一种含(r)-3羟基丁酸的固体饮料及其制备方法
阅读说明：本技术 一种含(r)-3羟基丁酸的固体饮料及其制备方法 (Solid beverage containing (R) -3-hydroxybutyric acid and preparation method thereof ) 是由 薛凌云 吕金艳 余柳松 陈镇聪 郑序伦 阿丽娅 于 2021-09-13 设计创作，主要内容包括：本发明属于功能食品技术领域,具体涉及一种含(R)-3羟基丁酸的固体饮料及其制备方法。该固体饮料,按重量份计,包括以下组分：5-40份(R)-3-羟基丁酸和40-120份成型剂；成型剂选自变性淀粉、酪蛋白酸钠、麦芽糊精、α-环糊精、β-环糊精或膳食纤维中的至少两种。本发明采用成型剂对(R)-3-羟基丁酸进行半包覆,使制备的固体饮料中(R)-3羟基丁酸的稳定性良好,在长期放置期间不易产生杂质巴豆酸；且能够在水中迅速分散,形成液体饮料。该饮料可应用于改善大脑健康、调节运动机能、促进胃肠道健康等多种健康领域,其不添加任何防腐剂,长期使用无副作用。该固体饮料的制备工艺简便,方便运输。(The invention belongs to the technical field of functional foods, and particularly relates to a solid beverage containing (R) -3-hydroxybutyric acid and a preparation method thereof. The solid beverage comprises the following components in parts by weight: 5-40 parts of (R) -3-hydroxybutyric acid and 40-120 parts of a forming agent; the forming agent is at least two selected from modified starch, sodium caseinate, maltodextrin, alpha-cyclodextrin, beta-cyclodextrin or dietary fiber. The forming agent is adopted to semi-coat the (R) -3-hydroxybutyric acid, so that the stability of the (R) -3-hydroxybutyric acid in the prepared solid beverage is good, and the impurity crotonic acid is not easy to generate during long-term storage; and can be rapidly dispersed in water to form a liquid beverage. The beverage can be applied in various health fields such as brain health improvement, motor function regulation, gastrointestinal health promotion, etc., and has no antiseptic and no side effect after long-term use. The solid beverage has simple preparation process and convenient transportation.)
技术领域
本发明属于功能食品技术领域，具体涉及一种含(R)-3羟基丁酸的固体饮料及其制备方法。
背景技术
(R)-3-羟基丁酸是人体内脂肪代谢提供能量所产生的三种酮体((R)-3-羟基丁酸、乙酰乙酸、丙酮)之一，在三种物质中占比约为70％。在哺乳动物体内(R)-3-羟基丁酸由脂肪在肝脏内代谢而产生，有血液运输至其他的组织和器官，在细胞线粒体中氧化生成能量。近年来，越来越多的科学研究发现，(R)-3-羟基丁酸不但可以作为能量来源，而且具有多种人体健康益处，并且不断有医药方面的研究报道。
目前市场上还未出现(R)-3-羟基丁酸的功能食品。(R)-3-羟基丁酸类似的产品主要为(R)-3-羟基丁酸盐和酯，主要应用于生酮饮食减肥、高强度专业运动、改善认知等领域。但是(R)-3-羟基丁酸盐基本为化学方法制备的混旋体，且研究表明混旋体中的(S)-3-羟基丁酸没有生理活性；而(R)-3-羟基丁酸酯主要为国外上市产品，其口感苦涩，消费者很难接受，且其在人体内代谢过程需要经过肝脏代谢，不易长期饮用。
(R)-3-羟基丁酸的熔点较低，沸点为49-50℃；纯的晶体在室温条件下就可能会有液化现象。而液体(R)-3-羟基丁酸pH值较低，储存、运输及制备终端产品对设备要求比较高；且将(R)-3-羟基丁酸制成饮料时，3-羟基丁酸在水溶液中容易聚合形成低聚物，研究表明，质量浓度为30％的(R)-3-羟基丁酸水溶液，其中低聚物含量约3-5％；质量浓度为50％的(R)-3-羟基丁酸水溶液，其中低聚物含量约7-9％；质量浓度为80％的(R)-3-羟基丁酸水溶液，其中低聚物含量约10-15％。同时，(R)-3-羟基丁酸在放置期间，易产生巴豆酸。
因此，亟需提供一种含(R)-3羟基丁酸的饮料，能够方便运输，且具有良好的稳定性。
发明内容
本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种含(R)-3羟基丁酸的固体饮料。
本发明第一方面提供了一种含(R)-3羟基丁酸的固体饮料。
具体的，一种含(R)-3羟基丁酸的固体饮料，按重量份计，包括以下组分：5-40份(R)-3-羟基丁酸和40-120份成型剂；所述成型剂选自变性淀粉、酪蛋白酸钠、麦芽糊精、α-环糊精、β-环糊精或膳食纤维中的至少两种。
优选的，所述固体饮料，按重量份计，包括以下组分：5-30份(R)-3-羟基丁酸和40-80份成型剂。进一步优选的，所述固体饮料，按重量份计，包括以下组分：10-25份(R)-3-羟基丁酸和40-60份成型剂。
优选的，所述膳食纤维包括低聚果糖、抗性糊精、菊粉、聚葡萄糖、低聚乳糖、低聚木糖、低聚异麦芽糖、大豆低聚糖、羧甲基纤维素中的至少一种。
优选的，所述固体饮料，还包括食品添加剂。
优选的，所述食品添加剂包括食品用香精和/或甜味剂。
优选的，所述甜味剂选自甜菊糖苷、三氯蔗糖、赤藓糖醇、罗汉果提取物、纽甜、木糖醇或麦芽糖醇等中的至少一种。
优选的，所述食品用香精包括青柠香精、葡萄香精、苹果香精、草莓香精、菠萝香精或白桃香精中的至少一种。所述食品香精可使用固体形式或液体形式。
优选的，所述固体饮料还包括白砂糖和/或葡萄糖。
优选的，按重量份计，所述固体饮料包括以下组分：10-30份(R)-3-羟基丁酸、40-80份成型剂、1-5份食品用香精和1-5份甜味剂。
进一步优选的，按重量份计，所述固体饮料包括以下组分：10-25份(R)-3-羟基丁酸、40-60份成型剂、1-4份食品用香精和1-4份甜味剂。
本发明第二方面提供了一种含(R)-3羟基丁酸的固体饮料的制备方法。
具体的，所述制备方法，包括以下步骤：
将所述成型剂加热溶解，降温，加入(R)-3-羟基丁酸，混合，干燥，制得所述含(R)-3羟基丁酸的固体饮料。
优选的，所述加热溶解的温度为40-80℃；进一步优选的，所述加热溶解的温度为40-70℃。
优选的，所述降温的过程为降温至10-40℃；进一步优选的，所述降温的过程为降温至20-40℃。
优选的，所述干燥的方法包括喷雾干燥或冷冻干燥。
优选的，当所述固体饮料中还含有食品添加剂时，在将所述成型剂加热溶解后，还包括加入食品添加剂溶解的过程。
优选的，所述(R)-3-羟基丁酸以(R)-3-羟基丁酸水溶液的形式存在。
优选的，所述(R)-3-羟基丁酸水溶液中(R)-3-羟基丁酸的质量浓度为20％-70％；进一步优选的，所述(R)-3-羟基丁酸水溶液中(R)-3-羟基丁酸的质量浓度为30％-60％。
本发明以质量浓度为20％-70％的(R)-3-羟基丁酸水溶液为原料，通过选择适宜的成型剂，将液态(R)-3-羟基丁酸进行半包埋，利用成型剂的固体性能降低液态(R)-3-羟基丁酸的液体性能，提高(R)-3-羟基丁酸的稳定性。
相对于现有技术，本发明的有益效果如下：
(1)本发明采用成型剂对(R)-3-羟基丁酸进行半包覆，成型剂以固体形式将液体(R)-3-羟基丁酸分散，最终通过干燥实现半包覆，形成固体饮料。本发明通过对成型剂的选择和种类的控制，使制备的固体饮料中(R)-3羟基丁酸的稳定性良好，在长期放置期间，含量稳定，不易产生杂质巴豆酸；且该固体饮料能够在水中迅速分散，形成饮料。
(2)本发明提供了含(R)-3-羟基丁酸的固体功能性产品，所含的(R)-3-羟基丁酸能够直接被人体吸收，快速进入血液及细胞，为细胞提供能量、缓解疲劳、改善认知以及调节代谢，可应用于改善大脑健康、调节运动机能、促进胃肠道健康等多种健康领域。且该固体饮料，不添加任何防腐剂，其保质期长，长期使用无副作用。
(3)本发明提供的含(R)-3羟基丁酸的固体饮料，其制备工艺简便，易于工业化生产；该固体饮料方便运输，便于携带，饮用时直接用水冲调，适口性好。
具体实施方式
为了让本领域技术人员更加清楚明白本发明所述技术方案，现列举以下实施例进行说明。需要指出的是，以下实施例对本发明要求的保护范围不构成限制作用。
以下实施例中所用的原料、试剂或装置如无特殊说明，均可从常规商业途径得到，或者可以通过现有已知方法得到。
实施例1
一种含(R)-3羟基丁酸的固体饮料，按重量份计，由以下组分组成：10份(R)-3-羟基丁酸、30份抗性糊精、30份变性淀粉、1.6份青柠香精和1.6份甜菊糖苷。
一种含(R)-3羟基丁酸的固体饮料的制备方法，包括以下步骤：
(1)在容器中加入200份水，水浴升温至70℃，加入30份抗性糊精，30份变性淀粉，搅拌溶解至液体均匀，保温30分钟至充分混匀；
(2)向(1)中得到的溶液中加入1.6份青柠香精、1.6份甜菊糖苷RA97％搅拌均匀，降温至室温；
(3)向(2)中溶液中加入20份(R)-3-羟基丁酸水溶液((R)-3-羟基丁酸的质量浓度为50％)，搅拌均匀，得粘稠体；
(4)将(3)中粘稠体放入食品级干净托盘中，经冷冻干燥获得含(R)-3-羟基丁酸的固体。
(5)将(4)中固体经粉碎、筛分，取40目筛下部分混匀后包装，得到含(R)-3-羟基丁酸的固体饮料。
实施例2
一种含(R)-3羟基丁酸的固体饮料，按重量份计，由以下组分组成：17.5份(R)-3-羟基丁酸、60份酪蛋白酸钠、40份低聚异麦芽糖、2.5份菠萝香精、1.5份罗汉果提取物和0.2份三氯蔗糖。
一种含(R)-3羟基丁酸的固体饮料的制备方法，包括以下步骤：
(1)在容器中加入200份水，水浴升温至60℃，加入60份酪蛋白酸钠，40份低聚异麦芽糖，搅拌溶解至液体均匀，保温30分钟至充分混匀；
(2)向(1)中得到的溶液中加入2.5份菠萝香精、1.5份罗汉果提取物和0.2份三氯蔗糖，搅拌均匀，降温至室温；
(3)向(2)中溶液中加入35份(R)-3-羟基丁酸水溶液((R)-3-羟基丁酸的质量浓度为50％)，搅拌均匀，得混合液；
(4)将(3)中混合液经喷雾干燥得到含(R)-3-羟基丁酸的固体粉末；
(5)将(4)中固体粉末筛分，取40目筛下部分混匀后包装，得到含(R)-3-羟基丁酸的固体饮料。
实施例3
一种含(R)-3羟基丁酸的固体饮料，按重量份计，由以下组分组成：15份(R)-3-羟基丁酸、30份酪蛋白酸钠、20份低聚异麦芽糖、2.5份菠萝香精、1.5份罗汉果提取物和0.2份三氯蔗糖。
一种含(R)-3羟基丁酸的固体饮料的制备方法，包括以下步骤：
(1)在容器中加入200份水，水浴升温至60℃，加入30份酪蛋白酸钠、20份低聚异麦芽糖，搅拌溶解至液体均匀，保温30分钟至充分混匀；
(2)向(1)中得到的溶液中加入2.5份菠萝香精、1.5份罗汉果提取物和0.2份三氯蔗糖，搅拌均匀，降温至室温；
(3)向(2)中溶液中加入30份(R)-3-羟基丁酸水溶液((R)-3-羟基丁酸的质量浓度为50％)，搅拌均匀，得混合液；
(4)将(3)中混合液经喷雾干燥得到含(R)-3-羟基丁酸的固体粉末；
(5)将(4)中固体粉末筛分，取40目筛下部分混匀后包装，得到含(R)-3-羟基丁酸的固体饮料。
实施例4
一种含(R)-3羟基丁酸的固体饮料，按重量份计，由以下组分组成：20份(R)-3-羟基丁酸、25份低聚木糖、25份β-环糊精、10份酪蛋白酸钠、2份青柠香精和2份甜菊糖苷。
一种含(R)-3羟基丁酸的固体饮料的制备方法，包括以下步骤：
(1)在容器中加入200份水，水浴升温至70℃，加入25份低聚木糖、25份β-环糊精、10份酪蛋白酸钠，搅拌溶解至液体均匀，保温30分钟至充分混匀；
(2)向(1)中得到的溶液中加入2份青柠香精和2份甜菊糖苷，搅拌均匀，降温至室温；
(3)向(2)中溶液中加入40份(R)-3-羟基丁酸水溶液((R)-3-羟基丁酸的质量浓度为50％)，搅拌均匀，得粘稠体；
(4)将(3)中粘稠体放入食品级干净托盘中，经冷冻干燥获得含(R)-3-羟基丁酸的固体。
(5)将(4)中固体经粉碎、筛分，取40目筛下部分混匀后包装，得到含(R)-3-羟基丁酸的固体饮料。
实施例5
一种含(R)-3羟基丁酸的固体饮料，按重量份计，由以下组分组成：10份(R)-3-羟基丁酸、30份抗性糊精、30份变性淀粉、1.6份青柠香精和1.6份甜菊糖苷。
一种含(R)-3羟基丁酸的固体饮料的制备方法，包括以下步骤：
(1)在容器中加入200份水，水浴升温至70℃，加入30份抗性糊精，30份变性淀粉，搅拌溶解至液体均匀，保温30分钟至充分混匀；
(2)向(1)中得到的溶液中加入1.6份青柠香精、1.6份甜菊糖苷RA97％搅拌均匀；
(3)不待降至室温，直接向(2)中溶液中加入20份(R)-3-羟基丁酸水溶液((R)-3-羟基丁酸的质量浓度为50％)，搅拌均匀，得粘稠体；
(4)将(3)中粘稠体放入食品级干净托盘中，经冷冻干燥获得含(R)-3-羟基丁酸的固体。
(5)将(4)中固体经粉碎、筛分，取40目筛下部分混匀后包装，得到含(R)-3-羟基丁酸的固体饮料。
对比例1
对比例1与实施例3的区别在于，只采用一种成型剂，其余原料和制备方法同实施例3。
一种含(R)-3羟基丁酸的固体饮料，按重量份计，由以下组分组成：15份(R)-3-羟基丁酸、30份酪蛋白酸钠、20份低聚异麦芽糖、2.5份菠萝香精、1.5份罗汉果提取物和0.2份三氯蔗糖。
一种含(R)-3羟基丁酸的固体饮料的制备方法，包括以下步骤：
(1)在容器中加入200份水，水浴升温至60℃，加入30份酪蛋白酸钠、20份低聚异麦芽糖，搅拌溶解至液体均匀，保温30分钟至充分混匀；
(2)向(1)中得到的溶液中加入2.5份菠萝香精、1.5份罗汉果提取物和0.2份三氯蔗糖，搅拌均匀，降温至室温；
(3)向(2)中溶液中加入30份(R)-3-羟基丁酸水溶液((R)-3-羟基丁酸的质量浓度为50％)，搅拌均匀，得混合液；
(4)将(3)中混合液经喷雾干燥得到含(R)-3-羟基丁酸的粉末；
(5)将(4)中固体经粉碎、筛分，取40目筛下部分混匀后包装，得到含(R)-3-羟基丁酸的固体饮料。
对比例2
对比例2与实施例3的区别在于，将所有原料一起混合，制得混合液，然后经过干燥制得含(R)-3-羟基丁酸的固体饮料。
一种含(R)-3羟基丁酸的固体饮料，按重量份计，由以下组分组成：15份(R)-3-羟基丁酸、30份酪蛋白酸钠、20份低聚异麦芽糖、2.5份菠萝香精、1.5份罗汉果提取物和0.2份三氯蔗糖。
一种含(R)-3羟基丁酸的固体饮料的制备方法，包括以下步骤：
(1)在容器中加入200份水，水浴升温至60℃，加入30份酪蛋白酸钠、20份低聚异麦芽糖、2.5份菠萝香精、1.5份罗汉果提取物、0.2份三氯蔗糖和30份(R)-3-羟基丁酸水溶液((R)-3-羟基丁酸的质量浓度为50％)，搅拌均匀，得混合液；
(2)将(1)中混合液经喷雾干燥得到含(R)-3-羟基丁酸的固体粉末；
(3)将(2)中固体粉末筛分，取40目筛下部分混匀后包装，得到含(R)-3-羟基丁酸的固体饮料。
产品效果测试
对实施例1-5和对比例1-2制备的含(R)-3-羟基丁酸的固体饮料进行检测，主要包括固体饮料的分散时间和固体饮料的稳定性。固体饮料的稳定性主要通过测试高温放置下(R)-3-羟基丁酸含量变化，杂质巴豆酸含量变化。
实施例1-5和对比例1-2制备的含(R)-3-羟基丁酸的固体饮料的水分含量约为2％-7％。
(1)分散时间
分别称取实施例1-5和对比例1-2制备的含(R)-3-羟基丁酸的固体饮料10g，加入200mL的水中，静置，水温为35℃，从加入时开始计时，记录固体饮料在水中完全溶解分散的时间。测试结果见表1。
表1
由表1可知，实施例与对比例制备的含(R)-3-羟基丁酸的固体饮料均具有良好的分散性，能够在水中迅速分散成为液体饮料。
(2)固体饮料的稳定性
采用高效液相色谱法(HPLC)分析含(R)-3-羟基丁酸的固体饮料于40℃下放置3个月后，(R)-3-羟基丁酸以及杂质巴豆酸含量变化。
HPLC检测条件：
色谱柱：不锈钢十八烷基硅烷键合硅胶色谱柱，柱长25cm，柱内径4.6mm，粒径5μm；
流动相：0.2％甲酸水：甲醇(体积比为80:20)；
流速：1.0mL/min；
检测波长：210nm；
柱温：30℃；
进样量：20μL。
经检测，实施例1-5和对比例1-2制备的含(R)-3-羟基丁酸的固体饮料在放置过程中，(R)-3-羟基丁酸和杂质巴豆酸含量变化情况如表2所示。
表2
由表2可知，本发明实施例制备固体饮料在放置期间，(R)-3-羟基丁酸的含量变化小，杂质巴豆酸的产生量较小，尤其是实施例1-4制备的产品。而对比例1在仅采用一种成型剂进行半包覆时，不能达到良好的半包覆效果，在放置中(R)-3-羟基丁酸的稳定性差；对比例2改变制备的工艺，也无法实现良好包覆。
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