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燕麦芽益生菌饮料配方的开发
2021-3-29 10:35:04

燕麦是一种特殊的粮、经、饲、药多用作物,总产量在世界八大粮食作物中居第五位,燕麦一般分为带秤型(皮燕麦)和裸粒型(裸燕麦)两大类,我国的燕麦类型主要为裸粒燕麦,主要产区在内蒙古、山西、河北、青海等。

益生元(Prebiotics)的定义是"不易消化的食物成分,它可以通过选择性地刺激结肠中的一种或少数几种细菌的生长或活性而对宿主产生有益影响,从而增进宿主健康"(Gibson and Roberfroid 1995)益生元发挥这种作用的前提是在进入结肠之前须经得起消化作用,最好是在整个大肠中能不被消化,则其有益作用才可以维持到最终。低聚果糖(FOS)低聚异麦芽糖(IMO)低聚半乳糖(GOS)低聚木糖(XOS)和乳酮糖是常见的益生元发现菊粉可提高乳酸菌的数量,而较少增加双歧杆菌数量。合生元(Synbiotics)即同时含有益生菌和益生元,通过促进外源性活菌在肠道中选择性刺激一种或几种有益菌的生长和或代谢,从而促进宿主健康。燕麦芽是燕麦经过浸泡、发芽和烘干后得到的,发芽可以提高燕麦的营养价值,主要是因为蛋白质和淀粉等大分子物质降解,游离氨基酸、可溶性糖和还原性糖的含量大幅提高,蛋白酶抑制剂和植酸等抗营养因子含量降低,消化率得到了提高此外,燕麦芽还含有大量的酶,主要是a-淀粉酶、B-淀粉酶、B-葡聚糖酶和蛋白酶等,可以作为天然酶类来水解燕麦中的大分子物质,且不同的淀粉酶之间具有协同作用,可大幅加快水解速度。

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试验方法

燕麦芽的制备:燕麦经过挑选,除去杂质,清洗后浸泡,浸麦温度为15 ℃C,采取"浸四断八"工艺,即浸水4 h、断水8h、依次循环,总浸麦时间为30h;浸麦之后发芽,发芽温度17℃C.时间为6d,发芽结束后进行45 ℃烘干24 h。最后除去根、芽,进行粉碎,制得麦芽粉备用。

菌种活化:购买的菌种干粉先用MRS液体培养基混匀,然后用MRS固体培养基划线活化,长出单菌落后挑于液体MRS中扩大培养,37 ℃C活化12 h,活化2-3次。混匀后取适量菌液4000 r/min离心10 min,弃掉上清液,用0.9%NaC1溶液(w/v)还原至相同积适当稀释后即为菌悬液(菌体浓度为10 CFU/mL左右)

发酵:燕麦经过粉碎制得燕麦粉,与燕麦芽粉过60目筛后1:2混合按比例称取10%(w/v)燕麦芽-燕麦粉、3%(w/v)蔗糖、1%(w/v)脱脂乳粉与纯净水混合,先60 ℃ 30 min,然后沸水糊化15 min,冷却后悬浮液离心6000 r/min 15 min,收集上清液,然后121℃杀菌20 min,接种3%(vlv)的混合益生菌(混菌比例1:1),37℃C下发酵10h,发酵完成后4℃下冷藏12 h。

单因素试验:以活菌数、滴定酸度、游离氨基酸含量和B-葡聚糖含量为评价指标,分别对燕麦芽-燕麦粉浓度(4%5.5%,7%,8.5%10%)燕麦芽粉与燕麦粉比例(5:1,3:1,1:1,1:3,1:5)脱脂乳粉浓度(0%1%2%3%4%)蔗糖浓度(0%.1%,2%.3%4%)进行单因素试验,确定各因素的影响程度与适宜范围。

结果与分析

燕麦芽-燕麦粉浓度对燕麦芽益生菌饮料品质的影响益生菌的生长和代谢需要吸收营养物质,发酵基质中营养物质的种类及含量对发酵过程有重要影响,不同的燕麦芽-燕麦粉浓度不仅影响益生菌的数量、产品的品质,还对B-葡聚糖含量有较大影响,不同燕麦芽-燕麦粉浓度对燕麦芽益生菌饮料活菌数、滴定酸度、B-葡聚糖含量和游离氨基酸含量的影响可以看出,发酵饮料中活菌数均达到10CFU/mL,表明不同浓度的发酵基质均能支持益生菌的生长,但各浓度之间变化幅度不大,当燕麦芽一燕麦粉浓度为7%时,活菌数达到最大值,对数值为8.65。以7%的燕麦糊为基质,用瑞士乳杆菌发酵10h得到相似的结果,活菌数对数值为8.10益生菌发酵产品的酸度对于发酵过程的控制很重要,其大小影响产品的风味、口感及粘稠度由,滴定酸度为29.56-50.50 mL/100mL,随着燕麦芽-燕麦粉浓度的增大,酸度值逐渐升高,且各浓度之间差异显著(P<0.05)B-葡聚糖含量的变化情况见图2-1C,P-葡聚糖是燕麦的功能性成分,其含量相较于其它谷物有明显优势,但经过发芽的燕麦,B-葡聚糖含量降低较明显。其在发酵过程中不被利用,但可作为益生元来间接促进益生菌的生长。随着燕麦芽-燕麦粉浓度的增大,燕麦粉所占的比例逐渐增大,B-葡聚糖的含量逐渐升高,但8.5%和10%之间没有显著差异(P>0.05)燕麦经过发芽以后,游离氨基酸含量显著增加(Tian et al.2010),发酵前后饮料中的游离氨基酸含量变化不大(Rathore etal.2012),因此随着燕麦芽-燕麦粉浓度的增大,燕麦芽所占的比例变大,饮料的游离氨基酸含量也增大。由图2-1D可以看出,不同的燕麦芽-燕麦粉浓度对游离氨基酸含量的影响差异显著(P<0.05)综合燕麦芽-燕麦粉浓度对燕麦芽益生菌饮料活菌数、滴定酸度、B-葡聚糖含量和游离氨基酸含量的影响结果选择燕麦芽-燕麦粉浓度为8.5%进行后续试验。

结论

本研究以燕麦为主要发酵基质,嗜酸乳杆菌和植物乳杆菌为菌种,制备燕麦芽益生菌饮料,从发酵基质的响应面优化、发酵工艺优化、稳定剂的选择以及成品货架期的品质评定四个方面对燕麦芽益生菌饮料的制备进行了较为系统的研究,优化了发酵基质配方、发酵工艺条件、复合稳定剂的添加,并对成品货架期品质进行了分析。本论文主要得出以下结论:

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