CN113875870B - 一种活性益生菌软糖及其制备方法 - Google Patents
一种活性益生菌软糖及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种活性益生菌软糖及其制备方法。所述活性益生菌软糖由益生菌凝胶、甜味剂、凝胶剂、浓缩果汁、柠檬酸和水制成。本发明采用包埋方法使活性益生菌被包裹在海藻酸钠、果胶、分离乳清蛋白与钙盐固化形成的凝胶里面,首先海藻酸盐与果胶混合后,可以克服分散、崩解的缺点,形成更强的水凝胶网络,从而增加对核心成分的保护,其次乳清蛋白分离物由于其孔隙填充、缓冲能力、凝胶特性、对肠绒毛的粘附特性,进一步提高了水凝胶的稳定性和渗透性,以提高保加利亚乳杆菌对酸、热等不利因素的耐受性。
Description
技术领域
本发明涉及一种活性益生菌软糖及其制备方法,旨在解决益生菌在产品应用时易失活的问题,制备一款活菌型软糖产品,减少益生菌在食品加工过程中的损耗、提高益生菌在糖体高酸性、高水分环境中的存活,保持活性直到到达目标肠道位置,从而发挥健康功效。
背景技术
软糖是一种具有弹性和韧性的糖果,以明胶、糖浆等原料为主,经多个工序操作,构成具有不同的形状、质构和香味的产品。近几年,软糖开始流行应用到功能性食品行业,数据统计,2018年软糖膳食补充剂是增长速度最快的剂型,占当年所有膳食补充剂销售额的12%。在美国,2019年有49%的膳食补充剂用户从传统的片剂、胶囊等形式转向软糖。软糖膳食补充剂的爆发性增长,除了来自行业本身的高速增长外,和它与普通食品接近的外观、具有愉悦感的食用体验也是分不开的。而长期作为零食的软糖不仅看起来不像药品,还可以为消费者提供一种有趣、美味和便携式的方式来摄取营养,不仅可以使品牌脱颖而出,它还可以吸引更多的新用户加入膳食补充剂的消费,现在成年人已经是软糖的主要目标受众,占软糖补充剂市场的65%以上。
软糖产品不论是从其本身特点来看,还是从近几年发展情况来看,其在膳食补充剂市场占据重要地位,是当今递送系统中的最大趋势,可适用于负载维生素、抗氧化剂和益生菌微生物等功能成分。2019年,美国软糖补充剂的最大类别为维生素和矿物质,其他类别如草药/植物药,益生菌,褪黑素等也越来越受欢迎。
保加利亚乳杆菌是益生菌中被广泛应用的乳酸杆菌,分布较广,不仅在传统发酵制品(酸奶、奶酪、冷冻乳制品等)中常见,同时也存在于人体和动物的肠道中,有着非常重要的生理功能。乳杆菌具有调整肠道菌群平衡,抑制肠道中的致病菌和腐败菌的繁殖,促进营养物质的吸收,免疫调节、抗癌等多种功能。随着保加利亚乳杆菌的生理功能不断被深入研究,保加利亚乳杆菌也得到了越来越多的关注。然而,保加利亚乳杆菌不宜储存,而且抗逆性较差,对高酸性环境敏感,活菌数易降低或丧失。保加利亚乳杆菌进入人体后,通过食管抵达胃部,但是人类胃液的pH较低,会导致此菌无法忍受胃液的高酸环境,最后无法发挥益生菌的作用。
国内外研究者为提高益生菌存活率,采取了许多办法,综合考虑实际应用成本与保护效果,微胶囊包埋中的水凝胶保护具有操作简单,制备的微胶囊机械强度大等优点,被认为是提高益生菌在加工和消化道过程中对热处理和低酸环境的耐受性的有效方法。水凝胶以其本身成分的类似性,非常适合作为食品添加成分应用于软糖中。软糖中的胶类物质成分对益生菌可进一步起到叠加性的双重保护效果。
《一种活性益生菌软糖及其制备方法》申请公布号:CN 112841377 A,此发明采用包埋方法使活性益生菌被包裹在海藻酸钠与钙盐固化形成的微球里面,从而使活性益生菌在糖体的高酸性、高水分的环境存活时间更久,减少活性益生菌的损耗,生产出的活性益生菌软糖,使消费者达到既好吃又健康的效果。
《一种益生菌无糖型软糖组合物及其制备方法》申请公布号:CN IO6070943A此发明涉及一种益生菌无糖型软糖组合物及其制备方法,所述益生菌无糖型软糖组合物按质量份数由以下原料组成:益生菌2一20份;益生元浆10一90份;胶体1一20份;上光油1一15份;水10一30份。此发明提供的益生菌无糖型软糖组合物在补充益生菌的同时还能够补充益生元,对维持肠道健康、减少便秘促进维生素及矿物质的吸收有很大帮助,本发明提供的无糖型软糖组合物中的益生菌活菌含量较高能够满足人们补充益生菌的需要,并且组合物中的益生菌具有较好的稳定性,适于长期货架存放。
《一种果味益生菌软糖及加工方法》申请公布号:CN 109221572 A,本发明公开了一种果味益生菌软糖及加工方法,配方包括:淀粉、淀粉糖浆、白糖、柠檬酸、香料和乳酸钙,各组分的质量百分含量分别是:11.0%~12.3%的淀粉、40.5%~40.9%的淀粉糖浆、28.3%~30.8%的白糖、0.01%~0.05%的柠檬酸、0.1%~0.5%的香料、0.7%~1.2%的乳酸钙和18.0%~19.6%的水,加工步骤包括选料、调制淀粉乳、混合、熬糖、浇模成型、干燥及包装,将选取的淀粉先加入到离心机中进行初步脱水,然后在将淀粉至80~85度之间,进行二次干燥,之后对其进行冷却过筛,并使得细度在100目以下,本发明,制备工艺简单,采用机器工作,避免人工操作带来的失误,节约了人力资源,配方中使用的原料,容易获得,且价格便宜,大大地降低了本,机器化生产,提高了生产效率,实现了批量化生产,值得推广。
已开发出含有凝结芽孢杆菌GBI-306086的明胶软糖,在模拟胃肠道暴露后表现出相当多的活菌数和良好的可接受性。含有益生菌等成分的果冻糖果对人体有益,已被证明是一种有趣的行业营销策略。(Miranda,J.S.,Costa,B.V.,Oliveira,I.V.de,Lima,D.C.N.de,Martins,E.M.F.,Júnior,B.R.de C.L.,…Martins,M.L.(2020).Probioticjelly candies enriched with native Atlantic Forest fruits and Bacilluscoagulans GBI-306086.Lwt-Food Science and Technology,126,109275.)
国内外研究者为提高益生菌存活率,采取了许多办法,包括从大量潜力菌株中筛选出耐受性强的菌株,也可以采用基因工程技术获得新型菌株,或稳定化、微胶囊技术(乳化法、相分离法、喷雾干燥以及压力喷雾法等)。现有技术存在设备要求高、工序繁琐、成本高等问题。
壁材的选用是水凝胶保护方法的关键,使用单一材料对益生菌进行包埋,存在强度低、孔隙大、易渗透等问题,在酸性环境中易崩解,对其核心成分保护效果较差,其稳定性还需进一步提高。
发明内容
本发明的目的是提供一种活性益生菌软糖及其制备方法。
本发明所提供的活性益生菌软糖由益生菌凝胶、甜味剂、凝胶剂、浓缩果汁、柠檬酸和水制成,
其中,以重量份数计,益生菌凝胶10份;甜味剂15-35份;凝胶剂8-11份;浓缩果汁7-17份;柠檬酸0.2-0.4份;水30-45份;
益生菌凝胶中的益生菌具体可为保加利亚乳杆菌;
所述甜味剂为白砂糖和麦芽糖醇的混合物,白砂糖与麦芽糖醇质量比可为0.7-1.5:1;
所述凝胶剂为明胶和果胶的混合物,明胶与果胶质量比可为60:1;
所述益生菌凝胶通过包括如下步骤的方法制备得到:分别配制无菌海藻酸钠溶液、果胶溶液、保加利亚乳杆菌菌悬液,将无菌海藻酸钠溶液、果胶溶液、保加利亚乳杆菌菌悬液混合得到均质的混合溶液,在Ca2+的溶液环境下,搅拌固化,加入到分离乳清蛋白溶液中进一步包覆,得到益生菌凝胶。
所述无菌海藻酸钠溶液中,海藻酸钠的质量浓度为1%;
所述无菌海藻酸钠溶液通过如下方法制备得到:称取1.0g海藻酸钠粉末溶于100mL蒸馏水中,磁力搅拌1h(500rpm,50℃)使溶解完全,用1.0mol/L的HCl溶液调节pH至6.5,离心(5000×g,5min)后取上清,采用高压蒸汽灭菌(121℃,20min)得到无菌海藻酸钠溶液;
所述果胶溶液中,果胶的质量浓度为2%;
所述果胶溶液通过如下方法制备得到:称取2.0g果胶粉末溶于100mL蒸馏水中,磁力搅拌1h(500rpm,50℃)使其溶解完全,用1.0mol/L的HCl溶液调节pH至6.5,离心(5000×g,5min)后取上清,高压蒸汽灭菌(121℃,20min)得到果胶溶液;
所述保加利亚乳杆菌菌悬液中,保加利亚乳杆菌的浓度为8.5-9.5log CFU/mL。
所述保加利亚乳杆菌菌悬液通过如下方法制备得到:取100μL在-20℃冰柜中保存的菌种加入含MRS肉汤培养基(250mL),混匀后在37±1℃生化培养箱中静置、密封培养24h,将一次培养液按5%(v/v)的量加至新鲜MRS肉汤培养基(250mL)中,混匀后在37±1℃生化培养箱中静置、密封培养24h,进行二次活化,将二次培养液离心除去培养基,用PBS缓冲液洗涤两次,最终分散在生理盐水(8.5g/L,NaCl)中,即得保加利亚乳杆菌菌悬液。
所述分离乳清蛋白溶液的浓度可为4-12g/100mL,具体可为4、8、12g/100mL,更具体可为4g/100mL;
所述分离乳清蛋白溶液通过如下方法制备得到:称取分离乳清蛋白粉末加入无菌蒸馏水中,在磁力搅拌水浴锅中以500rpm、40℃水温搅拌60min,后将水温调整至25℃后继续搅拌360min;分离乳清蛋白充分复水后置于80℃磁力搅拌水浴锅中搅拌30min使分离乳清蛋白完成聚合,然后用冷流水冷却溶液至室温得到分离乳清蛋白溶液;
所述益生菌凝胶的具体制备方法为:将无菌海藻酸钠溶液、果胶溶液和游离保加利亚乳杆菌菌悬液悬浮液按体积比1:1:1混合,以500r/min的恒速搅拌,加入交联溶液(2.0g/100mL CaCl2,与海藻酸钠溶液的体积比为1:1),缓慢搅拌30min,得到均质的海藻酸钠-果胶水凝胶溶液;然后将海藻酸钠-果胶水凝胶溶液包覆分离乳清蛋白溶液(80℃,30min)溶液(与海藻酸钠溶液的体积比为1:1),在500r/min下分散30min,离心,收集,得到分离乳清蛋白-海藻酸钠-果胶混合溶液,即益生菌凝胶,4℃保存。
上述活性益生菌软糖通过包括如下步骤的方法制备得到:将甜味剂、浓缩果汁和水混合加热至沸腾、熬煮,加入凝胶剂搅拌混匀得到混合料液;向混合料液中加入柠檬酸、益生菌凝胶一起混合均匀;将混合均匀后的料液倒入模具、冷却成型,得到糖体;将糖体干燥,得到软糖。
其中,凝胶剂经过如下预处理:将明胶、果胶混合分散均匀,加水溶胀1h,在50-65℃下加热、搅拌至其呈半透明液状,得凝胶剂,60-65℃保温备用;
在将甜味剂、浓缩果汁和水混合加热至沸腾、熬煮,加入凝胶剂搅拌混匀得到混合料液步骤中;将白砂糖、麦芽糖醇、浓缩果汁、水加热至100-120℃熬煮至可溶性固形物含量为60%,待混合料液冷却到80-90℃时加入凝胶剂;
在向混合料液冷中加入柠檬酸、益生菌凝胶一起混合均匀步骤中,待混合料液冷却到60-70℃时加入柠檬酸、益生菌凝胶;
在将糖体干燥步骤中,将糖体放入20-28℃,相对湿度30-50%的干燥箱中干燥,直至水分含量达到13-20%得到糖果。
本发明方法选取海藻酸钠、果胶、分离乳清蛋白三种成分,在钙离子的作用下形成益生菌凝胶,提高其强度与黏度,以实现较好的保护效果。
本发明考察了加入的海藻酸钠的浓度、果胶的浓度、特定浓度下海藻酸钠与果胶的体积比,及分离乳清蛋白的浓度对所得益生菌凝胶消化后剩余活菌数的影响,在最佳浓度下,所得益生菌凝胶的凝胶活菌数最高,稳定性好。
本发明可实现较高的活菌数,经过软糖加工工艺、干燥工艺步骤后,产品仍可保持8-9log CFU/g的初始活菌数,在经过模拟消化实验后,在最终的肠溶阶段可实现超过6logCFU/g以上的活菌数,满足了世界卫生组织的建议摄入量(>106-107cfu/g)。
相比于其他的技术,本发明具有操作简单、成本低、生物相容性好、化学稳定性好等优点,对提高益生菌在加工和消化道过程中对热处理和低酸环境的耐受性有显著效果。水凝胶以其本身成分的类似性,非常适合作为食品添加成分应用于软糖中。软糖中的胶类物质成分对益生菌可进一步起到叠加性的双重保护效果,以实现产品活菌型的特性。
本发明采用包埋方法使活性益生菌被包裹在海藻酸钠、果胶、分离乳清蛋白与钙盐固化形成的凝胶里面,首先海藻酸盐与果胶混合后,可以克服分散、崩解的缺点,形成更强的水凝胶网络,从而增加对核心成分的保护,其次乳清蛋白分离物由于其孔隙填充、缓冲能力、凝胶特性、对肠绒毛的粘附特性,进一步提高了水凝胶的稳定性和渗透性,以提高保加利亚乳杆菌对酸、热等不利因素的耐受性。
附图说明
图1表明实施例4中游离益生菌(Lb.)、果胶-海藻酸钠凝胶(Al-P)、4g/100mL分离乳清蛋白包覆凝胶(WPI 4%)、8g/100mL分离乳清蛋白包覆凝胶(WPI 8%)、12g/100mL分离乳清蛋白包覆凝胶(WPI 12%)经模拟胃液(pH 2.0)模拟消化120min后剩余活菌数。
图2表明实施例4中游离益生菌(Lb.)、果胶-海藻酸钠凝胶(Al-P)、4g/100mL分离乳清蛋白包覆凝胶(WPI 4%)、8g/100mL分离乳清蛋白包覆凝胶(WPI 8%)、12g/100mL分离乳清蛋白包覆凝胶(WPI 12%)经模拟胆盐1%/2%模拟消化0h/1h/2h后剩余活菌数。
图3表明游离益生菌(Lb.)、果胶-海藻酸钠凝胶(Al-P)、4g/100mL分离乳清蛋白包覆凝胶(WPI 4%)、8g/100mL分离乳清蛋白包覆凝胶(WPI 8%)、12g/100mL分离乳清蛋白包覆凝胶(WPI 12%)经热处理(80℃,10min)后剩余活菌数。
图4表明游离益生菌(Lb.)、果胶-海藻酸钠凝胶(Al-P)、4g/100mL分离乳清蛋白包覆凝胶(WPI 4%)、8g/100mL分离乳清蛋白包覆凝胶(WPI 8%)、12g/100mL分离乳清蛋白包覆凝胶(WPI 12%)在4℃下贮藏35d(A)活菌数及(B)凝胶外观变化。
图5为实施例5中海藻酸钠质量分数对Pec-Alg益生菌凝胶活菌数的影响。
图6为实施例6中果胶质量分数对Pec-Alg益生菌凝胶活菌数的影响。
图7为实施例7中海藻酸钠:果胶(v/v)对Pec-Alg益生菌凝胶活菌数的影响。
具体实施方式
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明,均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等,如无特殊说明,均可从商业途径得到。
下述实施例中的益生菌凝胶通过如下方法制备:
称取1.0g海藻酸钠粉末溶于100mL蒸馏水中,磁力搅拌1h(500rpm,50℃)使溶解完全,用1.0mol/L的HCl溶液调节pH至6.5,离心(5000×g,5min)后取上清,采用高压蒸汽灭菌(121℃,20min)得到无菌海藻酸钠溶液(质量浓度1%);
称取2.0g果胶粉末溶于100mL蒸馏水中,磁力搅拌1h(500rpm,50℃)使其溶解完全,用1.0mol/L的HCl溶液调节pH至6.5,离心(5000×g,5min)后取上清,高压蒸汽灭菌(121℃,20min)得到果胶溶液(质量浓度为2%);
取100μL在-20℃冰柜中保存的菌种加入含MRS肉汤培养基(250mL),混匀后在37±1℃生化培养箱中静置、密封培养24h,将一次培养液按5%(v/v)的量加至新鲜MRS肉汤培养基(250mL)中,混匀后在37±1℃生化培养箱中静置、密封培养24h,进行二次活化,将二次培养液离心除去培养基,用PBS缓冲液洗涤两次,最终分散在生理盐水(8.5g/L,NaCl)中,即得保加利亚乳杆菌菌悬液(保加利亚乳杆菌的浓度为8.5-9.5log CFU/mL);
将无菌海藻酸钠溶液、果胶溶液和游离保加利亚乳杆菌菌悬液悬浮液(8.5-9.5log CFU/mL)按体积比1:1:1混合,以500r/min的恒速搅拌,加入交联溶液(2.0g/100mLCaCl2,与海藻酸钠溶液的体积比为1:1),缓慢搅拌30min,得到均质的海藻酸钠-果胶水凝胶溶液;然后将海藻酸钠-果胶水凝胶溶液包覆变性分离乳清蛋白溶液(4g/100mL)(80℃,30min)溶液(与海藻酸钠溶液的体积比为1:1),在500r/min下分散30min,离心,收集,得到分离乳清蛋白-海藻酸钠-果胶混合溶液,即益生菌凝胶,4℃保存。
实施例1
制备工艺:
1.将明胶、果胶混合分散均匀,加入水溶胀1h,在50-65℃下加热、搅拌至其呈半透明液状,得凝胶剂,60-65℃保温备用;
2.将白砂糖、麦芽糖醇、浓缩果汁、水加热至100-120℃熬煮至可溶性固形物含量为60%,待混合料液冷却到80-90℃时加入凝胶剂,搅拌混匀得到混合料液;
3.待混合料液冷却到60-70℃时加入柠檬酸、益生菌凝胶一起混合均匀;
4.将混合均匀后的料液倒入模具、冷却成型,得到糖体;
5.将糖体放入20-28℃,相对湿度30-50%的干燥箱中干燥,直至水分含量达到13-20%,得到软糖。
本实施例制备得到的活菌型凝胶软糖每粒净重1.07±0.01g,软糖的外观具有良好的光泽,均匀剔透,完整无明显变形。
活菌数:产品中活菌为8.9log CFU/g,室温下保存一个月后,产品活菌数仍可达7.25log CFU/g。
实施例2
制备工艺:
1.将明胶、果胶混合分散均匀,加入水溶胀1h,在50-65℃下加热、搅拌至其呈半透明液状,得凝胶剂,60-65℃保温备用。
2.将白砂糖、麦芽糖醇、浓缩果汁、水加热至100-120℃熬煮至可溶性固形物含量为60%,待混合料液冷却到80-90℃时加入凝胶剂,搅拌混匀得到混合料液;
3.待混合料液冷却到60-70℃时加入柠檬酸、益生菌凝胶一起混合均匀;
4.将混合均匀后的料液倒入模具、冷却成型,得到糖体;
5.将糖体放入20-28℃,相对湿度30-50%的干燥箱中干燥,直至水分含量达到13-20%,得到软糖;
本实施例制备得到的活菌型凝胶软糖每粒净重1.07±0.01g,软糖的外观具有良好的光泽,均匀剔透,完整无明显变形。
活菌数:产品中活菌为7.5log CFU/g,室温下保存一个月后,产品活菌数仍可达4.89log CFU/g。
实施例3
制备工艺:
1.将明胶、果胶混合分散均匀,加入水溶胀1h,在50-65℃下加热、搅拌至其呈半透明液状,得凝胶剂,60-65℃保温备用。
2.将白砂糖、麦芽糖醇、浓缩果汁、水加热至100-120℃熬煮至可溶性固形物含量为60%,待混合料液冷却到80-90℃时加入凝胶剂,搅拌混匀得到混合料液;
3.待混合料液冷却到60-70℃时加入柠檬酸、益生菌凝胶一起混合均匀;
4.将混合均匀后的料液倒入模具、冷却成型,得到糖体;
5.将糖体放入20-28℃,相对湿度30-50%的干燥箱中干燥,直至水分含量达到13-20%,得到软糖。
本实施例制备得到的活菌型凝胶软糖每粒净重1.07±0.01g,软糖的外观具有良好的光泽,均匀剔透,完整无明显变形。
活菌数:产品中活菌为8.6log CFU/g,室温下保存一个月后,产品活菌数仍可达6.75log CFU/g。
对实施例1~3制备得到的活菌型凝胶软糖样品就行活菌数的测定,即软糖产品在常温下考察3个月,测试样品中总菌数含量变化的情况,实验结果见下表1。软糖产品在模拟消化环境中的存活数,实验结果见下表2。(模拟消化方法参考文献:Xiao,Y.,Han,C.,Yang,H.,Liu,M.,Meng,X.,&Liu,B.(2020).Layer(whey protein isolate)-by-layer(xanthangum)microencapsulation enhances survivability of L.bulgaricus and L.paracaseiunder simulated gastrointestinal juice and thermal conditions.InternationalJournal of Biological Macromolecules,148,238–247.)
对实施例1~3制备得到的活菌型凝胶软糖进行感官测试,使用结构化的9点享乐主义量表分析了软硬度、弹性、黏牙性、咀嚼性、外形、色泽,评分标准如下:9:我非常喜欢它,5:我不喜欢或不喜欢它,1:我非常不喜欢它。购买意愿测验的设计包积极态度(4-5分,可能会购买和肯定会购买)、怀疑态度(3分,可能会购买)和消极态度(1-2分,可能不会购买和肯定不会购买)。评分标准见下表3,取其平均分汇总作为测试结果,测试结果见表4。
对实施例1~3制备得到的活菌型凝胶软糖进行TPA质构测试,评价其硬度、黏附性、内聚性、弹性、胶粘性、咀嚼性等指标,测试结果见表5。
表1实施例1-3制备得到的活菌型凝胶软糖的活菌数在3个月的含量变化
表2实施例1-3制备得到的活菌型凝胶软糖在模拟消化环境中的存活数
表3实施例1-3制备得到的活菌型凝胶软糖的感官评分标准
表4实施例1-3制备得到的活菌型凝胶软糖的感官评定结果
表5实施例1-3制备得到的活菌型凝胶软糖的TPA质构结果
实施例4、考察制备益生菌凝胶时加入的分离乳清蛋白的浓度对益生菌消化后剩余活菌数的影响
实验A:游离益生菌(Lb.)、果胶-海藻酸钠凝胶(Al-P)、4g/100mL分离乳清蛋白包覆凝胶(WPI 4%)、8g/100mL分离乳清蛋白包覆凝胶(WPI 8%)、12g/100mL分离乳清蛋白包覆凝胶(WPI 12%)经模拟胃液(pH 2.0)模拟消化120min后剩余活菌数(图1所示)。游离益生菌从9.54→下降至3.72log CFU/g,Al-P凝胶最终活菌数为6.05Log CFU/g,WPI-Al-P凝胶最终活菌数为6.73-6.98Log CFU/g,其中8%WPI-Al-P凝胶活菌数最高为6.98Log CFU/g。
实验B:游离益生菌(Lb.)、果胶-海藻酸钠凝胶(Al-P)、4g/100mL分离乳清蛋白包覆凝胶(WPI 4%)、8g/100mL分离乳清蛋白包覆凝胶(WPI 8%)、12g/100mL分离乳清蛋白包覆凝胶(WPI 12%)经模拟胆盐1%/2%模拟消化0h/1h/2h后剩余活菌数(图2所示)
胆汁浓度1%时,培养2h后,游离细胞活菌数从9.50log CFU/g下降至3.85logCFU/g。Al-P水凝胶最终活菌数为5.94log CFU/g。WPI水凝胶最终活菌数为7.58-8.02LogCFU/g,其中8%WPI-Al-P凝胶活菌数最高为8.02log CFU/。胆汁浓度2%时,培养2h后,游离细胞活菌数从9.50log CFU/g下降至2.50Log CFU/g。Al-P水凝胶最终活菌数为5.34logCFU/g。WPI水凝胶最终活菌数为6.41-6.55log CFU/g,其中8%WPI-Al-P凝胶活菌数最高为6.55log CFU/。
实验C:游离益生菌(Lb.)、果胶-海藻酸钠凝胶(Al-P)、4g/100mL分离乳清蛋白包覆凝胶(WPI 4%)、8g/100mL分离乳清蛋白包覆凝胶(WPI 8%)、12g/100mL分离乳清蛋白包覆凝胶(WPI 12%)经热处理(80℃,10min)后剩余活菌数(图3所示)。游离益生菌经热处理80℃,10min后:2.76log CFU/g,Al-P水凝胶经热处理80℃,10min后:4.57log CFU/g,8%WPI水凝胶经热处理80℃,10min后:5.81log CFU/g。
实验D:游离益生菌(Lb.)、果胶-海藻酸钠凝胶(Al-P)、4g/100mL分离乳清蛋白包覆凝胶(WPI 4%)、8g/100mL分离乳清蛋白包覆凝胶(WPI 8%)、12g/100mL分离乳清蛋白包覆凝胶(WPI 12%)在4℃下贮藏35d(A)活菌数及(B)凝胶外观变化。储存35d后,游离益生菌活菌数从6.46Log CFU/g降至7.41Log CFU/g。Al-P水凝胶和WPI-Al-P水凝胶活菌数分别为8.33、8.12-8.26Log CFU/g。四种水凝胶的活菌数无统计学差异(P<0.05)。然而,四种水凝胶的理化性质差异较为明显(图4所示)。与Al-P水凝胶相比,WPI-Al-P水凝胶的贮存稳定性较差,贮存2周后出现异味、乳黄色液体沉淀、表面结膜。且WPI浓度越高,稳定性越差。综合考虑,选取Al-P凝胶、4%WPI凝胶进行后续的实验。
实施例5、海藻酸钠质量分数对益生菌凝胶活菌数的影响
确定软糖制备的初始条件为:海藻酸钠质量分数为2%,果胶质量分数为2%,二者配比(v/v)为1:1。首先进行海藻酸钠质量分数的单因素实验,确定其他条件为初始条件,海藻酸钠质量分数取值为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5%,制得益生菌凝胶,并测得其活菌数在取值范围内先上升、后下降,根据活菌数最高值确定海藻酸钠质量分数最优条件为1.0%(图5)。
实施例6、果胶质量分数对益生菌凝胶活菌数的影响
确定软糖制备的初始条件为:海藻酸钠质量分数为2%,果胶质量分数为2%,二者配比(v/v)为1:1。进行果胶质量分数的单因素实验,已确定海藻酸钠质量分数为1.0%,其余为初始条件,果胶质量分数取值为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5%,制得益生菌凝胶,并测得其活菌数在取值范围内先上升、后下降,根据活菌数最高值确定海藻酸钠质量分数最优条件为2.0%(图6)。
实施例7、二者配比(v/v)对益生菌凝胶活菌数的影响
进行二者配比(v/v)的单因素实验,已确定海藻酸钠质量分数为1.0%,果胶质量分数为2.0%,二者配比(v/v)取值为3:1、2:1、1:1、1:2、1:3,制得益生菌凝胶,根据活菌数确定二者最优配比(v/v)为1:1(图7)。
其中上述实施例5-7中CaCl2初始质量分数确定为4%,通过CaCl2质量分数的单因素实验,综合考虑其活菌数的呈现与国标中添加量的要求,确定其后期实际应用值为2%。
Claims (8)
1.一种活性益生菌软糖,由益生菌凝胶、甜味剂、凝胶剂、浓缩果汁、柠檬酸和水制成,
其中,以重量份数计,益生菌凝胶10份;甜味剂15-35份;凝胶剂8-11份;浓缩果汁7-17份;柠檬酸0.2-0.4份;水30-45份;
所述益生菌凝胶中的益生菌为保加利亚乳杆菌;
所述益生菌凝胶的制备方法为:将无菌海藻酸钠溶液、果胶溶液和游离保加利亚乳杆菌菌悬液悬浮液按体积比1:1:1混合,以500 r/min的恒速搅拌,加入交联溶液 CaCl2,缓慢搅拌30 min,得到均质的海藻酸钠-果胶水凝胶溶液;然后将海藻酸钠-果胶水凝胶溶液包覆分离乳清蛋白溶液,在500 r/min下分散30 min,离心,收集,得到分离乳清蛋白-海藻酸钠-果胶混合溶液,即益生菌凝胶
所述无菌海藻酸钠溶液中,海藻酸钠的质量浓度为1%;
所述果胶溶液中,果胶的质量浓度为2%;
所述分离乳清蛋白溶液的浓度为4g/100 mL。
2.根据权利要求1所述的活性益生菌软糖,其特征在于:所述甜味剂为白砂糖和麦芽糖醇的混合物,白砂糖与麦芽糖醇质量比为0.7-1.5: 1;
所述凝胶剂为明胶和果胶的混合物,明胶与果胶质量比为60:1。
3.根据权利要求1所述的活性益生菌软糖,其特征在于:
所述无菌海藻酸钠溶液通过如下方法制备得到:称取1.0 g 海藻酸钠粉末溶于 100mL 蒸馏水中,磁力搅拌 1 h使其溶解完全,用1.0 mol/L的 HCl 溶液调节 pH 至 6.5,离心后取上清,采用高压蒸汽灭菌得到无菌海藻酸钠溶液;
所述果胶溶液通过如下方法制备得到:称取2.0 g果胶粉末溶于 100 mL 蒸馏水中,磁力搅拌 1 h使其溶解完全,用1.0 mol/L的HCl溶液调节 pH 至 6.5,离心后取上清,高压蒸汽灭菌得到果胶溶液;
所述保加利亚乳杆菌菌悬液中,保加利亚乳杆菌的浓度为8.5-9.5 log CFU/mL;所述保加利亚乳杆菌菌悬液通过如下方法制备得到:取 100 μL 在-20 ℃冰柜中保存的菌种加入含 MRS 肉汤培养基,混匀后在 37 ± 1℃生化培养箱中静置、密封培养 24 h,将一次培养液按5%的量加至新鲜 MRS 肉汤培养基中,混匀后在37 ± 1℃生化培养箱中静置、密封培养 24 h,进行二次活化,将二次培养液离心除去培养基,用PBS缓冲液洗涤两次,最终分散在生理盐水中,即得保加利亚乳杆菌菌悬液;
所述分离乳清蛋白溶液通过如下方法制备得到:称取分离乳清蛋白粉末加入无菌蒸馏水中,在磁力搅拌水浴锅中以500 rpm、40℃水温搅拌 60 min,后将水温调整至25 ℃后继续搅拌360 min;分离乳清蛋白充分复水后置于80℃磁力搅拌水浴锅中搅拌30 min 使分离乳清蛋白完成聚合,然后用冷流水冷却溶液至室温得到分离乳清蛋白溶液。
4.制备权利要求1所述的活性益生菌软糖的方法,包括:将甜味剂、浓缩果汁和水混合加热至沸腾、熬煮,加入凝胶剂搅拌混匀得到混合料液;向混合料液中加入柠檬酸、益生菌凝胶一起混合均匀;将混合均匀后的料液倒入模具、冷却成型,得到糖体;将糖体干燥,得到软糖。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于:所述凝胶剂经过如下预处理:将明胶、果胶混合分散均匀,加入水溶胀1 h,在50-65℃下加热、搅拌至其呈半透明液状,得凝胶剂。
6.根据权利要求4所述的方法,其特征在于:在将甜味剂、浓缩果汁和水混合加热至沸腾、熬煮,加入凝胶剂搅拌混匀得到混合料液步骤中,将白砂糖、麦芽糖醇、浓缩果汁、水加热至100-120℃熬煮,待混合料液冷却到80-90℃时加入凝胶剂。
7.根据权利要求4所述的方法,其特征在于:在向混合料液中加入柠檬酸、益生菌凝胶一起混合均匀步骤中,待混合料液冷却到60-70℃时加入柠檬酸、益生菌凝胶。
8.根据权利要求4所述的方法,其特征在于:在将糖体放入干燥箱中干燥直至水分含量达到设定值得到软糖步骤中,将糖体放入20-28℃,相对湿度30-50%的干燥箱中干燥,直至水分含量达到13-20%得到软糖。
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