯度大于98％)。

结构确证：无色固体，HR-ESIMS显示[M+Na]⁺为m/z252.1081，结合核磁特征可得分子式为C₁₅H₁₆O₂，不饱和度为8。核磁共振氢谱数据δ_H(ppm，CDCl₃，500MHz)：H-1(5.66，d，J＝12.5Hz)，H-2(5.70，dd，J＝12.5，7.7Hz)，H-3(5.46，d，J＝7.7Hz)，H-6a(2.28，m)，H-6b(2.03，m)，H-7(3.42，dt，J＝4.5，3.2Hz)，H-8(5.63，dd，J＝12.9，4.5Hz)，H-9(5.51，d，J＝12.9Hz)，H-13a(5.80，br，s)，H-13b(6.63，br，s)，H-14(1.07，s)，H-15(1.81，s)；核磁共振碳谱数据δ_C(ppm，CDCl₃，125MHz)：130.6(CH，1-C)，122.4(CH，2-C)，116.8(CH，3-C)，148.3(C，4-C)，89.9(C，5-C)，34.2(CH₂，6-C)，31.3(CH，7-C)，133.7(CH，8-C)，131.2(CH，9-C)，32.9(C，10-C)144.0(C，11-C)，165.8(C，12-C)，128.4(CH₂，13-C)，22.8(CH₃，14-C)，22.1(CH₃，15-C)。红外波谱表明该化合物含有羰基(1732cm^-1)和烯烃键(1624cm^-1)。¹³C-NMR、DEPT和HSQC谱中显示有15个碳信号，包括两个甲基δ_C22.8，22.1；两个亚甲基(一个烯烃碳)δ_C34.2，128.4；六个次甲基(五个烯烃碳)δ_C130.6，122.4，116.8，31.3，133.7，131.2；以及五个季碳(一个羰基碳，一个含氧碳，两个烯烃碳)δ_C148.3，89.9，32.9，144.0，165.8；以上功能结构再结合不饱和数表明该化合物为三环结构。¹H-NMR谱中，H-1、H-2、H-3三者间的偶合常数J_H-1＝12.5Hz、J_H-2＝12.5，7.7Hz、J_H-3＝7.7Hz以及化学位移δ_H-15.66、δ_H-25.70与δ_H-35.46说明这三个氢构成苯环的AMX偶合系统；H-8、H-9两者间的偶合常数J_H-8＝12.9Hz与J_H-9＝12.9Hz以及化学位移δ_H-85.63与δ_H-95.51表明C-8和C-9为双键结构。据¹H-¹HCOSY谱中H₂-6/H-7/H-8/H-9相关信号，结合HMBC谱中H-7与C-5、C-12和C-13，H₂-13与C-7和C-12，H₃-14与C-1、C-5和C-9，H₃-15与C-3和C-4的相关性，可以构建该化合物的连接方式。此外，进一步通过分析NOESY谱中H₂-6与H-7存在相关信号，结合它们之间的偶合常数J_H-7＝3.2Hz可以确证H-7为α构型，因此该化合物结构中包含一个顺式内酯环，但是在NOESY谱中缺失H₂-6和H-7与H₃-14的相关信号，从而从侧面表明H₃-14为β构型。综合氢谱、碳谱、HMBC谱和NOESY谱，以及文献关于相关类型核磁数据，可基本确定该化合物如下所示，立体构型进一步通过ECD试验确定，理论值与实验值基本一致；

上述实施例的作用在于说明本发明的实质性内容，但并不以此限定本发明的保护范围。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实质和保护范围。

Claims (10)

1.一种含有微藻的固体饮料，其特征在于，每40kg固体饮料包括如下重量的原料：奶粉和植脂末的一种或两种，15～25kg；甜味剂，10～22kg；速溶茶粉，0.5～2.0kg；微藻，0.2～2.0kg；香精，0.05～1.5kg；羧甲基纤维素，0.05～1.0kg；二氧化硅，0.05～1.0kg；乙基麦芽酚，0.01～1.0kg；所述微藻为小球藻、螺旋藻、红球藻的一种或多种；所述羧甲基纤维素和二氧化硅的重量比为1:1。

2.根据权利要求1所述的含有微藻的固体饮料，其特征在于：所述微藻为去腥、破壁后的藻粉。

3.根据权利要求1所述的含有微藻的固体饮料，其特征在于：所述甜味剂为糖类和/或非糖类甜味剂。

4.根据权利要求3所述的含有微藻的固体饮料，其特征在于：所述糖类甜味剂选自白砂糖、红糖、黄砂糖、黑糖、果葡糖浆、蔗糖、果糖、葡萄糖、麦芽糖、蜂蜜中的一种或多种。

5.根据权利要求3所述的含有微藻的固体饮料，其特征在于：所述非糖类甜味剂选自甜蜜素、安赛蜜、山梨醇、木糖醇、麦芽糖醇、甘草素、甜菊苷、阿斯巴甜、三氯蔗糖中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的含有微藻的固体饮料，其特征在于：所述奶粉为脱脂奶粉和/或全脂奶粉。

7.根据权利要求1所述的含有微藻的固体饮料，其特征在于：所述速溶茶粉选自速溶红茶粉、速溶绿茶粉、速溶青茶粉、速溶白茶粉、速溶黄茶粉、速溶黑茶粉、速溶花茶粉中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的含有微藻的固体饮料，其特征在于：还包括阿拉伯胶、黄原胶、瓜尔胶、环状糊精、明胶、果胶、魔芋胶粉、槐豆胶、决明粉、琥珀酸单甘油酯、碳酸氢钠、食盐、硅铝酸钠、微晶纤维素、磷酸三钙中一种或多种。

9.根据权利要求1所述的含有微藻的固体饮料，其特征在于：还包括决明子粉、枣粉、香芋粉、速溶咖啡、巧克力粉、杏仁粉、核桃粉、麦片、草莓粉、葛根粉、大豆蛋白粉、玉米粉、紫薯粉中一种或多种。

10.权利要求1～9任一所述的含有微藻的固体饮料的制备方法，其特征在于，包括：

步骤S1，将各原料过120～160目筛，取粒度为120～160目筛的各原料按照重量份配比混合，搅拌均匀；

步骤S2，将上述搅拌均匀的原料于40～50℃烘干至含水量≤5％；

步骤S3，将烘干的原料灌装，密封，杀菌消毒。