CN109864270B - 一种富益生菌冻干胡萝卜丁产品及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种富益生菌冻干胡萝卜丁产品及其制备方法，属农产品加工技术领域。本发明依据胡萝卜界面性质和特定益生菌形成生物膜的表面物化性质，选择胡萝卜的形成层和木质部做为产品原料，并采用真空浸渍联合生物膜法将益生菌富集到胡萝卜中，比已有技术制备产品的菌数提高10倍以上，包括以下步骤：胡萝卜原料制备、益生菌浸渍液制备、真空浸渍、生成生物膜、真空冷冻干燥和充氮包装。制备的富益生菌冻干胡萝卜丁产品中活菌数可在25℃下保持107CFU/g 120天以上。本发明制备的富益生菌胡萝卜产品，集益生菌的保健功能和胡萝卜的营养功能于一体，是具有保健作用的休闲食品，大幅提升了胡萝卜产品的附加值，具有广阔市场前景。

Description

一种富益生菌冻干胡萝卜丁产品及其制备方法
一、技术领域
本发明涉及一种富益生菌冻干胡萝卜丁产品及其制备方法，属于农产品加工技术领域。
二、背景技术
益生菌具有调节肠道菌群、降脂保肝、抗肿瘤、抗糖尿病等多种益生功能，已实现工业化应用，但其利用产品多为发酵乳制品，存在高胆固醇风险和乳糖不耐症人群无法消费两大缺陷，亟待推出新产品，惠及更多消费者。
崔莉等在《胡萝卜片中富集植物乳杆菌的工艺优化》中采用真空浸渍的方式将植物乳杆菌富集到胡萝卜中，其中益生菌数能到1.2×1010CFU/g干样，但文中并未涉及采用生物膜的方法富集益生菌。
在自然状态下，微生物为抵御严苛的生存环境，具备多种自我保护机制，其中之一就是群体聚集形成生物膜。相对于浮游状态，形成生物膜的细菌抗逆性更强而且生物膜中的菌密度高，菌数多。目前的研究主要集中在致病菌的生物膜防治方面，而有益菌生物膜应用研究较少。崔莉等在《一种富益生菌冻干毛豆粒产品及其制备方法》(专利申请号：201710962415.0)中，采用生物膜法将毛豆上富集的益生菌数从原有真空浸渍技术的106CFU/g干样提升到1010CFU/g干样。
本专利受上述文献启示，采用真空浸渍联合生物膜法将益生菌富集到特定的胡萝卜组织中。本专利在《一种富益生菌冻干毛豆粒产品及其制备方法》(专利申请号：201710962415.0)中采用的生物膜法富集益生菌的方法基础上，依据胡萝卜界面性质和特定益生菌形成生物膜的表面物化性质，选择胡萝卜的形成层和木质部做为产品原料，并采用真空浸渍联合生物膜法富集益生菌，每克冻干产品中富集的益生菌数比已有技术制备产品提高10倍以上，从2.62×1011CFU/g提高到8.81×1012CFU/g。
三、发明内容
技术问题
本发明的目的是提供一种富益生菌冻干胡萝卜丁产品及其制备方法
技术方案
一种富益生菌冻干胡萝卜丁产品及其制备方法，其制作步骤为：
(1)原料制备：去掉胡萝卜的韧皮部，选择胡萝卜的形成层和木质部，清洗，切丁，热烫30-200s后立即放入无菌冷水中，待冷却后取出沥干；
(2)益生菌浸渍液制备：取一环冻干或斜面保存的植物乳杆菌，接到对应的液体培养基中，在37℃培养箱中活化24h，移出1mL于新的5mL液体培养基中，同样条件活化12h，再以10％接到液体培养基中培养到菌液含菌量在107-9CFU/mL时，离心，去除上清液，菌泥用同体积市售纯果汁稀释到含菌量为107-9CFU/mL，得浸渍液。
(3)真空浸渍：将清洗烫漂后的胡萝卜丁，以胡萝卜丁与浸渍液的比例为1∶1～5加入浸渍液，浸渍参数为温度30～40℃、抽真空时间10～20min和真空压力0.09MPa。
(4)生成生物膜：胡萝卜丁真空浸渍后，浸泡在上述浸渍液中，37℃静置浸泡培养4-5天，取出沥干。
(5)干燥包装：真空冷冻干燥至含水量低于5％后充氮包装，其中益生菌活菌数可在25℃下保持107CFU/g 120天以上。
有益效果
1.对胡萝卜原料部位进行选择后，实现了生物膜形成的精准定位：本专利前期研究发现，采用《一种富益生菌冻干毛豆粒产品及其制备方法》(专利申请号：201710962415.0)中采用的生物膜法制备富益生菌胡萝卜丁时，在随机取样测菌数时，发现菌数差异很大，最大可达一个数量级。于是我们将生物膜法富集了益生菌的胡萝卜真空冷冻干燥后，选取木质部、形成层和韧皮部观察菌附着情况，发现胡萝卜部位不同，组织结构不同，生物膜形成情况不同，其中只有胡萝卜的形成层和木质部形成了生物膜。同时我们也在菌数测定结果中验证了上述结论。于是，本专利提出胡萝卜的取样部位应为形成层和木质部。
电镜观察结果分析：如附图1，胡萝卜鲜样的横切面可以分成3个部分，分别为木质部、形成层和韧皮部。将胡萝卜冻干后可以看到上述3个部位的形态结构有显著不同，见附图2。进一步放大后，如附图3，韧皮部的细胞排列紧密，表面平滑，孔洞较少。形成层开始孔洞变深，而且出现较大的孔洞。木质部的孔洞较深，排列均匀。附图4为形成生物膜后同一个胡萝卜粒表面不同部位益生菌的附着情况。如附图4左图，由于韧皮部表面光滑无较深孔洞，只有少量菌以游离零散的方式附着在胡萝卜组织表面，未见菌聚集成膜的情况。由附图4的中图和右图可知，大量的益生菌菌体聚集成膜状，几乎填满了胡萝卜原有的孔隙结构。从形成层开始孔洞变深，菌附着开始变多，在一些较深的孔洞中，可以看到益生菌呈膜状黏附聚集紧密排列。木质部菌附着最多，几乎每个孔中都形成了生物膜。
菌数测定结果分析：将胡萝卜切丁后采用生物膜法制备富益生菌胡萝卜丁测定菌数为2.62×1011CFU/g，取胡萝卜形成层和木质部切丁后采用生物膜法制备富益生菌胡萝卜丁测定菌数为1.73×1012，二者相差1个数量级以上。
综上，本专利提出，胡萝卜木质部和形成层的结构适宜益生菌附着成膜，所以规定胡萝卜的取样部位为形成层和木质部。
2.真空浸渍联合生物膜法较单一生物膜法富集的益生菌菌数进一步提高：经测定，采用单一生物膜法富集益生菌的胡萝卜丁益生菌数为1.73×1012CFU/g干样，而采用真空浸渍联合生物膜法富集的胡萝卜丁的益生菌数为8.81×1012CFU/g干样，比单一生物膜法提高5倍以上。
3.真空浸渍联合生物膜法较单一生物膜法益生菌抗逆性进一步提高：当细菌的细胞以生物膜的形式存在时，其群体感应系统才会发挥作用，从而对外表现出单个细胞无法实现的生理功能，例如，对不良环境的耐受能力。本专利发现采用真空浸渍联合生物膜法富集的胡萝卜丁的益生菌较采用单一生物膜法的胡萝卜丁的益生菌在模拟胃肠环境的存活性提高43.7％以上；在干燥及贮藏过程中存活率增高，经真空浸渍联合生物膜法富集的胡萝卜丁真空冷冻干燥后，充氮包装，25℃下，保持107CFU/g天数为120天以上，比单一生物膜法富集的胡萝卜丁的90天延长30天以上。
4.真空浸渍联合生物膜法提高了益生菌浸渍液的利用效率：已有技术中，浸渍液只用于真空浸渍(胡萝卜片中富集植物乳杆菌的工艺优化，食品科学，2017，38，16：183-189)或生成生物膜(一种富益生菌冻干毛豆粒产品及其制备方法，专利申请号：201710962415.0)一个环节。本专利将浸渍液应用于真空浸渍和生成生物膜两个环节，提高了浸渍液中益生菌的利用效率，降低了成本。
四、附图说明
图1胡萝卜鲜样照片(注：A-木质部，B-形成层，C-韧皮部)
图2胡萝卜冷冻干燥后扫描电镜图(注：A-木质部，B-形成层，C-韧皮部，放大倍数20X)
图3胡萝卜冷冻干燥后扫描电镜图(注：从左到右依次为韧皮部，形成层和木质部，放大倍数100X)
图4植物乳杆菌在胡萝卜各部位附着情况(注：从左到右依次为韧皮部，形成层和木质部，放大倍数500X)
五、具体实施方式
(一)下面的实施例可以更好地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
(1)原料制备：去掉胡萝卜的韧皮部，选择胡萝卜的形成层和木质部，清洗，切丁，热烫90s后立即放入无菌冷水中，待冷却后取出沥干；
(2)益生菌浸渍液制备：取一环冻干或斜面保存的植物乳杆菌，接到对应的液体培养基中，在37℃培养箱中活化24h，移出1mL于新的5mL液体培养基中，同样条件活化12h，再以10％接到液体培养基中培养到菌液含菌量在107-9CFU/mL时，离心，去除上清液，菌泥用同体积市售纯果汁稀释到含菌量为107-9CFU/mL，得浸渍液。
(3)真空浸渍：将清洗烫漂后的胡萝卜丁，以胡萝卜丁与浸渍液的比例为1∶2加入浸渍液，浸渍参数为温度35℃、抽真空时间15min和真空压力0.09MPa。
(4)生成生物膜：胡萝卜丁真空浸渍后，浸泡在上述浸渍液中，37℃静置浸泡培养5天，取出沥干。
(5)干燥包装：真空冷冻干燥至含水量低于5％后充氮包装，其中益生菌活菌数在25℃下贮藏120天时，菌数为6.87×107CFU/g。

Claims (3)

1.一种富益生菌冻干胡萝卜丁的制备方法，其特征在于，是由以下方法制备而成的：
以胡萝卜的形成层和木质部为原料，经清洗切丁烫漂后，以真空浸渍联合生物膜法将益生菌富集到胡萝卜组织中，然后采用真空冻干干燥方法将富益生菌胡萝卜丁干燥为富益生菌冻干胡萝卜丁，无菌条件下，充氮铝箔袋包装为产品；所述真空浸渍联合生物膜法为：(1)制备浸渍液，取一环冻干或斜面保存的植物乳杆菌，接到MRS液体培养基中，在37℃培养箱中活化24h，移出1mL于新的5mL液体培养基中，同样条件活化12h，再以10％接到液体培养基中培养12h，菌液含菌量在107-9CFU/mL，离心后，去除上清液，用市售果汁稀释菌体到含菌量为107-9CFU/mL；(2)真空浸渍：将清洗烫漂后的胡萝卜丁，以胡萝卜丁与浸渍液的比例为1∶1～5加入浸渍液，浸渍参数为温度30～40℃、抽真空时间10～20min和真空压力0.09MPa；(3)生成生物膜：胡萝卜丁经真空浸渍后，浸泡在上述浸渍液中，37℃静置浸泡培养4～5天，取出沥干。
2.根据权利要求1所述的一种富益生菌冻干胡萝卜丁的制备方法，其特征在于，所述原料为：去掉胡萝卜的韧皮部，选择胡萝卜的形成层和木质部，清洗，切丁，热烫30-200s后立即放入无菌冷水中，待冷却后取出沥干。
3.通过权利要求1-2任一方法制备的富益生菌冻干胡萝卜丁。
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