CN106722082A - 一种高膳食纤维麸皮红枣益生菌咀嚼片 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高膳食纤维麸皮红枣益生菌咀嚼片，该咀嚼片是将麸皮红枣发酵醅粉、矫味剂、凝固剂、润滑剂经造粒、低温干燥、整粒、压片制成，其中麸皮红枣发酵醅粉是以富含膳食纤维的小麦麸皮粉和功能成分齐全、含糖量高的红枣泥为原料，以驯化扩培后的植物乳杆菌和肠膜明串珠菌为发酵剂，经固态发酵、真空冷冻干燥、高速粉碎制得。本发明益生菌咀嚼片取材容易，成本低廉，添加辅料极少，风味适口、膳食纤维含量高、营养丰富，而且富含肠道益生菌植物乳杆菌和肠膜明串珠菌，在产品保质期内联合菌落数维持在8×107cfu/g以上水平。本发明的咀嚼片对人体便秘有很好的调理和保健作用，是一种良好的保健食品，可直接咀嚼食用。
Description
技术领域
本发明属于食品技术领域，具体涉及一种以小麦麸皮为主原料，辅以功能成分齐全的红枣，经联合乳酸菌发酵剂固态发酵、真空冷冻干燥技术制备的高膳食纤维麸皮红枣益生菌咀嚼片。
背景技术
小麦麸皮是面粉加工过程中的主要副产物，目前年产量达4000万吨以上。但因其口感粗涩，食用品质较差，目前将近80％的麸皮仅用于动物饲料加工、酿酒及制醋领域，在食品加工方面极少有相关产品上市。大量研究资料显示，小麦麸皮具有良好的营养特性，含有丰富的淀粉酶系、蛋白质、碳水化合物、维生素及矿物质类组分。另外，麸皮中含有高达40％～50％的膳食纤维，是一种有较大开发前景和市场的保健食品资源，其能有效防止便秘，促进肠道益生菌群生长，治疗和控制心血管、糖尿病疾病。随着技术进步和加工工艺的不断完善，来源充足、价格低廉且功能营养价值高的小麦麸皮，若能对其实现二次利用，开发有价值的食用保健产品，对有效解决小麦麸皮资源废弃问题，平衡饮食结构，预防肥胖症、糖尿病等有着积极的意义。
红枣(Zizyphus jujuba Mill)，又名“中华大枣”，为鼠李科果树枣树的果实。红枣是药食两用性果品，味道鲜美、营养丰富，富含糖类、维生素、矿物质及氨基酸组分。现代医学证明，红枣多糖具有免疫学活性和清除自由基的功能，多酚、芦丁及皂苷等物质具有维持毛细血管正常通透性，改善微循环，预防心血管病发生的作用。
乳酸菌，原核生物，是一类能够利用碳水化合物，通过同型发酵或异型发酵代谢产生大量乳酸、乙酸、乙醇等的一类无芽孢、***的通称。目前至少有18个属，200多种，其主要应用于食品领域的双歧杆菌属、乳杆菌属和链球菌属均是对人体具有保健功能的微生态类益生菌。大量研究表明，益生乳酸菌广泛存在于人体的肠道中，不仅可以提高食品的营养价值，改善食品风味，增加食品适口性，而且能够调节机体胃肠道正常微生态菌群，保持微生态平衡。目前市场上销售的富含活性乳酸菌的制剂主要是通过直接复配少量乳酸菌菌粉和大量辅料压制而成，该方法工艺存在菌种活性较低，菌种存活率较低，且需添加较多菌种保护剂等问题，其中辅料主要为淀粉、蛋白质及糖类物质，由于辅料本身营养成分组成的限制，导致缺乏人体必需的膳食纤维、维生素、矿物质类物质。
发明内容
针对小麦麸皮虽然营养丰富，有很强的保健功能，但存在适口性差、消化吸收困难、利用率较低等问题，本发明结合酶水解作用，采用已确定对人体有很好功能作用的乳酸菌为发酵剂，将麸皮红枣中的糖转化为乳酸同时，经过发酵作用促进麸皮功能性营养成分的溶解和消化吸收，改善其风味，为人们提供一种风味适口、膳食纤维含量高、营养丰富的麸皮红枣益生菌咀嚼片。
解决上述技术问题所采用的技术方案是该高膳食纤维益生菌咀嚼片由下述质量百分配比的原料：
上述麸皮红枣发酵醅粉的制备方法如下：
1、原料前处理
将干净的新鲜小麦麸皮用热风干燥箱在70～80℃下烘干至含水量为5％～10％后，用粉碎机将烘干的麸皮粉碎，过70～90目筛，得麸皮粉；将无霉烂、虫蛀的干红枣清洗干净后与水按质量比为1:4～6混合，用夹层锅蒸煮20～30分钟后，用打浆机打浆，去除枣核和枣皮，得到红枣泥。
2、麸皮酶解糖化
将麸皮粉与其质量50％～70％的无菌水混合，并加入麸皮粉质量0.3％～0.5％的α-淀粉酶，α-淀粉酶活力≥50U/mg，搅拌均匀，在60～70℃下酶解1.5～2小时，然后用乳酸调整pH为4.0～4.5，在温度为60～65℃下，加入麸皮粉质量0.1％～0.3％的糖化酶，糖化酶活力≥50U/mg，恒温糖化0.5～1小时，使还原糖含量达到7％～11％。
3、麸皮红枣复合
将步骤2糖化后的麸皮粉和步骤1得到的红枣泥按质量比为3～5:1混合，用高压杀菌锅在110～121℃下灭菌20～30分钟，再用无菌水调整其水分含量为40％～60％，得到含水量为40％～60％、还原糖含量为8％～11％的麸皮红枣发酵基质。
4、菌种活化及驯化
将植物乳杆菌和肠膜明串珠菌分别在恒温厌氧条件下进行活化，活化培养基为MRS固体培养基，活化温度为33～38℃、时间为16～24小时、传代3～5次；然后将上述活化后的两种菌种分别接种到脱脂牛奶培养基中，在温度为33～38℃下液态培养18～30小时；再将液态培养后的两种菌种分别接种到麸皮红枣发酵基质与脱脂牛奶的混合物中进行梯度驯化，其中菌种接种量为4％～8％，驯化温度为36±2℃、时间为24～48小时，每个梯度连续驯化2～3次，得到驯化菌种。
5、菌种扩培
将步骤4得到的两种驯化菌种分别依次进行一级扩大培养、二级扩大培养、三级扩大培养，其中培养基是含水量40％～60％、还原糖含量为7％～15％的麸皮红枣发酵基质，还原糖含量通过葡萄糖调节，培养温度为30～38℃、时间为18～30小时，得到高活性乳酸菌发酵剂，其中乳酸菌菌落数为1.0×109～5.0×1010cfu/g。
6、固态发酵
将麸皮红枣发酵基质中的还原糖含量用葡萄糖调整至12％～14％，再添加麸皮红枣发酵基质质量0.5％～1％的天然红曲米将其颜色调为枣红色，然后接种步骤5得到的两种高活性乳酸菌发酵剂，总接种量为6％～12％，充分搅拌均匀，在温度为30～38℃下恒温静置发酵36～48小时，在0～5℃下后熟12～16小时，得到麸皮红枣发酵醅。
7、制备麸皮红枣发酵醅粉
将麸皮红枣发酵醅在-25～-15℃下完全冻结后，在真空度为0.05～0.1MPa的冷冻干燥机中干燥至含水量为5％～8％，粉碎冻干粉，过70～90目筛，得到麸皮红枣发酵醅粉，麸皮红枣发酵醅粉中总乳酸菌菌落数为4.0×109～8.0×109cfu/g；
上述步骤4～7均在无菌净化室内完成。
上述步骤4中，优选将液态培养后的两种菌种分别接种到麸皮红枣发酵基质与脱脂牛奶的质量-体积比为0g:10mL、2g:8mL、4g:6mL、6g:4mL、8g:2mL、10g:0mL的混合物中进行梯度驯化。
上述步骤4中，所述的MRS固体培养基含10g/L蛋白胨、8g/L牛肉膏、5g/L酵母粉、20g/L葡萄糖、1mL/L吐温-80、2g/L柠檬酸氢二铵、5g/L乙酸钠、2g/L磷酸氢二钾、0.58g/L七水硫酸镁、0.25g/L四水硫酸镁、15g/L琼脂，其余为去离子水；所述的脱脂牛奶培养基含100g/L脱脂奶粉，其余为去离子水。
上述步骤5中，优选所述的一级扩大培养的培养基是含水量40％～60％、还原糖含量为7％～9％的麸皮红枣发酵基质，二级扩大培养的培养基是含水量40％～60％、还原糖含量为10％～12％的麸皮红枣发酵基质，三级扩大培养的培养基是含水量40％～60％、还原糖含量为13％～15％的麸皮红枣发酵基质，植物乳杆菌扩大培养温度为37℃、时间为24～30小时，肠膜明串珠菌扩大培养温度为32℃、时间为24～30小时。
上述步骤6中，优选所述高活性乳酸菌发酵剂的接种量分别为：植物乳杆菌接种量8％、肠膜明串珠菌接种量4％，进一步优选在温度为33℃下恒温静置发酵48小时。
上述的矫味剂为红枣香精、蓝莓香精、橘子香精、阿斯巴甜、木糖醇、甘露醇中的任意一种或两种的混合物；所述的凝固剂为预胶化淀粉、微晶纤维素、魔芋胶、黄原胶中的任意一种或两种的混合物；所述的润滑剂为硬脂酸镁。
本发明益生菌咀嚼片的制备方法为：按照上述质量百分比组成，将麸皮红枣发酵醅粉与矫味剂、凝固剂、润滑剂混合均匀后过80目筛，喷洒少量无菌纯水，用15目筛造粒，30～40℃干燥3～5分钟，用15目筛整粒，压制成直径为1.0～1.5cm的片剂，每片重1.0～1.5g，真空包装，在20～40℃条件下保存。
本发明的有益效果如下：
本发明选用共生发酵效果较好的植物乳杆菌和肠膜明串珠菌进行联合固态发酵，以小麦副产物麸皮为主要发酵基质，配以少量红枣，将乳酸菌和麸皮红枣通过固态乳酸发酵结合起来，在保持各自特有的功能的基础上，改良产品口味，增加活性益生菌群，充分发挥三者在人机体内的多重保健功效，制得高活性、高菌落数的益生菌咀嚼片。
本发明选取的同型发酵的植物乳杆菌能够维持人体肠道内菌群平衡，增加人体肠道益生菌数量，降低血清胆固醇含量和预防心血管疾病，缓解乳糖不耐症；异型发酵的肠膜明串珠菌在发酵过程中产生多种酸和醇，具有产酸能力高、抗氧化和抗致病菌等生理功效，两者之间相互协助、共同促使更好的发酵效果。
本发明通过联合乳酸菌的固态发酵，最大限度的保留了发酵基质中的营养保健成分，麸皮中部分难消化、难降解的纤维类物质得以改善，适口性显著增加，营养成分更为丰富，对于补充机体膳食纤维摄入量有良好功效。另外，红枣中高含量的糖类为乳酸菌发酵提供充足物料基础，极大的促进乳酸菌的生长与繁殖，产乳酸含量充足，发酵后基质枣香怡人，有醇厚的枣香味，色泽适宜，对后期乳酸菌的存活有极大的保护作用，充当保护剂角色，且红枣最大限度地改善了麸皮膳食纤维的口感和滋味。
本发明高麸皮膳食纤维益生菌咀嚼片呈枣红色，不仅富含调理机体胃肠道的优质乳酸菌群，对人体便秘有很好的调理和保健功能，而且含有醇、醛、酯、酮及酸类挥发性风味物质，营养成分配比合理，富含对人体有特殊生理功能的膳食纤维，具有乳酸发酵的特殊清香味，酸甜适宜，可直接咀嚼食用，是儿童或中老年人群的理想保健产品。
另外，本发明的益生菌咀嚼片所用原料取材方便，成本低廉，克服了现有益生菌咀嚼片类食品需添加大量辅料、菌体保护剂且特殊营养成分膳食纤维缺乏等问题，对于提升农副产品的二次利用、丰富保健食品的种类、增加企业经济效益等具有重要的现实意义。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步详细说明，但本发明的保护范围不仅限于这些实施例。
实施例1
1、原料前处理
将10kg干净的新鲜小麦麸皮用热风干燥箱在75℃下烘干至含水量为5％～10％，然后用粉碎机将烘干后的麸皮粉碎，过80目筛，得麸皮粉；将5kg无霉烂、虫蛀的干红枣清洗干净后与水按质量比为1:5混合，用夹层锅蒸煮20分钟后，用打浆机打浆，去除枣核和枣皮，得到红枣泥。
2、麸皮酶解糖化
将步骤1得到的麸皮粉与其质量50％的无菌水混合，并加入麸皮粉质量0.4％的α-淀粉酶(酶活力≥50U/mg)，搅拌均匀，在65℃下酶解2小时，然后用乳酸调整pH为4.0～4.5，在温度为60～62℃下，加入麸皮粉质量0.2％的糖化酶(酶活力≥50U/mg)，恒温糖化1小时，使还原糖含量达到9％左右。
3、麸皮红枣复合
将步骤2糖化后的麸皮粉和步骤1得到的红枣泥按质量比为3:1混合，用高压杀菌锅在121℃下灭菌20分钟，再用无菌水调整其水分含量为50％，得到含水量为50％、还原糖含量为10％的麸皮红枣发酵基质。
4、菌种活化与驯化
将植物乳杆菌和肠膜明串珠菌分别在恒温厌氧条件下进行活化，活化培养基为MRS固体培养基(10g/L蛋白胨、8g/L牛肉膏、5g/L酵母粉、20g/L葡萄糖、1mL/L吐温-80、2g/L柠檬酸氢二铵、5g/L乙酸钠、2g/L磷酸氢二钾、0.58g/L七水硫酸镁、0.25g/L四水硫酸镁、15g/L琼脂，其余为去离子水)，活化温度为36℃、时间为18小时、传代3次；然后将活化后的两种菌种分别接种到脱脂牛奶培养基(100g/L脱脂奶粉，其余为去离子水)中，在温度为36℃下液态培养24小时；再将液态培养后的两种菌种分别接种到含水量为50％、还原糖含量为10％的麸皮红枣发酵基质与脱脂牛奶按质量-体积比为0g:10mL、2g:8mL、4g:6mL、6g:4mL、8g:2mL、10g:0mL的培养基质中进行梯度驯化，两种菌种的接种量均为8％，驯化温度为36±1℃、时间为36小时，每个梯度连续驯化3次，得到生长良好、活性高且产酸能力高的驯化菌种。
5、菌种扩培
将步骤4得到的两种驯化菌种分别依次进行一级扩大培养、二级扩大培养、三级扩大培养，其中一级扩大培养的培养基是含水量50％、还原糖含量为8％的麸皮红枣发酵基质，二级扩大培养的培养基是含水量50％、还原糖含量为10％的麸皮红枣发酵基质，三级扩大培养的培养基是含水量50％、还原糖含量为13％的麸皮红枣发酵基质，还原糖含量通过葡萄糖调节，植物乳杆菌扩大培养温度为37℃、时间为24小时，肠膜明串珠菌扩大培养温度为32℃、时间为24小时，分别得到两种高活性乳酸菌发酵剂，其中植物乳杆菌菌落数为2.3×1010cfu/g，肠膜明串珠菌菌落数为1.8×1010cfu/g。
6、固态发酵
将含水量为50％、还原糖含量为10％的麸皮红枣发酵基质中还原糖含量用葡萄糖调整至13％，并添加麸皮红枣发酵基质质量1％的天然红曲米将其颜色调为枣红色，然后接种步骤5得到的两种高活性乳酸菌发酵剂，其中植物乳杆菌的接种量为8％、肠膜明串珠菌的接种量为4％，充分搅拌均匀，在温度为33℃下恒温静置发酵48小时，在4℃下后熟14小时，得到麸皮红枣发酵醅。
7、制备麸皮红枣发酵醅粉
将麸皮红枣发酵醅在-20℃下完全冻结后，在真空度为0.09MPa的冷冻干燥机中干燥至含水量为7％左右，粉碎冻干粉，过80目筛，得到麸皮红枣发酵醅粉，麸皮红枣发酵醅粉中总乳酸菌菌落数为6.6×109cfu/g。
上述步骤4～7均在无菌净化室内完成。
8、制备高膳食纤维麸皮红枣益生菌咀嚼片
将960g麸皮红枣发酵醅粉、1g橘子香精、39g微晶纤维素混合均匀，用高速粉碎机粉碎后过80目筛，然后喷洒少量无菌纯水，用15目筛造粒，在35℃干燥4分钟，用15目筛整粒，压制成直径为1.3cm的片剂，每片重1.4g，真空包装，在常温条件下保存。
实施例2
按照实施例1步骤1～7的方法制备麸皮红枣发酵醅粉。将980g麸皮红枣发酵醅粉、0.5g红枣香精、10g阿斯巴甜、5g黄原胶、4.5g预胶化淀粉混合均匀，用高速粉碎机粉碎后过80目筛，然后喷洒少量无菌纯水，用15目筛造粒，在35℃干燥4分钟，用15目筛整粒，压制成直径为2cm的片剂，每片重1.5g，真空包装，在常温条件下保存。
实施例3
按照实施例1步骤1～7的方法制备麸皮红枣发酵醅粉。将950g麸皮红枣发酵醅粉、0.5g红枣香精、29.5g甘露醇、10g预胶化淀粉、10g魔芋胶混合均匀，用高速粉碎机粉碎后过80目筛，然后喷洒少量无菌纯水，用15目筛造粒，在35℃干燥4分钟，用15目筛整粒，压制成直径为1.5cm的片剂，每片重1.2g，真空包装，在常温条件下保存。
实施例4
按照实施例1步骤1～7的方法制备麸皮红枣发酵醅粉。将900g麸皮红枣发酵醅粉、0.5g蓝莓香精、49.5g木糖醇、5g魔芋胶、40g微晶纤维素、5g硬脂酸镁，混合均匀，混合均匀，用高速粉碎机粉碎后过80目筛，然后喷洒少量无菌纯水，用15目筛造粒，在35℃干燥4分钟，用15目筛整粒，压制成直径为1.5cm的片剂，每片重1.2g，真空包装，在常温条件下保存。
为了确定本发明的最佳工艺条件，发明人在实验室进行了大量的研究试验，各种试验情况如下：
试验原料：干净的新鲜小麦麸皮；无霉烂、虫蛀的干红枣。
试验菌株：保加利亚乳杆菌(Lactobacillus bulgaricus，简称LB)，戊糖片球菌菌株(Pediococcus pentosaceus，简称PP)，植物乳杆菌菌株(Lactobacillus plantarum，简称LP)，均购于国家标准品网，编号分别为CICC22153、CICC22737、CICC23506；肠膜明串珠菌(Leuconostoc mesenteroides，简称LM)，购于北纳生物，编号BNCC337374；嗜热双歧杆菌(Bifidobacterium thermophilum，简称BT)，购于中国普通微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)，编号1.2235。
培养基：MRS固体培养基：10g/L蛋白胨、8g/L牛肉膏、5g/L酵母粉、20g/L葡萄糖、1mL/L吐温-80、2g/L柠檬酸氢二铵、5g/L乙酸钠、2g/L磷酸氢二钾、0.58g/L七水硫酸镁、0.25g/L四水硫酸镁、15g/L琼脂、其余为去离子水；脱脂牛奶培养基：100g/L脱脂奶粉、其余为去离子水。
测定方法：采用DNS法测定还原糖含量；采用酸碱滴定法测定总酸含量；采用梯度稀释涂布平板法测定乳酸菌菌落总数；采用显微镜观察法鉴定菌种；采用pH酸度计测定pH；采用酶重量法测定膳食纤维含量。
1、乳酸菌菌株的筛选
将五株试验菌株按照实施例1中方法分别进行活化、液态培养、梯度驯化、扩大培养，制备成高活性乳酸菌发酵剂。向含水量50％、还原糖含量为10％的麸皮红枣发酵基质中分别接种得到的五种高活性乳酸菌发酵剂，接种量均为8％，在温度为36℃下恒温静置发酵，每12小时取样，测定发酵基质中总酸含量(以乳酸含量计)，确定最优发酵菌株，结果见表1。
表1单一乳酸菌发酵过程中产酸情况
由表1可知，在单一菌株发酵过程中，随发酵时间的进行，各乳酸菌大量繁殖，活性乳酸菌数量的增加大大促进了发酵代谢过程，各菌株的发酵物中总酸含量呈先上升后缓慢下降趋势，其中在48小时时植物乳杆菌菌株(LP)产酸能力最强，总酸含量可达1.34％。
在单一菌株筛选的基础上，选取产酸能力最高菌株LP作为固定菌株，按照上述方法分别与另外4株菌种进行联合发酵试验，探究联合菌株对麸皮红枣发酵基质固态发酵的影响，结果见表2。
表2复合乳酸菌发酵过程中产酸情况
由表2可知，同型发酵的植物乳杆菌(LP)和异型发酵的肠膜明串珠菌(LM)联合后相互协助、相互促进，其发酵产酸效果明显优于单一菌株发酵，故本发明选取该组合菌株作为发酵菌株。
2、确定复合乳酸菌菌株扩培的温度和时间
按照实施例1中方法分别对植物乳杆菌和肠膜明串珠菌进行活化、液态培养、梯度驯化，将驯化后的植物乳杆菌和肠膜明串珠菌种分别转接到含100mL培养基的250mL三角瓶中进行扩大培养，培养基是脱脂牛奶培养基，并添加葡萄糖调整培养基中还原糖含量为10％，分别在22℃、27℃、32℃、37℃和42℃下培养两种菌株，每6小时取5mL培养液在600nm条件下测其吸光度(OD值)。研究不同温度对乳酸菌扩培的影响，结果见表3和表4。
表3不同温度下植物乳杆菌扩培OD值变化
表4不同温度下肠膜明串珠菌扩培OD值变化
由表3和表4可知，在不同温度下培养的两种乳酸菌，随着培养时间的进行，OD值越来越大，即扩培液中乳酸菌的数量越来越多。其中，在37℃条件下培养24小时，植物乳杆菌的菌落数明显多于其他温度下的菌落数，故植物乳杆菌的最适扩培温度为37℃；在32℃条件下培养24小时，肠膜明串珠菌的菌落数明显多于其他温度下的菌落数，故肠膜明串珠菌的最适扩培温度为32℃。
大量研究表明，乳酸菌在生长对数期的菌体细胞活性最强，在最适扩培温度下选取对数生长期的乳酸菌培养液进行发酵，其发酵产酸效果和菌落数最好。发酵基质条件不变，植物乳杆菌在最适温度37℃条件下，菌株的生长变化如表5。由表5可知，植物乳杆菌在培养过程中呈先增长后缓慢下降的生长趋势，在12～24小时，菌种呈快速增长阶段，植物乳杆菌的生长对数期大约在12～30小时之间，选取对数生长期的中后期作为发酵剂的培养时间，即24～30小时，植物乳杆菌的生长活力最高；肠膜明串珠菌在最适温度32℃条件下，菌株的生长变化如表6。由表6可知，肠膜明串珠菌在培养过程中呈先增长后缓慢下降的生长趋势，在12～24小时，菌种呈快速增长阶段，肠膜明串珠菌的生长对数期大约在12～30小时之间，选取对数生长期的中后期作为发酵剂的培养时间，即24～30小时，肠膜明串珠菌的生长活力最高。
表5植物乳杆菌的生长变化
| 时间(h) | 0 | 6 | 12 | 18 | 24 | 30 | 36 | 42 | 48 |
| OD值 | 0.02 | 0.06 | 0.17 | 0.35 | 0.46 | 0.54 | 0.64 | 0.56 | 0.52 |
表6肠膜明串珠菌的生长变化
| 时间(h) | 0 | 6 | 12 | 18 | 24 | 30 | 36 | 42 | 48 |
| OD值 | 0.01 | 0.06 | 0.14 | 0.29 | 0.45 | 0.52 | 0.63 | 0.58 | 0.54 |
3、联合乳酸菌固态发酵的工艺优化
(1)不同发酵剂接种量对发酵过程中复合菌种数目的影响
由于发酵剂的接种量对发酵的速度和效果有很大影响，接种量过少，发酵速度慢，产酸量少，发酵产生的风味物质少，对发酵基质分解效果差，而接种量过多，发酵速度过快，产酸过多，影响产品风味，并且会增加成本。取含水量为50％、还原糖含量为10％的麸皮红枣发酵基质，添加葡萄糖调整还原糖含量为13％，并接种扩培后植物乳杆菌与肠膜明串珠菌质量比为2:1的混合菌种，在总接种量分别为3％、6％、9％和12％条件下36℃恒温静置发酵，每隔12小时测定发酵基质中复合乳酸菌菌落总数，结果见表7。
表7不同接种量对复合菌落数目影响(单位Lgcfu/g)
由表7可知，在发酵过程中，发酵剂接种量越多，乳酸菌的生长越快且活菌数量越多，其中在12％接种量条件下，乳酸菌在36～48小时达到较高菌落数，最多可达8.8Lgcfu/g。
(2)不同发酵温度对发酵过程中复合菌种数目的影响
不同乳酸菌生长所需的最适温度有所不同，不同的温度梯度下，乳酸菌的生长、含量及发酵效果也不相同。取含水量为50％、还原糖含量为10％的麸皮红枣发酵基质，添加葡萄糖调整还原糖含量为13％，并接种扩培后植物乳杆菌与肠膜明串珠菌质量比为2:1的混合菌种，总接种量为10％，分别在23℃、28℃、33℃和38℃下进行恒温静置发酵，每隔12小时测定发酵基质中复合乳酸菌菌落总数，结果见表8。
表8不同发酵温度对复合菌落数目影响(单位Lgcfu/g)
由表8可知，在发酵过程中，不同的发酵温度对乳酸菌的生长和数目有一定影响，其中33℃条件下发酵，乳酸菌生长最快，在36～48小时达到较高的菌落数水平，最高可达8.9Lgcfu/g。
(3)不同葡萄糖添加量对发酵过程中复合菌种数目的影响
葡萄糖可为乳酸菌发酵提供充足的可发酵碳水化合物，通过在麸皮红枣发酵基质中添加适量葡萄糖，可以强化乳酸菌发酵基质中的营养，促进乳酸菌的生长，提高活性乳酸菌的含量，同时也能丰富发酵产物，提高发酵醅的营养价值。取含水量为50％、还原糖含量为10％的麸皮红枣发酵基质，并接种扩培后植物乳杆菌与肠膜明串珠菌质量比为2:1的混合菌种，总接种量为10％，并分别添加0、2％、3％和4％葡萄糖，在36℃下恒温静置发酵，每隔12小时测定发酵基质中复合乳酸菌菌落总数，结果见表9。
表9葡萄糖添加量对复合菌落数目的影响(单位Lgcfu/g)
由表9可知，葡萄糖添加量越多，乳酸菌生长越快，且活性菌落数越多，乳酸菌菌落数最高时可达9.3Lgcfu/g。当葡萄糖添加量为4％时，发酵基质中乳酸菌生长最快，活性乳酸菌数目最多，乳酸菌于24小时左右数目达到最多，随后进入稳定期并随时间延长缓慢进入衰亡期。
4、最佳固态发酵工艺条件的确定
通过对以上三个对麸皮红枣发酵有影响的单因素试验结果分析，选取四个对麸皮红枣发酵中乳酸菌活菌数含量有显著影响的4个因素：发酵温度、接种量、葡萄糖添加量和发酵时间，设计四因素四水平正交试验，确定最佳发酵工艺。因素水平表如表10。
表10正交试验设计表
通过正交试验表，在设定条件下测量乳酸菌菌落总数，对测量的正交试验结果进行分析，优化出最佳发酵工艺条件，其正交试验结果表如下表11。
表11正交试验结果表
由上表可知，各因素的影响次序是：D＞A＞B＞C，最佳组合为：A3B4C4D4，即发酵温度33℃、接种量12％、葡萄糖添加量4％、发酵时间48小时。优化组合未出现在正交试验表中，为验证正交试验的准确性，按照此工艺条件做3次平行，结果表明，在优化组合A3B4C4D4条件下，发酵基质中乳酸菌菌落总数达到9.9Lgcfu/mL，高于上表中菌落数的最大值，说明该优化工艺合理可行。正交试验方差结果分析如表12。
表12正交试验方差结果分析表
| 变异来源 | Ⅲ型平方和 | 自由度 | 均方 | F值 | 显著性 | 显著水平 |
| A | 2.023 | 3 | 0.674 | 29.963 | 0.01 | ** |
| B | 0.962 | 3 | 0.321 | 14.259 | 0.028 | * |
| C | 0.712 | 3 | 0.237 | 10.556 | 0.042 | * |
| D | 6.112 | 3 | 2.037 | 90.556 | 0.002 | ** |
注：**表示差异性极显著，p＜0.01；*表示差异性显著，p＜0.05。
由表12可知，发酵温度和发酵时间的不同水平，对乳酸菌的数量的影响极显著，菌种接入量和葡萄糖添加量的不同水平间也存在显著差异。
在最佳工艺条件发酵的麸皮红枣发酵醅中总酸含量和pH变化如下表13。
表13麸皮红枣发酵醅中总酸含量和pH变化
| 发酵时间(h) | 0 | 12 | 24 | 36 | 48 |
| 总酸(％) | 0.67 | 0.96 | 1.26 | 1.45 | 1.58 |
| pH | 5.34 | 4.74 | 3.96 | 3.48 | 3.42 |
由表13可知，在最佳工艺条件下发酵，麸皮红枣发酵基质中的总酸含量明显增加，与之相关的pH值也有所减小。
5、麸皮红枣发酵醅的干制
将最佳工艺条件得到的麸皮红枣发酵醅分别于真空冷冻干燥机、35℃鼓风干燥机、45℃鼓风干燥机干燥至含水量为8％左右，然后用高速粉碎机破碎后，过80目筛，得到麸皮红枣发酵醅粉。测试不同干制方式后活性乳酸菌菌落数，结果见表14。
表14不同干制方式中菌落总数(cfu/g)、存活率
由于本发明采用固态发酵的方式进行乳酸菌的培养，发酵醅中的麸皮红枣成分对菌体起到有极大的保护作用，在真空冷冻干燥前不添加其他保护剂的条件下，活菌率可达73％。
为了证明本发明的有益效果，发明人对实施例1制备的麸皮红枣益生菌咀嚼片进行了质量检测，结果见表15，并对其活菌数目随保存时间的变化进行了测试，结果见表16。
表15咀嚼片的感官和质量检测结果
注:因无具体对应的咀嚼片国标作参照，故以Q/SJ 0002S-2015中的卫生及微生物指标作为参考。
表16存放时间对活菌数目的影响
由表15的结果可见，本发明麸皮红枣益生菌咀嚼片的感官评价高，片剂完整，表面光洁，色泽适宜，酸甜适宜，口感绵柔，适口性显著增加，且有醇厚枣香味及乳酸发酵的清香味；咀嚼片的营养成分充足，麸皮中部分难消化、难降解的纤维类物质得以改善，功能保健成分膳食纤维含量高为32.53g/100g，对补充人体膳食纤维摄入量有良好功效；且本发明的咀嚼片卫生及微生物指标达标，高活性、高菌落数的功能性乳酸菌不仅提高了咀嚼片的营养价值，改善其风味，增加其适口性，对于调节机体胃肠道正常微生态菌群，优化肠道菌群等有较大作用，是儿童或中老年人群的理想保健产品。由表16可见，在益生菌咀嚼片室温保存的160天时间内，活菌数目较高，符合现有国标要求，说明麸皮红枣基质对乳酸菌有充分的保护作用，增加了咀嚼片在加工和保存过程中的稳定性。
Claims (10)
1.一种高膳食纤维麸皮红枣益生菌咀嚼片，其特征在于：该益生菌咀嚼片由下述质量百分配比的原料：
上述麸皮红枣发酵醅粉的制备方法如下：
(1)原料前处理
将干净的新鲜小麦麸皮用热风干燥箱在70～80℃下烘干至含水量为5％～10％后，用粉碎机将烘干的麸皮粉碎，过70～90目筛，得麸皮粉；将无霉烂、虫蛀的干红枣清洗干净后与水按质量比为1:4～6混合，用夹层锅蒸煮20～30分钟后，用打浆机打浆，去除枣核和枣皮，得到红枣泥；
(2)麸皮酶解糖化
将麸皮粉与其质量50％～70％的无菌水混合，并加入麸皮粉质量0.3％～0.5％的α-淀粉酶，α-淀粉酶活力≥50U/mg，搅拌均匀，在60～70℃下酶解1.5～2小时，然后用乳酸调整pH为4.0～4.5，在温度为60～65℃下，加入麸皮粉质量0.1％～0.3％的糖化酶，糖化酶活力≥50U/mg，恒温糖化0.5～1小时，使还原糖含量达到7％～11％；
(3)麸皮红枣复合
将步骤(2)糖化后的麸皮粉和步骤(1)得到的红枣泥按质量比为3～5:1混合，用高压杀菌锅在110～121℃下灭菌20～30分钟，再用无菌水调整其水分含量为40％～60％，得到含水量为40％～60％、还原糖含量为8％～11％的麸皮红枣发酵基质；
(4)菌种活化及驯化
将植物乳杆菌和肠膜明串珠菌分别在恒温厌氧条件下进行活化，活化培养基为MRS固体培养基，活化温度为33～38℃、时间为16～24小时、传代3～5次；然后将上述活化后的两种菌种分别接种到脱脂牛奶培养基中，在温度为33～38℃下液态培养18～30小时；再将液态培养后的两种菌种分别接种到麸皮红枣发酵基质与脱脂牛奶的混合物中进行梯度驯化，其中菌种接种量为4％～8％，驯化温度为36±2℃、时间为24～48小时，每个梯度连续驯化2～3次，得到驯化菌种；
(5)菌种扩培
将步骤(4)得到的两种驯化菌种分别依次进行一级扩大培养、二级扩大培养、三级扩大培养，其中培养基是含水量40％～60％、还原糖含量为7％～15％的麸皮红枣发酵基质，还原糖含量通过葡萄糖调节，培养温度为30～38℃、时间为18～30小时，得到高活性乳酸菌发酵剂，其中乳酸菌菌落数为1.0×109～5.0×1010cfu/g；
(6)固态发酵
将麸皮红枣发酵基质中的还原糖含量用葡萄糖调整至12％～14％，再添加麸皮红枣发酵基质质量0.5％～1％的天然红曲米将其颜色调为枣红色，然后接种步骤(5)得到的两种高活性乳酸菌发酵剂，总接种量为6％～12％，充分搅拌均匀，在温度为30～38℃下恒温静置发酵36～48小时，在0～5℃下后熟12～16小时，得到麸皮红枣发酵醅；
(7)制备麸皮红枣发酵醅粉
将麸皮红枣发酵醅在-25～-15℃下完全冻结后，在真空度为0.05～0.1MPa的冷冻干燥机中干燥至含水量为5％～8％，粉碎冻干粉，过70～90目筛，得到麸皮红枣发酵醅粉，麸皮红枣发酵醅粉中总乳酸菌菌落数为4.0×109～8.0×109cfu/g；
上述步骤(4)～(7)均在无菌净化室内完成。
2.根据权利要求1所述的高膳食纤维麸皮红枣益生菌咀嚼片，其特征在于：在麸皮红枣发酵醅粉制备方法的步骤(4)中，将液态培养后的两种菌种分别接种到麸皮红枣发酵基质与脱脂牛奶的质量-体积比为0g:10mL、2g:8mL、4g:6mL、6g:4mL、8g:2mL、10g:0mL的混合物中进行梯度驯化。
3.根据权利要求1所述的高膳食纤维麸皮红枣益生菌咀嚼片，其特征在于：在麸皮红枣发酵醅粉制备方法的步骤(4)中，所述的MRS固体培养基含10g/L蛋白胨、8g/L牛肉膏、5g/L酵母粉、20g/L葡萄糖、1mL/L吐温-80、2g/L柠檬酸氢二铵、5g/L乙酸钠、2g/L磷酸氢二钾、0.58g/L七水硫酸镁、0.25g/L四水硫酸镁、15g/L琼脂，其余为去离子水。
4.根据权利要求1所述的高膳食纤维麸皮红枣益生菌咀嚼片，其特征在于：在麸皮红枣发酵醅粉制备方法的步骤(4)中，所述的脱脂牛奶培养基含100g/L脱脂奶粉，其余为去离子水。
5.根据权利要求1所述的高膳食纤维麸皮红枣益生菌咀嚼片，其特征在于：在麸皮红枣发酵醅粉制备方法的步骤(5)中，所述的一级扩大培养的培养基是含水量40％～60％、还原糖含量为7％～9％的麸皮红枣发酵基质，二级扩大培养的培养基是含水量40％～60％、还原糖含量为10％～12％的麸皮红枣发酵基质，三级扩大培养的培养基是含水量40％～60％、还原糖含量为13％～15％的麸皮红枣发酵基质，植物乳杆菌扩大培养温度为37℃、时间为24～30小时，肠膜明串珠菌扩大培养温度为32℃、时间为24～30小时。
6.根据权利要求1所述的高膳食纤维麸皮红枣益生菌咀嚼片，其特征在于：在麸皮红枣发酵醅粉制备方法的步骤(6)中，所述高活性乳酸菌发酵剂的接种量分别为：植物乳杆菌接种量8％、肠膜明串珠菌接种量4％。
7.根据权利要求1所述的高膳食纤维麸皮红枣益生菌咀嚼片，其特征在于：在麸皮红枣发酵醅粉制备方法的步骤(6)中，在温度为33℃下恒温静置发酵48小时。
8.根据权利要求1～7任意一项所述的高膳食纤维麸皮红枣益生菌咀嚼片，其特征在于：所述的矫味剂为红枣香精、蓝莓香精、橘子香精、阿斯巴甜、木糖醇、甘露醇中的任意一种或两种的混合物。
9.根据权利要求1～7任意一项所述的高膳食纤维麸皮红枣益生菌咀嚼片，其特征在于：所述的凝固剂为预胶化淀粉、微晶纤维素、魔芋胶、黄原胶中的任意一种或两种的混合物。
10.根据权利要求1～7任意一项所述的高膳食纤维麸皮红枣益生菌咀嚼片，其特征在于：所述的润滑剂为硬脂酸镁。
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