CN114304271B - 一种适于乳糖不耐症人群的益生菌发酵牛奶及其制备方法 - Google Patents
一种适于乳糖不耐症人群的益生菌发酵牛奶及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种适于乳糖不耐症人群的益生菌发酵牛奶及其制备方法，属于保健食品领域。本发明将菊芋茎秆洗净烘干后粉碎过筛得到菊芋茎秆颗粒，将菊芋茎秆颗粒用蒸馏水加热浸提，过滤后浓缩得到浸膏；将浸膏过硅胶柱层析，用乙酸乙酯进行洗脱，收集洗脱液，旋蒸后得到菊芋茎秆提取物；将牛奶与菊芋茎秆提取物混合后灭菌处理，加入益生菌发酵剂进行发酵，发酵结束后得到酸奶；向酸奶中加入菊粉和低聚果糖，混合均匀后冷藏进行后熟得到适于乳糖不耐症人群的益生菌发酵牛奶。本发明通过对菊芋进行处理与牛奶一起发酵，再加入菊粉和低聚果糖，益生菌产生的β‑半乳糖苷酶活力有较大提高，显著减轻L1患者摄入牛奶制品产生的不良症状。
Description
技术领域
本发明涉及保健食品技术领域，具体涉及一种适于乳糖不耐症人群的益生菌发酵牛奶及其制备方法。
背景技术
牛奶是一种最接近完善的营养食品，含有多种人体健康所必须的营养成分。牛奶中的主要碳水化合物乳糖，其含量约占5%左右。但如果人体内不产生分解乳糖的乳糖酶，乳糖会在肠道中由细菌分解变成乳酸，从而破坏肠道的碱性环境，而使肠道分泌出大量的碱性消化液来中和乳酸；所以容易发生轻度腹泻。这种症状被称为乳糖不耐受症（L1），又称乳糖消化不良或乳糖吸收不良。它是多发在亚洲地区的一种先天的遗传性表达。由于患者的肠道中不能分泌分解乳糖的酶，而使乳糖消化、吸收，为人体所用。
乳糖酶缺乏者摄入乳糖后出现腹胀、腹痛、腹泻等症状，在我国的发生率很高，是限制人们摄入乳制品的一个重要因素。我国人群的乳制品摄入量较低，导致膳食钙摄入量未达到中国营养学会推荐的标准，并且钙的来源以难吸收的植物性食物为主。因此，进行乳糖不耐受症防治研究，对解决国人饮奶问题，提高钙摄入量有重要意义。酸奶含有高数量的活性乳酸菌(大约107/mL)，是人体重要的益生菌来源。研究发现酸奶以及其他发酵乳制品能够更好地被L1个体所耐受，其原因可能与所含有的活性乳酸菌有关。目前市场上的酸奶虽然能用于乳糖不耐受症患者，但仍没有针对乳糖不耐症人群的牛奶制品，如何进一步解决乳糖酶缺乏者摄入乳糖后出现腹胀、腹痛、腹泻等症状，还需进一步研究。
发明内容
针对上述现有技术，本发明的目的是提供一种适于乳糖不耐症人群的益生菌发酵牛奶及其制备方法。本发明通过对菊芋进行处理与牛奶一起发酵，益生菌产生的β-半乳糖苷酶活力有较大提高，再加入菊粉和低聚果糖不仅可以改善肠道内的环境，促进有益菌的繁殖，还能使酸奶在贮存过程中，使β-半乳糖苷酶活力仍保持一定活力，显著减轻L1患者摄入牛奶制品产生的不良症状。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的第一方面，提供一种适于乳糖不耐症人群的益生菌发酵牛奶的制备方法，包括以下步骤：
（1）将菊芋茎秆洗净烘干后粉碎过筛得到菊芋茎秆颗粒，将菊芋茎秆颗粒以蒸馏水为提取溶剂，用蒸馏水加热浸提，过滤后浓缩得到浸膏；将浸膏过硅胶柱层析，用乙酸乙酯进行洗脱，收集洗脱液，旋蒸后得到菊芋茎秆提取物；
（2）将牛奶与步骤（1）得到的菊芋茎秆提取物混合后灭菌处理，所述牛奶与菊芋茎秆提取物的质量比为100：（1~2），再加入益生菌发酵剂进行发酵，发酵结束后得到酸奶；
（3）向步骤（2）得到的酸奶中加入菊粉和低聚果糖，所述菊粉的加入量占酸奶总质量的0.5%~1.5%，所述低聚果糖的加入量占酸奶总质量的1.0%~2.0%，混合均匀后冷藏进行后熟得到适于乳糖不耐症人群的益生菌发酵牛奶。
优选的，步骤（1）中，所述菊芋茎秆颗粒的含水量≤8wt%。
优选的，步骤（1）中，所述菊芋茎秆与蒸馏水的质量比为1：10；所述加热浸提的温度为80℃、时间为1h。
优选的，步骤（1）中，所述旋蒸的条件为：加热浴温度为70℃、真空度为0.06MPa、冷却介质温度为20℃。
优选的，步骤（2）中，所述灭菌的温度为85~90℃，灭菌的时间为20min。
优选的，步骤（2）中，所述益生菌发酵剂的加入量占牛奶与菊芋茎秆提取物总质量的0.5%~1.5%；所述益生菌发酵剂由德氏乳杆菌保加利亚亚种、嗜酸乳杆菌和两歧双歧杆菌按照1：2：1的质量比混合得到。
优选的，步骤（2）中，所述发酵的温度为36~40℃，当pH值达到4.4~4.8时发酵结束。
优选的，步骤（3）中，所述菊粉和低聚果糖均经过灭菌处理，菊粉在121℃下灭菌20min，低聚果糖在135℃下灭菌5s。
优选的，步骤（3）中，所述冷藏的温度为2~5℃，冷藏的时间为12~18h。
本发明的第二方面，提供上述制备方法制备得到的适于乳糖不耐症人群的益生菌发酵牛奶。
本发明的有益效果：
（1）本发明通过对菊芋叶和茎秆进行处理得到菊芋茎秆提取物，然后用菊芋茎秆提取物与牛奶一起进行发酵，虽然嗜酸乳杆菌可以产生乳糖酶，但通过本发明研究发现，将德氏乳杆菌保加利亚亚种、嗜酸乳杆菌和两歧双歧杆菌进行混合，接种于菊芋茎秆提取物与牛奶的混合发酵基中进行发酵，产生的β-半乳糖苷酶活力较高，具有较高产生β-半乳糖苷酶的能力。提高乳糖不耐受症患者对乳糖的转化。
（2）本发明进一步发现，通过在酸奶中加入菊粉和低聚果糖，有效改善肠道环境、促进有益菌的繁殖，可以进一步降低乳糖不耐受症患者摄入乳糖后出现腹胀、腹痛、腹泻等症状，在贮存过程中，使β-半乳糖苷酶活力仍能维持较高水平。
（3）本发明通过两方面来解决乳糖不耐受的问题：一方面是通过提高酸奶中益生菌产生β-半乳糖苷酶的能力，提高乳糖不耐受症患者对乳糖的转化；另一方面通过菊粉和低聚果糖配合使用，降低了乳糖不耐受症患者摄入乳糖后出现腹胀、腹痛、腹泻等症状。双管齐下，效果更好。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
正如背景技术所述，益生菌虽然能缓解乳糖不耐受症，但如果要为乳糖不耐受症患者补给乳制品但又完全不产生腹胀、腹痛、腹泻等症状，仅靠益生菌并不能完全解决问题。
基于此，本发明提供一种适于乳糖不耐症人群的益生菌发酵牛奶及其制备方法。发明人先后对数种植物的根茎叶进行了提取，发现采用菊芋茎秆进行提取后，添加到牛奶中进行发酵，可有效提高益生菌产生β-半乳糖苷酶的能力。此外发明人还分别采用菊芋叶和菊芋块茎进行提取，但菊芋叶中含有绿原酸，具有广泛的抗菌作用，不适宜与牛奶混合作为发酵基。而菊芋块茎中含有大量菊糖，但与牛奶混合作为发酵基，效果提高有限。菊芋茎秆的提取物与牛奶发酵后，益生菌产生的β-半乳糖苷酶活力较高。再通过添加菊粉和低聚果糖进一步降低腹胀、腹痛、腹泻等不良症状的产生。菊粉是一种天然的水溶性膳食纤维，几乎不能被胃酸水解和消化，只有在结肠被有益微生物利用，从而改善肠道环境；虽然菊粉中也含有菊糖，但菊粉与低聚果糖可以共同作用维持益生菌产生的乳糖酶的活性。低聚果糖拥有保健功能确切和食品配料优良的双重品格，以其低热值，无龋齿、促进双歧杆菌增殖、降血糖，改善血清脂质，促进微量元素吸收等优良生理功能。发明人通过研究发现，菊粉和低聚果糖与酸奶配合一起使用，可以提高肠道中有益微生物的数量，减少腹胀、腹痛、腹泻等不良症状的产生。加入菊粉和低聚果糖的酸奶，在贮存过程中，β-半乳糖苷酶活力仍能维持较高水平。
为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本申请的技术方案。
本发明实施例中所用的试验材料均为本领域常规的试验材料，均可通过商业渠道购买得到。
说明：德氏乳杆菌保加利亚亚种（Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus）购自中国工业微生物菌种保藏管理中心，保藏号为CCIC 20247；
嗜酸乳杆菌（Lactobacillus acidophilus）购自中国工业微生物菌种保藏管理中心，保藏号为CCIC 20244；
两歧双歧杆菌（Bifidobacterium bifidum）购自中国工业微生物菌种保藏管理中心，保藏号为CCIC 10395。
实施例1：菊芋茎秆提取物的制备
（1）将菊芋茎秆洗净，80℃烘干至菊芋茎秆的含水率至8wt%，用粉碎机粉碎，过20目筛得到菊芋茎秆颗粒。
（2）将菊芋茎秆颗粒与蒸馏水按1：10的质量比混合，80℃下加热1h，蒸馏水浸提3次过滤后的滤液混合在100℃下加热浓缩3h得到浸膏。
（3）将浸膏过硅胶柱层析（径高比1:14），用乙酸乙酯溶液作为洗脱液进行洗脱，洗脱液的用量为3倍柱体积；收集洗脱液，进行旋转蒸发：加热浴温度为70℃、真空度为0.06MPa、冷却介质温度为20℃；旋转蒸发结束得到菊芋茎秆提取物。
实施例2：适于乳糖不耐症人群的益生菌发酵牛奶的制备
（1）取2.0g采用实施例1的方法制备的菊芋茎秆提取物与100g牛奶混合后85℃灭菌20min，加入0.255g德氏乳杆菌保加利亚亚种、0.51g嗜酸乳杆菌和0.255g两歧双歧杆菌进行发酵，37℃发酵至pH值达4.6，结束发酵得到酸奶；
（2）取100g酸奶加入1g灭菌后的菊粉（灭菌温度121℃、灭菌时间20min）和1.5g灭菌后的低聚果糖，混合均匀后3℃冷藏14h，得到适于乳糖不耐症人群的益生菌发酵牛奶。
实施例3
（1）取1.5g采用实施例1的方法制备的菊芋茎秆提取物与100g牛奶混合后90℃灭菌20min，加入0.38g德氏乳杆菌保加利亚亚种、0.76g嗜酸乳杆菌和0.38g两歧双歧杆菌进行发酵，36℃发酵至pH值达4.4，结束发酵得到酸奶；
（2）取100g酸奶加入0.5g灭菌后的菊粉（灭菌温度121℃、灭菌时间20min）和2.0g灭菌后的低聚果糖（灭菌温度135℃、灭菌时间5s），混合均匀后5℃冷藏18h，得到适于乳糖不耐症人群的益生菌发酵牛奶。
实施例4
（1）取2.0g采用实施例1的方法制备的菊芋茎秆提取物与100g牛奶混合后85℃灭菌20min，加入0.13g德氏乳杆菌保加利亚亚种、0.26g嗜酸乳杆菌和0.13g两歧双歧杆菌进行发酵，40℃发酵至pH值达4.8，结束发酵得到酸奶；
（2）取100g酸奶加入1.5g灭菌后的菊粉（灭菌温度121℃、灭菌时间20min）和1.0g灭菌后的低聚果糖（灭菌温度135℃、灭菌时间5s），混合均匀后2℃冷藏12h，得到适于乳糖不耐症人群的益生菌发酵牛奶。
对比例1
取200g牛奶，85℃灭菌20min，0.50g德氏乳杆菌保加利亚亚种、1.0g嗜酸乳杆菌和0.50g两歧双歧杆菌进行发酵，37℃发酵至pH值达4.6，结束发酵，3℃冷藏14h，得到益生菌发酵牛奶。
对比例2
将100g对比例1制备的酸奶加入1g灭菌后的菊粉（灭菌温度121℃、灭菌时间20min）和1.5g灭菌后的低聚果糖（灭菌温度135℃、灭菌时间5s），混合均匀后3℃冷藏14h，得到益生菌发酵牛奶。
对比例3
取实施例1制备的2.0g菊芋茎秆提取物与100g牛奶混合后85℃灭菌20min，加入0.255g德氏乳杆菌保加利亚亚种、0.51g嗜酸乳杆菌和0.255g两歧双歧杆菌进行发酵，37℃发酵至pH值达4.6，结束发酵，3℃冷藏14h得到益生菌发酵牛奶。
对比例4
（1）制备菊芋块茎提取物的方法同实施例1，区别在于：用菊芋块茎替换实施例1中的菊芋茎秆，制备得到菊芋块茎提取物。
（2）适于乳糖不耐症人群的益生菌发酵牛奶的制备方法同实施例2，区别在于：用步骤（1）制备的菊芋块茎提取物替换实施例2中的菊芋茎秆提取物，制备得到益生菌发酵牛奶。
对比例5
（1）取实施例1制备的2.0g菊芋茎秆提取物与100g牛奶混合后85℃灭菌20min，加入0.255g德氏乳杆菌保加利亚亚种、0.51g嗜酸乳杆菌和0.255g两歧双歧杆菌进行发酵，37℃发酵至pH值达4.6，结束发酵得到酸奶；
（2）取100g酸奶加入1g灭菌后的菊粉（灭菌温度121℃、灭菌时间20min），混合均匀后3℃冷藏14h，得到适于乳糖不耐症人群的益生菌发酵牛奶。
对比例6
（1）取实施例1制备的2.0g菊芋茎秆提取物与100g牛奶混合后85℃灭菌20min，加入0.255g德氏乳杆菌保加利亚亚种、0.51g嗜酸乳杆菌和0.255g两歧双歧杆菌进行发酵，37℃发酵至pH值达4.6，结束发酵得到酸奶；
（2）取100g酸奶加入1.5g灭菌后的低聚果糖（灭菌温度135℃、灭菌时间5s），混合均匀后3℃冷藏14h，得到适于乳糖不耐症人群的益生菌发酵牛奶。
按照《普通酸奶制品在贮存过程中发酵剂菌的β-半乳糖苷酶活性测定及变化规律研究》（郭清泉等，研究与探讨，Vol.23，No.3，2002）中1.2方法中的超声波破壁法检测实施例2~4和对比例1~6制备的酸奶中β-半乳糖苷酶活性，分别对冷藏结束后和贮存7d（冷藏贮存）后的酸奶进行检测，所得结果见表1。
表1
由表1可以看出，实施例2~4制备的酸奶中，益生菌的产生β-半乳糖苷酶活力均非常高，且贮存7天后β-半乳糖苷酶活性下降率均低于对比例1~6。而实施例2制备的酸奶在贮存7天后，β-半乳糖苷酶活性下降的百分比最低。说明本发明制备的适于乳糖不耐症人群的益生菌发酵牛奶具有较高产生β-半乳糖苷酶的能力，提高乳糖不耐受症患者对乳糖的转化。加入菊粉和低聚果糖后，不仅可以改善改善肠道环境、促进有益菌的繁殖，促进微量元素吸收等；加入菊粉和低聚果糖的酸奶，在贮存过程中使β-半乳糖苷酶活力仍能维持较高水平。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种适于乳糖不耐症人群的益生菌发酵牛奶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将菊芋茎秆洗净烘干后粉碎过筛得到菊芋茎秆颗粒，将菊芋茎秆颗粒以蒸馏水为提取溶剂，用蒸馏水加热浸提，过滤后浓缩得到浸膏；将浸膏过硅胶柱层析，用乙酸乙酯进行洗脱，收集洗脱液，旋蒸后得到菊芋茎秆提取物；
（2）将牛奶与步骤（1）得到的菊芋茎秆提取物混合后灭菌处理，牛奶与菊芋茎秆提取物的质量比为100：（1~2），再加入益生菌发酵剂进行发酵，发酵结束后得到酸奶；所述益生菌发酵剂的加入量占牛奶与菊芋茎秆提取物总质量的0.5%~1.5%；所述益生菌发酵剂由德氏乳杆菌保加利亚亚种、嗜酸乳杆菌和两歧双歧杆菌按照1：2：1的质量比混合得到；所述发酵的温度为36~40℃，当pH值达到4.4~4.8时发酵结束；
（3）向步骤（2）得到的酸奶中加入菊粉和低聚果糖，菊粉的加入量占酸奶总质量的0.5%~1.5%，低聚果糖的加入量占酸奶总质量的1.0%~2.0%，混合均匀后冷藏进行后熟得到适于乳糖不耐症人群的益生菌发酵牛奶。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述菊芋茎秆颗粒的含水量≤8wt%。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述菊芋茎秆与蒸馏水的质量比为1：10；所述加热浸提的温度为80℃、时间为1h。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述旋蒸的条件为：加热浴温度为70℃、真空度为0.06MPa、冷却介质温度为20℃。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述灭菌的温度为85~90℃，灭菌的时间为20min。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述菊粉和低聚果糖均经过灭菌处理，菊粉在121℃下灭菌20min，低聚果糖在135℃下灭菌5s。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述冷藏的温度为2~5℃，冷藏的时间为12~18h。
8.权利要求1~7任一项所述的制备方法制备得到的适于乳糖不耐症人群的益生菌发酵牛奶。
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