CN108523112B - 一种蚕蛹食品基料及其制备方法和应用 - Google Patents
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- A23V2400/175—Rhamnosus
Abstract
本发明属于食品加工领域，公开了一种蚕蛹食品基料及其制备方法和应用，包括以下步骤：(1)鲜蚕蛹匀浆的制备：选用新鲜蚕蛹，添加迷迭香和维生素E混合物，经胶体磨处理获得鲜蚕蛹匀浆；(2)发酵：将鲜蚕蛹匀浆作为发酵底物灭菌后，先接种红曲霉进行第一阶段发酵，再接种鼠李糖乳杆菌、啤酒酵母菌和植物乳杆菌的混合菌种进行第二阶段发酵，发酵产物经真空干燥，即制得蚕蛹食品基料。经上述方法制得富含小分子降血糖活性肽、壳寡糖益生元、富铬酵母和1‑脱氧野尻霉素的食品基料，本发明不使用有机溶剂，工艺简单，属环境友好型技术，且产品活性成分含量高。采用上述制备方法制成的食品基料用于制备辅助降血糖和调节胃肠道菌群的功能食品。
Description
技术领域
本发明属于食品加工技术领域，具体涉及一种微生物转化蚕蛹制备健康食品基料的加工技术及其应用。
背景技术
在我国的很多地区，蚕蛹是深受广大消费者喜爱的营养滋补食品，具有补充机体营养、促进生长发育、抗疲劳、抗衰老、改善肾功能和提高人体免疫功能等多种功能。家蚕的唯一饲料是桑叶，与动物蛋白相比，蚕蛹蛋白的获得不需要消耗粮食，其饲料树种不与农作物争地，在当今社会蛋白资源相对不足的情况下，它作为一种新的蛋白质来源正在引起广泛关注。2004年，蚕蛹成为卫生部批准的“作为普通食品管理的食品新资源名单”中唯一的一种昆虫类食品。
蚕蛹营养价值极高，鲜蚕蛹中粗蛋白占51％、粗脂肪占29％，还含有维生素(包括维生素A、维生素B2、维生素D及麦角甾醇等)以及铁、锌、硒、铜、钙、镁微量元素和甲壳素、多糖等多种重要的营养功能成分。在这些营养功能成分中，蚕蛹蛋白的开发利用是最引人关注的，一方面蚕蛹蛋白属优质全价蛋白，含有18种氨基酸，其中八种人体必需氨基酸含量超过总氨基酸的40％，且比例均衡，符合世界卫生组织(World HealthOrganization，WHO)提出的食品中氨基酸最佳组合模式。蚕蛹中蚕蛹蛋白的消化率为87％，氨基酸得分为0.99，蚕蛹的蛋白质消化率校正后的氨基酸分数为86，远高于大豆(57)、鹰嘴豆(66)、花生(52)和全麦粉(40)；另一方面，蚕蛹也有少量食用后引起过敏反应的报道。蚕蛹中的某些大分子如卵黄原蛋白、30K家族蛋白、几丁质酶等均已证明是其致敏的重要变应原物质，与虾、蟹、鸡蛋等引起的过敏反应类似。因此，研发蚕蛹的脱敏加工技术，解决其食用过敏的问题是实现蚕蛹食品产业化开发的关键。
利用现代生物技术手段，将大分子蚕蛹蛋白降解为小分子短肽或氨基酸是蚕蛹脱敏加工技术的重要研究内容。目前已报道的技术主要是以去除蚕蛹油和甲壳素的蚕蛹蛋白为原料，通过酶水解、酸水解或碱水解的方式将大分子蚕蛹蛋白降解为小分子的短肽或氨基酸，酸水解工艺不会引起氨基酸的消旋，但会对色氨酸造成全部破坏，苏氨酸、丝氨酸和酪氨酸部分破坏；碱水解工艺简单、但会对苏氨酸、丝氨酸及精氨酸等含羟基、巯基的氨基酸造成破坏，且大部分的氨基酸都会发生消旋作用；酶水解效率高、反应条件温和、且不会对氨基酸造成破坏，但蛋白提取率较低。上述脱敏加工技术主要存在以下几个方面的不足：(1)需要先在提取蚕蛹蛋白的基础上再进行蛋白质水解，工艺复杂，蚕蛹蛋白利用不完全，水解产物中部分氨基酸有不同程度破坏；(2)蚕蛹中甲壳素、功能性油脂、矿质元素等营养素未得到充分利用。
发明内容
本发明的目的是提供一种微生物转化蚕蛹制备健康食品基料的加工技术及其应用，本方法针对蚕蛹食品加工中存在的过敏及甲壳素利用不完全等问题，将以蚕蛹整体作为原料，根据蚕蛹营养素组成特点，通过选择适宜的微生物菌种并优化其发酵底物组成及发酵工艺，对蚕蛹原料进行微生物转化，将蚕蛹中的大分子蛋白和甲壳素转化成富含小分子降血糖活性肽和壳寡糖益生元功能性食品基料，并将其应用于辅助降血糖和调节胃肠道菌群的功能食品中。
本发明所采用的技术方案如下：
一种蚕蛹食品基料的制备方法，包括以下步骤：
(1)所述鲜蚕蛹匀浆的制备：选用新鲜蚕蛹，添加迷迭香和维生素E混合物，经胶体磨处理获得鲜蚕蛹匀浆；
(2)发酵：将鲜蚕蛹匀浆作为发酵底物灭菌后，先接种红曲霉进行第一阶段发酵，再接种鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus GG)、啤酒酵母菌(Saccharomycescerevisiae Hansen)和植物乳杆菌(Lactobacillus Plantarum)的混合菌种进行第二阶段发酵，发酵产物经真空干燥，即制得蚕蛹食品基料。
优选地，步骤(1)制备鲜蚕蛹匀浆的原料中还添加3％-6％的蚕蛹壳胶体几丁质和0.2％-0.8％的硫酸胺。所述鲜蚕蛹选用结茧后4-6天的蚕蛹，剔除病蛹、畸形蛹及死蛹；在蚕蛹匀浆过程中，为最大限度防止蚕蛹油脂等营养功能成分的氧化。
优选地，步骤(2)所述发酵底物的制备：将鲜蚕蛹匀浆和发酵辅料按重量比5-10：1-3混合，添加0.2％-0.4％大豆卵磷脂，过胶体磨处理，制得发酵底物；所述发酵辅料是将玉竹酸性多糖提取物、淮山酸性多糖提取物与桑叶原浆、番石榴叶原浆混合，并添加CrCl3水溶液经打浆得到浓浆状发酵辅料。
优选地，所述玉竹酸性多糖提取物、淮山酸性多糖提取物、桑叶原浆和番石榴叶原浆的重量比为2-5：1-2：10-20：5-8；所述CrCl3水溶液的质量浓度为80-100mg/L，CrCl3水溶液占发酵辅料总质量的3％-6％。
优选地，所述玉竹、淮山酸性多糖提取物的提取方法为：称取玉竹、淮山原料，按料液重量比1：5-8加入体积分数50％～95％的乙醇溶液浸泡，去除小分子杂质和脂溶性物质；然后按料液比1：30-50加入0.1-0.2mmol/L NaOH溶液，控制超声波功率400-550W处理10-20min，然后控制温度30-40℃搅拌提取3-5h，滤渣继续相同工艺重复提取1-2次，合并上述滤液，用HCl溶液调节溶液pH＝7.0，减压浓缩到滤液原体积的1/50-1/30，加入无水乙醇，控制溶液中乙醇终浓度50％-60％，沉淀静置过夜后析出多糖，离心所得沉淀即为玉竹、淮山酸性多糖提取物。
优选地，所述桑叶原浆、番石榴叶原浆的制备：将新鲜的桑叶、番石榴叶按料液比1：3-5的0.10％-0.30％的NaCl溶液混合，经剪切式湿法超细粉碎机处理，控制转子转速为9000r/min，静刀片齿数为222，循环次数为2-5次，分别获得桑叶原浆和番石榴叶原浆。
优选地，步骤(1)所述迷迭香用蚕蛹油溶解配制成浓度为0.50％-1.00％的迷迭香油溶液，迷迭香油溶液与维生素E的质量比为1:2-4；所述迷迭香和维生素E混合物在鲜蚕蛹匀浆中的终浓度为0.03％-0.08％。所述蚕蛹油是利用CO2萃取设备提取干燥蚕蛹中的油脂获得，工艺参数为温度43℃、压力25MPa、萃取时间4h、CO2流量26kg/h。
优选地，步骤(1)所述胶体磨的磨齿间隙10-20μm，处理时间5-10min。
优选地，步骤(2)所述胶体磨的磨齿间隙5-15μm，处理时间5-10min，处理1-3次。
优选地，步骤(2)所述鼠李糖乳杆菌、啤酒酵母菌和植物乳杆菌的质量比为2-3：1-2：4-5。
优选地，步骤(2)中将发酵底物灭菌后，调整初始pH值为5.0，先接种占发酵底物总质量的6％-10％的红曲霉，初始浓度范围控制为1.0-4.0×106cfu/mL，控制25-30℃，发酵60-120h，获得第一阶段发酵产物；将鼠李糖乳杆菌、啤酒酵母菌和植物乳杆菌的混合菌种按发酵底物总质量的4％-8％继续接种到第一阶段发酵产物中，控制35-45℃，发酵24-96h，初始浓度范围控制为1.00-4.00×106cfu/mL，获得最终发酵产物。
优选地，步骤(2)两次接种后均补加灭菌蒸馏水调整液料比为1.2-1.6：1；将最终发酵产物进行真空干燥，控制真空度2500-7500Pa，干燥时间40-60min，调节履带速度175-195mm/min，进料量10-20L/h，经粉碎处理后出料，获得含水量8-11％的蚕蛹食品基料，进一步进行包装和灭菌。
上述方法制得的蚕蛹食品基料在制备辅助降血糖和调节胃肠道菌群的功能食品中的应用。
本发明中鼠李糖乳杆菌、啤酒酵母菌、植物乳杆菌、红曲霉和迷迭香均为市售产品。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明针对蚕蛹这一富含全价优质蛋白、功能性油脂、甲壳素和1-脱氧野尻霉素的新资源食品原料直接食用时易诱发蛋白过敏、甲壳素大分子消化利用率低等问题，首先通过选择适宜的微生物菌种组合(霉菌、乳酸菌和酵母菌等)，可分别完成蛋白和甲壳素等大分子的降解；其次在发酵底物中添加具有降血糖和改善胃肠道功能活性的玉竹酸性多糖提取物和淮山酸性多糖提取物，还添加了CrCl3作为啤酒酵母的底物，这些底物均有助于生成降血糖功能因子(酵母铬)和肠道益生元(寡聚糖)；最后，通过优化发酵工艺，先接种分解蚕蛹甲壳素和桑叶、番石榴叶纤维的红曲霉，再接种鼠李糖乳杆菌、啤酒酵母菌和植物乳杆菌混合菌种，进一步分解蚕蛹蛋白并生成具有降血糖活性的葡萄糖耐量因子-酵母铬。新鲜蚕蛹经过本技术处理，将蚕蛹中的大分子蛋白和甲壳素转化成富含小分子肽、壳寡糖益生元、葡萄耐量因子(酵母有机铬)和1-脱氧野尻霉素功能性食品基料，一方面解决了蚕蛹蛋白过敏、甲壳素大分子消化利用率低等问题，另一方面研发出一种具有降血糖和改善胃肠道功能的食品基料，并将其应用于辅助降血糖和调节胃肠道菌群的功能食品中。
(2)本发明选用的主要原料是自然界中富含降血糖和改善胃肠道功能的原料：蚕蛹含有高效α-葡萄糖苷酶抑制剂1-脱氧野尻霉素；玉竹酸性多糖和淮山酸性多糖具有降血糖和改善胃肠道双重功能；桑叶和番石榴叶均为临床常用降血糖中药，本技术选用新鲜桑叶和番石榴叶打浆制备底物原料，其中的多糖类成分也具有改善胃肠道功能。而且，经过多种微生物的混合发酵产生了协同作用，发酵产物中的1-脱氧野尻霉素和总黄酮含量分别由发酵前的16.02±1.58mg/100g,84.25±5.67mg/100g升高到发酵后的27.41±1.92mg/100g和152.14±10.25mg/100g。以这些原料开发的食品基料对于稳定血糖代谢水平和改善胃肠道功能具有重要作用。
(3)本发明针对原料的特性分别接种不同的益生菌，旨在最大限度地释放或生成生物活性物质。如针对新鲜蚕蛹原浆，先后接种红曲霉，利用红曲霉分泌的几丁质酶高效降解蚕蛹甲壳素大分子，而鼠李糖乳杆菌和植物乳杆菌可充分利用发酵底物中的碳水化合物和蚕蛹蛋白，并将大分子多糖水解成小分子肽和寡糖益生元，对调节血糖代谢和改善肠道菌群乃至整个机体的健康状态均有积极的作用。啤酒酵母以CrCl3作为底物可生成酵母铬。在上述益生菌发酵的过程中产生了大量的益生菌，对于稳定血糖代谢和改善胃肠道功能也是非常有益的。
(4)本发明在发酵过程中产生小分子寡糖益生元，不仅本身具有糖脂代谢调节功能等作用，尤其重要的是，它们还在后续的干燥和杀菌等加工过程中可以显著提高1-脱氧野尻霉素的稳定性，并提高益生菌的存活率。通过分析发现发酵混合产物经过干燥和灭菌工艺后1-脱氧野尻霉素和活菌总数显著提升(详见表4)，表明发酵产物中的小分子寡糖益生元和小分子肽对于维持产品中功能成分和益生菌含量的稳定性具有非常重要的作用。而且通过这种加工技术可以获得粘性小、流动性极佳的精粉原料。
(5)本发明涉及的主要加工单元基本控制在常温或低温条件下完成，有效地避免了原料中功能成分的变化，保持了原料的营养、风味和功能性成分。
具体实施方式
下面具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
实施例1
蚕蛹食品基料制备工艺的优化
1、以蚕蛹为主要原料的高产几丁质酶的红曲霉发酵工艺优化
在相同基础培养条件下(碳源、氮源和无机盐等)比较了蚕蛹壳胶体几丁质添加对食品级红曲霉产几丁质酶酶活力的影响，发现蚕蛹壳胶体几丁质的添加可显著提高红曲霉产几丁质酶酶活力。在此基础上进一步以发酵产物中的还原糖含量为响应值，开展红曲霉固态发酵蚕蛹响应面试验,并确定最佳的发酵工艺条件为：25％蚕蛹原浆、1.2％蚕蛹壳胶体几丁质、0.5％硫酸铵，补加灭菌蒸馏水调整液料比为1.25-1.60:1,控制25-30℃，发酵60-120h。发酵结束后DNS法(3，5-二硝基水杨酸)检测发酵产物中的还原糖。结果发现添加蚕蛹壳胶体几丁质后发酵产物中还原糖含量达3.1mg/mL，比不添加蚕蛹壳胶体几丁质的红曲霉对照菌种发酵生成的还原糖含量高40.9％，表明实现了蚕蛹甲壳素的有效降解(表1)。
表1两种对蚕蛹几丁质降解效果比较
注：-,未检测到。
2、鼠李糖乳杆菌、啤酒酵母菌和植物乳杆菌混合发酵的协同作用
(1)菌种的复配能使发酵更充分
以多糖降解率、氨基氮含量和蛋白水解度为考察指标，在接种量、培养基组成和发酵工艺参数保持一致的前提下，比较鼠李糖乳杆菌、啤酒酵母菌和植物乳杆菌混合发酵及3种菌种单独发酵的情况，确定当鼠李糖乳杆菌、啤酒酵母菌和植物乳杆菌按照2-3：1-2：4-5的质量比复配成混合菌种后，多糖降解率超过90％，蛋白水解度超过40％、氨基氮含量超过40超过mg/g，均优于各菌株单独发酵的效果，表现出一定的协同作用。
表2鼠李糖乳杆菌、啤酒酵母菌和植物乳杆菌单独或混合发酵理化指标
注：混合菌种指鼠李糖乳杆菌:啤酒酵母菌:植物乳酸杆菌等三种菌种按2:2:4比例混合而成
(2)混合菌种发酵可促进发酵底物中功能性成分释放
经过多种微生物的混合发酵过程，发酵底物中的1-脱氧野尻霉素含量和总黄酮含量均有不同程度升高。
由于发酵过程中产生了大量的纤维素酶，这可以促进结合在桑叶和番石榴叶细胞壁中的1-脱氧野尻霉素和总黄酮成分的释放。以1-脱氧野尻霉素和总黄酮含量为考查指标，分析了发酵对桑叶和番石榴混合原浆中这两类活性成分变化的影响。
表3发酵对样品1-脱氧野尻霉素和总黄酮含量的影响
注：混合菌种指枯草芽孢杆:啤酒酵母菌:乳酸杆菌等三种菌种按2:2:4比例混合而成
3、本发明在发酵过程中产生小分子寡糖益生元，不仅本身具有糖脂代谢调节功能等作用，尤其重要的是，它们还在后续的干燥和杀菌等加工过程中可以显著提高小分子1-脱氧野尻霉素的稳定性，同时可将益生菌的存活率提高近10倍左右。
表4干燥和灭菌对样品中1-脱氧野尻霉素和活菌总数的影响
*：1-脱氧野尻霉素、鼠李糖乳杆菌、啤酒酵母菌和植物乳杆菌按发酵混合产物中对应浓度混合配制。
实施例2
一种蚕蛹食品基料的制备方法，包括以下步骤：
(1)鲜蚕蛹匀浆制备。选用结茧后4天的新鲜蚕蛹，剔除病蛹、畸形蛹及死蛹；在蚕蛹匀浆过程中，为最大限度防止蚕蛹油脂等营养功能成分的氧化，将向蚕蛹中添加一定比例的迷迭香和维生素E混合物，迷迭香油溶液是称取一定量的市售脂溶性迷迭香，以CO2超临界萃取设备自行制备的蚕蛹油溶解后配制成含量为1％的迷迭香油溶液，将此迷迭香油溶液与维生素E按1:2的比例混合均匀后获得迷迭香和维生素E混合物；将此迷迭香和维生素E混合物按一定比例(控制终浓度0.05％)添加至鲜蚕蛹中，同时添加3％的蚕蛹壳胶体几丁质、0.3％硫酸胺，一起加入并同时转入胶体磨进行处理，控制胶体磨磨齿间隙10μm，处理时间6min获得鲜蚕蛹匀浆。所述自行制备的蚕蛹油是利用CO2萃取设备提取干燥蚕蛹中的油脂获得，工艺参数为温度43℃、压力25MPa、萃取时间4h、CO2流量26kg/h。
(2)发酵辅料制备。所述玉竹、淮山酸性多糖提取物的提取过程为：称取一定量厚度为1-3mm的干燥片状玉竹、淮山原料，按料液重量比1：5加入体积分数95％的乙醇溶液浸泡24h，去除小分子杂质和脂溶性物质，然后按料液比1：30加入0.1mmol/L NaOH水溶液，控制超声波功率400W处理20min，然后控制温度35℃搅拌提取5h，滤渣继续相同工艺重复提取1次，合并上述滤液，用20％的HCl溶液中和至溶液pH＝7.0，减压浓缩到滤液原体积的1/30，加入一定量无水乙醇(控制溶液中乙醇终浓度50％-60％)，沉淀静置过夜后析出多糖，离心所得沉淀即为玉竹、淮山酸性粗多糖提取物。反复将多糖沉淀水溶醇析5次，分别获得玉竹、淮山两种植物的酸性多糖提取物。
其中桑叶原浆和番石榴叶原浆的制备工艺是：分别将新鲜的桑叶、番石榴叶按料液比5：1的0.1％的NaCl溶液混合，经剪切式湿法超细粉碎机处理，控制转子转速为9000r/min，静刀片齿数为222，循环次数为3次，分别获得桑叶原浆和番石榴叶原浆。
其中发酵辅料的制备工艺是：分别玉竹酸性多糖提取物、淮山酸性多糖提取物、桑叶原浆和番石榴叶原浆按重量比2：1：10：5的比例混合，继续加入占其总质量3％的CrCl3水溶液，CrCl3水溶液的质量浓度为100mg/L，经打浆机混合后制备成均一稳定的浓浆状发酵辅料。
(3)发酵底物制备。将步骤(1)所制备的鲜蚕蛹匀浆和步骤(2)所制备的发酵辅料按重量比5：1比例混合，添加0.2％大豆卵磷脂，过胶体磨处理，控制胶体磨磨齿间隙5μm，处理时间5min，处理3次，获得均一稳定的发酵底物。
(4)复合菌种接种与发酵。将发酵底物灭菌后，调整初始pH 5.0，先接种占发酵底物总质量的6％的红曲霉，初始浓度范围控制为1.0-4.0×106cfu/mL，控制25℃，发酵72h，获得第一阶段发酵产物；将鼠李糖乳杆菌、啤酒酵母菌和植物乳杆菌按照2：1：4比例复配成混合菌种，按发酵底物总质量的4％将复合菌种继续接种到第一阶段发酵产物中，控制40℃，发酵72h，初始浓度范围控制为1.0-4.0×106cfu/mL，获得最终发酵产物。两次接种后均补加灭菌蒸馏水调整液料比为1.2：1。
(5)干燥、包装与灭菌，其特征在于：将最终发酵产物添加到真空带式连续干燥机的原料罐中，控制真空度7500Pa,调节履带速度175mm/min,进料量10L/h,干燥时间60min，经设备后端的粉碎装置粉碎处理后出料，获得含水量8-11％的蚕蛹制备健康食品基料。
实施例3
一种蚕蛹食品基料的制备方法，包括以下步骤：
(1)鲜蚕蛹匀浆制备。选用结茧后5天的新鲜蚕蛹，剔除病蛹、畸形蛹及死蛹；在蚕蛹匀浆过程中，为最大限度防止蚕蛹油脂等营养功能成分的氧化，将向蚕蛹中添加一定比例的迷迭香和维生素E混合物，迷迭香油溶液是称取一定量的市售脂溶性迷迭香，以CO2超临界萃取设备自行制备的蚕蛹油溶解后配制成含量为1％的迷迭香油溶液，将此迷迭香油溶液与维生素E按1:3的比例混合均匀后获得迷迭香和维生素E混合物；将此迷迭香和维生素E混合物按一定比例(控制终浓度0.06％)添加至鲜蚕蛹中，同时添加5％的蚕蛹壳胶体几丁质、0.5％硫酸胺，一起加入并同时转入胶体磨进行处理，控制胶体磨磨齿间隙15μm，处理时间5-10min获得鲜蚕蛹匀浆。所述自行制备的蚕蛹油是利用CO2萃取设备提取干燥蚕蛹中的油脂获得，工艺参数为温度43℃、压力25MPa、萃取时间4h、CO2流量26kg/h。
(2)发酵辅料制备。所述玉竹、淮山酸性多糖提取物的提取过程为：称取一定量厚度为1-3mm的干燥片状玉竹、淮山原料，按料液重量比1：6加入体积分数95％的乙醇溶液浸泡24h，去除小分子杂质和脂溶性物质，然后按料液比1：40加入0.15mmol/L NaOH水溶液，控制超声波功率500W处理15min，然后控制温度37℃搅拌提取4h，滤渣继续相同工艺重复提取1次，合并上述滤液，用20％的HCl溶液中和至溶液pH＝7.0，减压浓缩到滤液原体积的1/40，加入一定量无水乙醇(控制溶液中乙醇终浓度50％-60％)，沉淀静置过夜后析出多糖，离心所得沉淀即为玉竹、淮山酸性粗多糖提取物。反复将多糖沉淀水溶醇析5-8次，分别获得玉竹、淮山两种植物的酸性多糖提取物。
其中桑叶原浆和番石榴叶原浆的制备工艺是：分别将新鲜的桑叶、番石榴叶按料液比5：2的0.2％的NaCl溶液混合，经剪切式湿法超细粉碎机处理，控制转子转速为9000r/min，静刀片齿数为222，循环次数为2次，分别获得桑叶原浆和番石榴叶原浆。
其中发酵辅料的制备工艺是：分别玉竹酸性多糖提取物、淮山酸性多糖提取物、桑叶原浆和番石榴叶原浆按重量比3：2：15：6的比例混合，继续加入占其总质量4％的CrCl3水溶液，CrCl3水溶液的质量浓度为80mg/L，经打浆机混合后制备成均一稳定的浓浆状发酵辅料。
(3)发酵底物制备。将步骤(1)所制备的鲜蚕蛹匀浆和步骤(2)所制备的发酵辅料按重量比7：2比例混合，添加0.3％大豆卵磷脂，过胶体磨处理，控制胶体磨磨齿间隙10μm，处理时间6min，处理2次，获得均一稳定的发酵底物。
(4)复合菌种接种与发酵。将发酵底物灭菌后，调整初始pH 5.0，先接种占发酵底物总质量的8％的红曲霉，初始浓度范围控制为1.0-4.0×106cfu/mL，控制28℃，发酵60h，获得第一阶段发酵产物；将鼠李糖乳杆菌、啤酒酵母菌和植物乳杆菌按照3：2：4比例复配成混合菌种，按发酵底物总质量的6％将复合菌种继续接种到第一阶段发酵产物中，控制42℃，发酵60h，初始浓度范围控制为1.0-4.0×106cfu/mL，获得最终发酵产物。两次接种后均补加灭菌蒸馏水调整液料比为1.30：1。
(5)干燥、包装与灭菌，其特征在于：将最终发酵产物添加到真空带式连续干燥机的原料罐中，控制真空度5000Pa,调节履带速度180mm/min,进料量18L/h,干燥时间50min，经设备后端的粉碎装置粉碎处理后出料，获得含水量8-11％的蚕蛹制备健康食品基料。
实施例4
一种蚕蛹食品基料的制备方法，包括以下步骤：
(1)鲜蚕蛹匀浆制备。选用结茧后6天的新鲜蚕蛹，剔除病蛹、畸形蛹及死蛹；在蚕蛹匀浆过程中，为最大限度防止蚕蛹油脂等营养功能成分的氧化，将向蚕蛹中添加一定比例的迷迭香和维生素E混合物，迷迭香油溶液是称取一定量的市售脂溶性迷迭香，以CO2超临界萃取设备自行制备的蚕蛹油溶解后配制成含量为1％的迷迭香油溶液，将此迷迭香油溶液与维生素E按1:4的比例混合均匀后获得迷迭香和维生素E混合物；将此迷迭香和维生素E混合物按一定比例(控制终浓度0.08％)添加至鲜蚕蛹中，同时添加6％的蚕蛹壳胶体几丁质、0.6％硫酸胺，一起加入并同时转入胶体磨进行处理，控制胶体磨磨齿间隙20μm，处理时间5min获得鲜蚕蛹匀浆。所述自行制备的蚕蛹油是利用CO2萃取设备提取干燥蚕蛹中的油脂获得，工艺参数为温度43℃、压力25MPa、萃取时间4h、CO2流量26kg/h。
(2)发酵辅料制备。所述玉竹、淮山酸性多糖提取物的提取过程为：称取一定量厚度为1-3mm的干燥片状玉竹、淮山原料，按料液重量比1：8加入体积分数95％的乙醇溶液浸泡24h，去除小分子杂质和脂溶性物质，然后按料液比1：50加入0.2mmol/L NaOH水溶液，控制超声波功率450W处理10min，然后控制温度40℃搅拌提取3h，滤渣继续相同工艺重复提取2次，合并上述滤液，用20％的HCl溶液中和至溶液pH＝7.0，减压浓缩到滤液原体积的1/50，加入一定量无水乙醇(控制溶液中乙醇终浓度50％-60％)，沉淀静置过夜后析出多糖，离心所得沉淀即为玉竹、淮山酸性粗多糖提取物。反复将多糖沉淀水溶醇析8次，分别获得玉竹、淮山两种植物的酸性多糖提取物。
其中桑叶原浆和番石榴叶原浆的制备工艺是：分别将新鲜的桑叶、番石榴叶按料液比4：1的0.3％的NaCl溶液混合，经剪切式湿法超细粉碎机处理，控制转子转速为9000r/min，静刀片齿数为222，循环次数为4次，分别获得桑叶原浆和番石榴叶原浆。
其中发酵辅料的制备工艺是：分别玉竹酸性多糖提取物、淮山酸性多糖提取物、桑叶原浆和番石榴叶原浆按重量比4：1：12：7的比例混合，继续加入占其总质量5％的CrCl3水溶液，CrCl3水溶液的质量浓度为90mg/L，经打浆机混合后制备成均一稳定的浓浆状发酵辅料。
(3)发酵底物制备。将步骤(1)所制备的鲜蚕蛹匀浆和步骤(2)所制备的发酵辅料按重量比3：1比例混合，添加0.4％大豆卵磷脂，过胶体磨处理，控制胶体磨磨齿间隙15μm，处理时间5min，处理2次，获得均一稳定的发酵底物。
(4)复合菌种接种与发酵。将发酵底物灭菌后，调整初始pH 5.0，先接种占发酵底物总质量的7％的红曲霉，初始浓度范围控制为1.0-4.0×106cfu/mL，控制26℃，发酵80h，获得第一阶段发酵产物；将鼠李糖乳杆菌、啤酒酵母菌和植物乳杆菌按照2：2：5比例复配成混合菌种，按发酵底物总质量的8％将复合菌种继续接种到第一阶段发酵产物中，控制38℃，发酵96h，初始浓度范围控制为1.0-4.0×106cfu/mL，获得最终发酵产物。两次接种后均补加灭菌蒸馏水调整液料比为1.60：1。
(5)干燥、包装与灭菌，其特征在于：将最终发酵产物添加到真空带式连续干燥机的原料罐中，控制真空度6000Pa，调节履带速度175mm/min,进料量15L/h，干燥时间60min，经设备后端的粉碎装置粉碎处理后出料，获得含水量8-11％的蚕蛹制备健康食品基料。
实施例5
一种蚕蛹食品基料在加工营养代餐粉中的应用，包括以下步骤：
(1)辅料制备混合。将黑木耳粉、蔓越莓粉、辣木叶粉、菊粉果聚糖等4种辅料按质量份配比3：1：4：5称量后在搅拌机中搅拌10-20min至较均匀状态。
(2)原辅料混合。将实施例3制备的食品基料与辅料按重量比1：4的比例混合搅拌均匀。
(3)包装与灭菌。将混合均匀的营养代餐粉用食用复合铝箔袋包装，经微波灭菌后贴标并检验合格后获得成品。
实施例6
健康食品基料对糖尿病大鼠的血糖和肠胃菌群的调节药效学试验
本发明所选用的蚕蛹、玉竹酸性多糖提取物、淮山酸性多糖提取物、桑叶和番石榴叶均含多种活性功能因子，对人体血糖稳态和肠道微生物的健康效应已得到临床医学实践的证实。由于肠道菌群与人体的互利共生关系对机体健康有着十分重要的意义，越来越多研究发现肠道菌群作为影响宿主代谢的环境因子，与肥胖、2型糖尿病和高脂血症等脂质代谢紊乱等慢性疾病的发生发展密切相关，糖尿病患者的不仅血糖代谢异常，而且往往伴随肠道菌群的紊乱，因此通过服用具有辅助调节血糖和改善肠道菌群双重功能的代餐粉将对糖尿病患者症状改善具有积极的作用。以下通过的动物药效试验来说明本发明制备的健康食品基料在改善糖尿病患者血糖代谢和肠道菌群方面的调节作用。
一、试验材料：
1、样品：本药效试验的样品由上述实施例3制备。
2、试剂：动物血糖和血脂检测试剂盒(总甘油三酯、总胆固醇)购自南京建成生物工程研究所。
3、实验仪器：FA1104分析天平上海天平仪器，ZL-1型真空冷冻干燥机上海鑫泵，EYELA N-1001旋转蒸发仪(上海爱朗仪器有限公司)，UV-1700紫外分光光度计(日本岛津)，酶标仪(KHB ST-360)，气浴恒温摇床(Thermo)，96孔酶标板(Costar)，移液枪(Bio-Rad)。
4、实验动物：昆明种小白鼠(20±2g)，SPF级，雄性，广东省实验动物中心提供。
二、试验方法：
1、高糖高脂饮食诱导糖尿病高脂血症大鼠模型的建立：Wistar大鼠(平均体重200±20g)进行高糖高脂饲料喂养6周后，禁食12h，次日测空腹血糖(FPG)，取FPG≥16.00mmol·L-1的大鼠入选试验。
2、动物分组与给药：将经T检验无显著差异的大鼠按体重随机分为5组：空白对照组、模型对照组、样品低剂量组、中剂量组和高剂量组。各组处理方法为：低剂量组给药量100mg/kg型对照组；中剂量组给药量200mg/kg型对照组；高剂量组给药量400mg/kg型对照组；正常对照和模型对照组每次给予等体积的生理盐水，每天经口灌胃1次，继续喂养6周，期间自由摄食饮水，每3天称量一次体重。
3、实验各指标的测定：实验期间，每三天测一次体重与采食量。实验结束后采用眼眶静脉丛取血法取血，测定血糖(FPG)、总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)等生化指标。取各组大鼠粪便配制成重量比l％菌液，模拟大鼠肠道环境厌氧培养24h后，用选择性培养基测其肠杆菌、肠球菌、双歧杆菌、乳酸杆菌的活菌数，观察食品基料摄入对糖尿病高脂血症大鼠肠道菌群的影响。
三、数据处理
数据处理和统计分析采用SPSS 19.0软件包，结果以均数±标准差(x±s)表示，各组间的比较采用最小显著差异法(Least Significant Difference，LSD)。
四、试验结果
通过糖尿病高脂血症模型大鼠体内试验评价以蚕蛹、桑叶、番石榴叶、玉竹和淮山制备的食品基料的降血糖和改善肠道菌群的活性作用，下表1中的结果表明通过添加本产品，大鼠的血糖、血脂均得到较好的控制，各指标水平与不添加本产品的模型对照组大鼠存在显著性差异，接近空白组水平，说明本产品能起到较好的辅助降血糖作用。
表1食品基料对糖脂代谢紊乱大鼠的血清相关生化指标的改善作用
注：同一列不同的小写字母表示两者之间在0.05水平上有显著差异，相同字母则表示在0.05水平上无显出差异；TC为总胆固醇；TG为总甘油三酯；
表2食品基料对糖脂代谢紊乱大鼠肠道几种细菌数量变化的影响(log CFU/g)
本发明的上述实施例并不是对本发明保护范围的限定，本发明的实施方式不限于此，凡此种种根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，对本发明上述结构做出的其它多种形式的修改、替换或变更，均应落在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种蚕蛹食品基料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)鲜蚕蛹匀浆的制备：选用新鲜蚕蛹，添加迷迭香和维生素E混合物，经胶体磨处理获得鲜蚕蛹匀浆；
(2)发酵：将鲜蚕蛹匀浆作为发酵底物灭菌后，先接种红曲霉进行第一阶段发酵，再接种鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus GG)、啤酒酵母菌(Saccharomycescerevisiae Hansen)和植物乳杆菌(Lactobacillus Plantarum)的混合菌种进行第二阶段发酵，发酵产物经真空干燥，即制得蚕蛹食品基料；
所述发酵底物的制备：将鲜蚕蛹匀浆和发酵辅料按重量比5-10：1-3混合，添加0.2％-0.4％大豆卵磷脂，过胶体磨处理，制得发酵底物；所述发酵辅料是将玉竹酸性多糖提取物、淮山酸性多糖提取物与桑叶原浆、番石榴叶原浆混合，并添加CrCl3水溶液经打浆得到浓浆状发酵辅料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)制备鲜蚕蛹匀浆的原料中还添加3％-6％的蚕蛹壳胶体几丁质和0.2％-0.8％的硫酸胺。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述玉竹酸性多糖提取物、淮山酸性多糖提取物、桑叶原浆和番石榴叶原浆的重量比为2-5：1-2：10-20：5-8；所述CrCl3水溶液的质量浓度为80-100mg/L，CrCl3水溶液占发酵辅料总质量的3％-6％。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述迷迭香用蚕蛹油溶解配制成浓度为0.50％-1.00％的迷迭香油溶液，迷迭香油溶液与维生素E的质量比为1:2-4；所述迷迭香和维生素E混合物在鲜蚕蛹匀浆中的终浓度为0.03％-0.08％。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述鼠李糖乳杆菌、啤酒酵母菌和植物乳杆菌的质量比为2-3：1-2：4-5。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中将发酵底物灭菌后，调整初始pH值为5.0，先接种占发酵底物总质量的6％-10％的红曲霉，初始浓度范围控制为1.0-4.0×106cfu/mL，控制25-30℃，发酵60-120h，获得第一阶段发酵产物；将鼠李糖乳杆菌、啤酒酵母菌和植物乳杆菌的混合菌种按发酵底物总质量的4％-8％继续接种到第一阶段发酵产物中，控制35-45℃，发酵24-96h，初始浓度范围控制为1.00-4.00×106cfu/mL，获得最终发酵产物。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)两次接种后均补加灭菌蒸馏水调整液料比为1.2-1.6:1；将最终发酵产物进行真空干燥，控制真空度2500-7500Pa，干燥时间40-60min，经粉碎处理后出料，获得含水量8-11％的蚕蛹食品基料。
8.权利要求1～7任意一项方法制备的蚕蛹食品基料。
9.权利要求8所述蚕蛹食品基料在制备辅助降血糖和调节胃肠道菌群的功能食品中的应用。
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