CN114532403A - 一种富含番茄红素的活性乳酸菌饮料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种富含番茄红素的活性乳酸菌饮料及其制备方法。本发明的富含番茄红素的活性乳酸菌饮料，包含脱脂乳粉、甜味物质、稳定剂、番茄红素β‑环糊精包合物、酸度调节剂、乳酸菌、食用香精和水，所述番茄红素β‑环糊精包合物中，番茄红素与β‑环糊精的质量比为1:200‑1:400，所述稳定剂包含可溶性大豆多糖，所述乳酸菌包含副干酪乳杆菌，所述甜味物质包括增甜用甜味物质和褐变用甜味物质，所述增甜用甜味物质选自白砂糖等，所述褐变用甜味物质选自葡萄糖等。本发明的饮料不仅具有乳酸菌饮料酸甜清爽的口感及活性乳酸菌，同时还有特殊的保健功效。在25天货架期内番茄红素含量无显著变化，具有良好的稳定性，营养价值高。

Description

一种富含番茄红素的活性乳酸菌饮料及其制备方法
技术领域
本发明涉及食品领域，具体涉及一种富含番茄红素的活性乳酸菌饮料及其制备方法。
背景技术
乳酸菌饮料不仅带来清新爽口的独特口感，更以其营养保健功能逐步被大众认可。其中褐色乳酸菌饮料口味独特营养丰富，具有较好的保健功能，其富含的乳酸菌可以改善肠微生态环境促进肠胃的正常运动，具有良好的润肠通便作用，利于人体肠道健康。除此之外，乳酸菌饮料还具有降低胆固醇、缓解乳糖不耐症、促进免疫应答、保护黏膜等功效，长期饮用还有美容、润肤、明目、固齿等作用。
番茄红素是一种天然的脂溶性类胡萝卜素，具备较好的抗氧化能力，具有延缓衰老、保护心血管、降脂降糖、防癌抗癌等广泛的生理活性，在保健食品和化妆品等领域具有很高的开发价值。但是，由于番茄红素是脂溶性色素，因此其在水中的溶解性差。此外，番茄红素含有大量不饱和结构，容易发生降解和异构化，而这会导致生理活性的降低，降解产物也可能会对人体造成伤害。
目前，向乳酸菌饮料中添加脂溶性天然活性成分的相关研究还鲜有报道，其原因有以下两点：1、脂溶性活性成分一般微溶或难溶于水，将其直接添加到乳制品中，其味道和功能性难以体现；2、虽然牛奶中的酪蛋白和乳清蛋白均为良好的乳化剂，可以将乳制品作为O/W乳液载体包埋和运输脂溶性功能成分，但是由于酸奶需要外加益生菌，在发酵过程中体系微环境变化复杂，常会影响乳液体系的稳定性。
因此，本发明人就想到采用环状糊精(β-cyclodextrin简称β-CD)来解决问题。环状糊精是淀粉经酸解环化生成的产物。其外亲水内疏水的结构决定CD具有分子微胶囊的性质,它可以包络各种化合物分子，增加被包络物对光热、氧的稳定性，改变被包络物质的理化性质。可与多种化合物形成包合物，使其稳定、增溶、缓释、乳化、抗氧化、抗分解，具有掩蔽异味的作用，是新型分子包裹材料。
发明内容
要解决的技术问题
本发明的目的是提供一种添加番茄红素的乳酸菌饮料，该产品在25天货架期内番茄红素含量无显著变化，具有良好的稳定性。
解决问题的技术方案
根据本发明的一个方面，提供一种富含番茄红素的活性乳酸菌饮料，其包含脱脂乳粉、甜味物质、稳定剂、番茄红素β-环糊精包合物、酸度调节剂、乳酸菌、食用香精和水，所述番茄红素β-环糊精包合物中，番茄红素与β-环糊精的质量比为1:200-1:400，所述稳定剂包含可溶性大豆多糖，所述乳酸菌包含副干酪乳杆菌，所述甜味物质包括增甜用甜味物质和褐变用甜味物质，所述增甜用甜味物质选自白砂糖、结晶果糖、葡萄糖、麦芽糖、果葡糖浆、赤藓糖醇、麦芽糖醇、木糖醇、安赛蜜、三氯蔗糖、甜菊糖苷及罗汉果甜苷中的一种或多种，所述褐变用甜味物质选自葡萄糖、果糖、核糖、木糖、阿拉伯糖、半乳糖、甘露糖中的一种或多种。
优选地，以所述富含番茄红素的活性乳酸菌饮料的总重量为基准，各组分的含量为：脱脂乳粉2.5％-5％、甜味物质8％-15％、稳定剂0.1％-1.0％、番茄红素β-环糊精包合物0.3％-0.8％、酸度调节剂0.05％-0.5％、乳酸菌0.002％-0.1％、食用香精0.03％-0.15％。
优选地，以所述富含番茄红素的活性乳酸菌饮料的总重量为基准，所述可溶性大豆多糖的含量为0.1％-0.8％。
优选地，所述增甜用甜味物质包含白砂糖，所述褐变用甜味物质包含葡萄糖。
优选地，所述酸度调节剂选自乳酸、柠檬酸钠、柠檬酸及苹果酸中的一种或多种。
根据本发明的另一方面，提供一种富含番茄红素的活性乳酸菌饮料的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：制备番茄红素β-环糊精包合物；
步骤二：制备发酵乳；
步骤三：制备糖液；
步骤四：混料。
优选地，步骤一包括如下步骤：
(1)将β-环糊精加入水中溶解，制得β-环糊精饱和溶液；
(2)将番茄红素结晶用丙酮溶解，制得番茄红素溶液；
(3)按番茄红素：β-环糊精的质量比1:200-1:400，将番茄红素溶液缓慢滴加至β-环糊精溶液中；
(4)冷藏条件下放置，过滤，先后用蒸馏水和无水乙醚洗涤；
(5)低温真空冷冻干燥，研磨，制得番茄红素β-环糊精包合物冻干粉。
优选地，步骤二包括如下步骤：
(1)在配料罐中加入水，加热到45-50℃，将脱脂乳粉和褐变用甜味物质干混后加入到化料罐中搅拌15-20min进行化料，静置水合30-40min，得到复原乳；
(2)将上述复原乳以二级压力/总压力为30/150bar且63-68℃的条件进行均质；
(3)将上述均质后的复原乳在95℃条件下褐变180-240min；
(4)将褐变后的复原乳降温至37±1℃，将乳酸菌在无菌条件下加入复原乳中，搅拌20min-30min，发酵72-80小时，待发酵乳终点酸度达到160-185°T停止发酵，破乳，降温至10℃以下。
优选地，步骤三包括如下步骤：
(1)在配料罐中加入水，加热到55-60℃，在搅拌状态下，首先将番茄红素β-环糊精包合物和可溶性大豆多糖、以及一部分增甜用甜味物质进行干混，然后进行投料，搅拌溶解均匀，再投入剩余增甜用甜味物质和食用香精，进一步搅拌溶解均匀；
(2)将糖液在95℃、300s条件下进行杀菌；
(3)糖液冷藏至25℃以下，
优选地，上述(1)中，所述一部分增甜用甜味物质的量是番茄红素β-环糊精包合物和可溶性大豆多糖合计量的4-6倍，更优选为5倍。
优选地，步骤四包括如下步骤：
(1)将发酵乳与糖液混合，加入乳酸使基料的酸度达到55°T-60°T；
(2)基料以二级压力/总压力为30/200bar且63-68℃的条件进行均质；
(3)将基料降温至10℃以下进行无菌灌装。
有益效果
本发明的饮料不仅具有乳酸菌饮料酸甜清爽的口感及活性乳酸菌，同时还有特殊的保健功效。
在25天货架期内番茄红素含量无显著变化，具有良好的稳定性，营养价值高。
附图说明
图1是番茄红素标准吸收曲线。
具体实施方式
下面，为了进一步对本发明中技术特征、目的及有益效果进行更详细的阐述，对本发明的具体实施方案进行说明，但本发明的范围不局限于此。
本发明中所用原料、设备，若无特别说明，均为本领域的常用原料、设备，本发明中所用方法，若无特别说明，均为本领域的常规方法。所用菌种符合《可用于食品的菌种名单》(卫办监督发〔2010〕65号)以及相关法律、法规、标准规定，其他原料亦符合相关法律、法规、标准规定。
实施例1
原料配方(以总量1000g计)
发酵乳：280g
白砂糖：130g
番茄红素β-环糊精包合物：6g
可溶性大豆多糖：4g
乳酸：0.5g
食用香精：1g
纯水补至：1000g
其中，发酵乳配方(以1000g计)：脱脂乳粉125g、无水葡萄糖20g、副干酪乳杆菌0.1g，用纯水补至1000g。
番茄红素β-环糊精包合物中，番茄红素和β-环糊精质量比为1:200。
按照以下方法制作本实施例中的乳酸菌饮料。
步骤一：番茄红素β-环糊精包合物制备
(1)精确称取52.7gβ-环糊精，加入1L超纯水，在50℃水浴下溶解，制得5.27％的β-环糊精饱和溶液。
(2)另取番茄红素结晶适量，在50℃下用丙酮溶解，制得1％的番茄红素溶液。
(3)按番茄红素:β-环糊精的质量比1:200进行投料，在保持搅拌的情况下将番茄红素溶液缓慢滴加至β-环糊精溶液中，密封后，保持温度搅拌1小时。1小时后打开容器使丙酮挥发，继续搅拌2小时。
(4)冷藏条件下放置24小时，过滤，并先后用蒸馏水和无水乙醚快速洗涤。
(5)低温真空冷冻干燥24小时，研磨，制得番茄红素β-环糊精包合物冻干粉，在冷冻条件下保存。
步骤二：发酵乳的制备
(1)在配料罐中加入配料RO水(反渗透水)，加热到45℃，将脱脂乳粉和无水葡萄糖混后加入到化料罐中搅拌20min，结束化料，静置水合40min。
(2)将复原乳以二级压力/总压力为30/150bar且65℃的条件进行均质。
(3)将均质后的复原乳在95℃条件下褐变200min。
(4)将褐变后的复原乳降温至37±1℃，将菌种在无菌条件下加入复原乳中，搅拌20min，发酵72小时，待发酵乳终点酸度达到180°T停止发酵，破乳，降温至10℃以下备用。
步骤三：糖液的制备
(1)在配料罐中加入配料RO水，加热到55℃，在搅拌配料用水的状态下，首先按照番茄红素β-环糊精包合物和可溶性大豆多糖的合计与白砂糖的重量比为1:5的量(番茄红素β-环糊精包合物6g、可溶性大豆多糖4g、白砂糖50g)进行干混，再通过筛网交替缓慢进行投料，利用高速搅拌机至搅拌溶解均匀，再投入剩余白砂糖(80g)和食用香精，进一步搅拌溶解均匀。
(2)将糖液在95℃、300s条件下进行杀菌。
(3)糖液冷藏至25℃以下备用。
步骤四：混料
(1)将发酵乳与糖液按比例进行混合，并加入乳酸使基料的酸度达到58°T。
(2)基料以二级压力/总压力为30/200bar且65℃的条件进行均质。
(3)将基料降温至10℃以下进行无菌灌装。
实施例2
原料配方(以1000g计)
发酵乳：280g
白砂糖：136g
番茄红素β-环糊精包合物：4g
可溶性大豆多糖：3.5g
乳酸：0.5g
食用香精：1g
纯水补至：1000g
其中，发酵乳配方(以1000g计)：脱脂乳粉125g、无水葡萄糖20g、副干酪乳杆菌0.1g，用纯水补至1000g。
番茄红素β-环糊精包合物中，番茄红素和β-环糊精质量比为1:300。
制备方法与实施例1相同，仅是在步骤三糖液的制备中，按照番茄红素β-环糊精包合物和可溶性大豆多糖的合计与白砂糖的重量比为1:5的量(番茄红素β-环糊精包合物4g、可溶性大豆多糖3.5g、白砂糖37.5g)进行干混。
对比例1
原料配方(以1000g计)
发酵乳：280g
白砂糖：130g
乳酸：0.5g
食用香精：1g
纯水补至：1000g
其中，发酵乳配方(以1000g计)：脱脂乳粉125g、无水葡萄糖20g、副干酪乳杆菌0.1g，用纯水补至1000g。
制备方法与实施例1相同，仅是在步骤三糖液的制备中，白砂糖并不是分批投入，而是一次性全部投入。
对比例2
原料配方(以1000g计)
发酵乳：280g
白砂糖：130g
番茄红素β-环糊精包合物：6g
乳酸：0.5g
食用香精：1g
纯水补至：1000g
其中，发酵乳配方(以1000g计)：脱脂乳粉125g、无水葡萄糖20g、副干酪乳杆菌0.1g，用纯水补至1000g。
番茄红素β-环糊精包合物中，番茄红素和β-环糊精质量比为1:200。
制备方法与实施例1相同，仅是在步骤三糖液的制备中，按照番茄红素β-环糊精包合物与白砂糖的重量比为1:5的量(番茄红素β-环糊精包合物6g、白砂糖30g)进行干混。
对比例3
原料配方(以1000g计)
发酵乳：280g
白砂糖：130g
番茄红素β-环糊精包合物：6g
瓜尔胶：0.3g
羧甲基纤维素钠(CMC)：2.5g
乳酸：0.5g
食用香精：1g
纯水补至：1000g
其中，发酵乳配方(以1000g计)：脱脂乳粉125g、无水葡萄糖20g、副干酪乳杆菌0.1g，用纯水补至1000g。
番茄红素β-环糊精包合物中，番茄红素和β-环糊精质量比为1:200。
制备方法与实施例1相同，仅是在步骤三糖液的制备中，按照番茄红素β-环糊精包合物和瓜尔胶和羧甲基纤维素钠的合计与白砂糖的重量比为1:5的量(番茄红素β-环糊精包合物6g、瓜尔胶0.3g、羧甲基纤维素钠2.5g、白砂糖44g)进行干混。
番茄红素的检测
(1)番茄红素标准曲线的绘制
准确量取番茄红素纯品适量，在容量瓶中用正己烷溶解，制成番茄红素浓度为5.6μg/mL的储备液，分别吸取该标准溶液1mL、2mL、4mL、6mL、8mL于10mL容量瓶中，用正己烷定容。在502nm处测定其吸光值，并以吸光值对番茄红素浓度作图，得出番茄红素标准吸收曲线如图1所示。
(2)样品测定
取乳酸菌饮料样品2g于锥形瓶中，加入正己烷和丙酮的混合液(正己烷：丙酮＝1:1)，摇匀，置超声波清洗器中超声10min，使番茄红素转移至有机相中，如此反复数次，直至水相变为无色为止。将有机相合并，脱水后于分光光度计502nm处测定吸光值，带入标准曲线中计算番茄红素含量。
对上述实施例和对比例中的样品进行保质期番茄红素含量的测定，结果见表1。
表1不同样品货架期内番茄红素测定结果
Figure BDA0002798372970000091
番茄红素含量检测结果表明：实施例和对比例样品在保质期内冷藏和常温条件下番茄红素含量均无显著变化，常温下番茄红素含量下降相对较多，但无显著性差异，货架期结束后各样品番茄红素含量仍可达到初始含量的95％以上，说明番茄红素活性在货架期内比较稳定。
货架期内稳定性验证
实施例及对比例产品为测试样品，在2-6℃条件下冷藏保存，目测观察货架期内水析、组织状态及测定离心沉淀率。水析是指析出水层的高度，用尺测量；离心率的测定方法为：取一定量样品放入离心管中，在20℃下以3500rpm速率离心15分钟，结束后缓慢倒掉上清液，倒置至无上清流出，称量沉淀的质量，用沉淀的质量除以样品质量，即为离心率。结果见表2。
表2不同样品的货架期稳定性验证结果
Figure BDA0002798372970000101
货架内稳定性验证结果表明：实施例和对比例1样品的水析、离心率均较低及组织状态较好，稳定性符合要求。对比例2样品由于未添加稳定剂可溶性大豆多糖，番茄红素β-环糊精包合物和蛋白无法形成稳定的悬浮体系而发生沉降，导致样品底部形成大量沉淀，最终水乳形成明显的分层，样品水析和离心沉淀率明显偏高；对比例3样品的稳定剂使用瓜尔胶和CMC的组合，但由于蛋白和胶体间的静电斥力不够，稳定剂无法支撑稳定体系，样品底部沉淀较明显，水析和离心率也相对较高。
货架期内活菌数验证
按照GB 4789.35-2016食品安全国家标准《食品微生物学检验乳酸菌检验》检测活菌数，检测结果见表3。
表3不同样品货架期内活菌数测定结果
Figure BDA0002798372970000111
货架期内活菌数验证结果表明：实施例和对比例样品在货架期内活菌数及变化趋势接近，均符合要求，冷藏下活菌数大于6×108CFU/mL，常温下活菌数大于3×108CFU/mL。表明番茄红素β-环糊精包合物对产品的活菌数无影响。
口味测试结果
品尝方式：采用不记名打分的方式进行60人评分测评，分别从清爽度、酸甜比、风味、综合评价等进行测评。各指标满分10分，分数越高，表示效果越好，对品尝结果进行统计分析，结果如表4。
表4不同样品的口味测试结果
Figure BDA0002798372970000121
口味测试结果表明，实施例和对比例1及对比例2样品的清爽度、酸甜比、风味和综合评价指标均无显著差异，且打分较高。对比例3稳定剂使用瓜尔胶和CMC，产品口感不清爽，相对粘稠，而酸甜比和风味与其余样品无显著差异，但综合评价最低。总体上本发明所制备样品的口感、风味受到消费者的认可。
环状糊精具有外亲水内疏水的结构，通过本发明的化学方法制备番茄红素β-环糊精包合物冻干粉，增加了其在乳酸菌饮料中的溶解性。产品配方中的发酵乳和糖液混合后可形成稳定的悬浮体系，其中糖液中可溶性大豆多糖的负电荷与酪蛋白表面的正电荷形成立体排斥力实现体系稳定，同时也使番茄红素β-环糊精包合物在体系中实现稳定。
本发明中，环状糊精和番茄红素形成的包合物，可以明显增加番茄红素在水中的溶解性及提升其在货架期内含量的稳定性。如果不使用环状糊精或改为其它原料，则番茄红素在饮料中不能溶解或充分溶解，同时会显著影响其在产品货架期内含量。可溶性大豆多糖可实现产品在货架期内具有良好的稳定性和清爽的口感，如果缺失可溶性大豆多糖或改为其它稳定剂，则会影响产品的稳定性和口感。副干酪乳杆菌是一种长时间发酵、产酸能力强，耐酸性及高活菌数菌株，可使蛋白充分分解，保证了褐色发酵乳的风味、产品的稳定性和活菌数。
产业上应用的可能性
根据本发明，制备的饮料不仅具有乳酸菌饮料酸甜清爽的口感及活性乳酸菌，同时还有特殊的保健功效。在25天货架期内番茄红素含量无显著变化，具有良好的稳定性，营养价值高。本发明的市场前景良好。

Claims (10)

1.一种富含番茄红素的活性乳酸菌饮料，其特征在于，包含脱脂乳粉、甜味物质、稳定剂、番茄红素β-环糊精包合物、酸度调节剂、乳酸菌、食用香精和水，所述番茄红素β-环糊精包合物中，番茄红素与β-环糊精的质量比为1:200-1:400，所述稳定剂包含可溶性大豆多糖，所述乳酸菌包含副干酪乳杆菌，所述甜味物质包括增甜用甜味物质和褐变用甜味物质，所述增甜用甜味物质选自白砂糖、结晶果糖、葡萄糖、麦芽糖、果葡糖浆、赤藓糖醇、麦芽糖醇、木糖醇、安赛蜜、三氯蔗糖、甜菊糖苷及罗汉果甜苷中的一种或多种，所述褐变用甜味物质选自葡萄糖、果糖、核糖、木糖、阿拉伯糖、半乳糖、甘露糖中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的富含番茄红素的活性乳酸菌饮料，其特征在于，以所述富含番茄红素的活性乳酸菌饮料的总重量为基准，各组分的含量为：脱脂乳粉2.5％-5％、甜味物质8％-15％、稳定剂0.1％-1.0％、番茄红素β-环糊精包合物0.3％-0.8％、酸度调节剂0.05％-0.5％、乳酸菌0.002％-0.1％、食用香精0.03％-0.15％。
3.根据权利要求1所述的富含番茄红素的活性乳酸菌饮料，其特征在于，以所述富含番茄红素的活性乳酸菌饮料的总重量为基准，所述可溶性大豆多糖的含量为0.1％-0.8％。
4.根据权利要求1所述的富含番茄红素的活性乳酸菌饮料，其特征在于，所述增甜用甜味物质包含白砂糖，所述褐变用甜味物质包含葡萄糖。
5.根据权利要求1所述的富含番茄红素的活性乳酸菌饮料，其特征在于，所述酸度调节剂选自乳酸、柠檬酸钠、柠檬酸及苹果酸中的一种或多种。
6.一种富含番茄红素的活性乳酸菌饮料的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：制备番茄红素β-环糊精包合物；
步骤二：制备发酵乳；
步骤三：制备糖液；
步骤四：混料。
7.根据权利要求6所述的富含番茄红素的活性乳酸菌饮料的制备方法，其特征在于，步骤一包括如下步骤：
(1)将β-环糊精加入水中溶解，制得β-环糊精饱和溶液；
(2)将番茄红素结晶用丙酮溶解，制得番茄红素溶液；
(3)按番茄红素：β-环糊精的质量比1:200-1:400，将番茄红素溶液缓慢滴加至β-环糊精溶液中；
(4)冷藏条件下放置，过滤，先后用蒸馏水和无水乙醚洗涤；
(5)低温真空冷冻干燥，研磨，制得番茄红素β-环糊精包合物冻干粉。
8.根据权利要求6所述的富含番茄红素的活性乳酸菌饮料的制备方法，其特征在于，步骤二包括如下步骤：
(1)在配料罐中加入水，加热到45-50℃，将脱脂乳粉和褐变用甜味物质干混后加入到化料罐中搅拌15-20min进行化料，静置水合30-40min，得到复原乳；
(2)将上述复原乳以二级压力/总压力为30/150bar且63-68℃的条件进行均质；
(3)将上述均质后的复原乳在95℃条件下褐变180-240min；
(4)将褐变后的复原乳降温至37±1℃，将乳酸菌在无菌条件下加入复原乳中，搅拌20min-30min，发酵72-80小时，待发酵乳终点酸度达到160-185°T停止发酵，破乳，降温至10℃以下。
9.根据权利要求6所述的富含番茄红素的活性乳酸菌饮料的制备方法，其特征在于，步骤三包括如下步骤：
(1)在配料罐中加入水，加热到55-60℃，在搅拌状态下，首先将番茄红素β-环糊精包合物和可溶性大豆多糖、以及一部分增甜用甜味物质进行干混，然后进行投料，搅拌溶解均匀，再投入剩余增甜用甜味物质和食用香精，进一步搅拌溶解均匀；
(2)将糖液在95℃、300s条件下进行杀菌；
(3)糖液冷藏至25℃以下，
优选地，上述(1)中，所述一部分增甜用甜味物质的量是番茄红素β-环糊精包合物和可溶性大豆多糖合计量的4-6倍，更优选为5倍。
10.根据权利要求6所述的富含番茄红素的活性乳酸菌饮料的制备方法，其特征在于，步骤四包括如下步骤：
(1)将发酵乳与糖液混合，加入乳酸使基料的酸度达到55°T-60°T；
(2)基料以二级压力/总压力为30/200bar且63-68℃的条件进行均质；
(3)将基料降温至10℃以下进行无菌灌装。
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