一种核壳结构的冻干草莓益生菌奶豆及其制备方法
阅读说明：本技术 一种核壳结构的冻干草莓益生菌奶豆及其制备方法 (Freeze-dried strawberry probiotic milk bean with core-shell structure and preparation method thereof ) 是由 施源德 欧阳锐 康竞红 李莉鑫 项雷文 于 2021-10-08 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种核壳结构的冻干草莓益生菌奶豆及其制备方法,本发明的方法包括如下步骤：(1)预制壁材、(2)制备芯材、(3)制备微胶囊、(4)制备保护层、(5)注模成型、(6)预冻结、(7)真空冷冻、(8)成品包装。本发明方法制备的核壳结构的冻干草莓益生菌奶豆结构口感特殊,复水率高,营养丰富且益生菌存活量多。本发明的核壳结构的冻干草莓益生菌奶豆的制备方法采用益生菌微胶囊包埋技术,使益生菌能在进入肠道之后才在肠道中缓慢释放,从而能保持益生菌的活性并有效发挥其作用。(The invention provides freeze-dried strawberry probiotic milk beans with a core-shell structure and a preparation method thereof, wherein the method comprises the following steps: (1) preparing a wall material, (2) preparing a core material, (3) preparing a microcapsule, (4) preparing a protective layer, (5) performing injection molding, (6) pre-freezing, (7) performing vacuum freezing, and (8) packaging a finished product. The freeze-dried strawberry probiotic milk bean with the core-shell structure prepared by the method has the advantages of special structural taste, high rehydration rate, rich nutrition and high survival rate of probiotics. The preparation method of the freeze-dried strawberry probiotic milk bean with the core-shell structure adopts a probiotic microcapsule embedding technology, so that probiotics can be slowly released in an intestinal tract after entering the intestinal tract, and the activity of the probiotics can be maintained and the effect of the probiotics can be effectively exerted.)
技术领域
本发明涉及食品加工技术领域，更具体地说，本发明涉及一种核壳结构的冻干草莓益生菌奶豆及其制备方法。
背景技术
传统奶豆加工时需通过高温烘焙(烘烤温度为100℃以上)来制备奶豆成型，并使奶豆中获得较低的水分、硬度等。这样会破坏传统奶豆原料中的不耐温成分，而且组织较紧密，口感生硬。并且传统奶豆产品不适应低龄儿童的食用。
发明内容
为了解决现有技术所存在的上述问题，本发明提供一种核壳结构的冻干草莓益生菌奶豆及其制备方法，本发明方法制备的核壳结构的冻干草莓益生菌奶豆结构口感特殊，复水率高，营养丰富且益生菌存活量多。本发明的核壳结构的冻干草莓益生菌奶豆的制备方法采用益生菌微胶囊包埋技术，使益生菌能在进入肠道之后才在肠道中缓慢释放，从而能保持益生菌的活性并有效发挥其作用。
本发明通过以下技术方案实现
一种核壳结构的冻干草莓益生菌奶豆的制备方法，包括如下步骤：
(1)预制壁材：在70℃～80℃下将海藻酸钠溶解于水中制成浓度为15～20g/L的海藻酸钠水溶液，然后降至室温待用；将乳清蛋白加水搅拌2～3h制成浓度为15～20g/L的乳清蛋白水溶液，接着在3000～4000rpm下离心20～30min取上清液，然后将得到的海藻酸钠水溶液与上清液混合，海藻酸钠和乳清蛋白的质量比为1～2:1～2；
(2)制备芯材：将益生菌放入容器中，然后加入甘油充分混合，接着加入橄榄油并在搅拌速率为800～1000rpm下搅拌20～30min得到芯材；益生菌、甘油和橄榄油的质量比为1～2：12～24：24～60；
(3)制备微胶囊：将步骤(1)制备的壁材与步骤(2)制备的芯材在300～500rpm下搅拌15～30min成微胶囊；步骤(1)制备的壁材与步骤(2)制备的芯材的质量比为1:2～3:4；
(4)制备保护层：将步骤(3)制成的微胶囊加入由脱脂奶粉和甘露醇的组成的混合浆液中，然后搅拌5～10min，步骤(3)制成的微胶囊与混合浆液的质量比为3:1～2，混合浆液中脱脂奶粉、甘露醇的质量比为1～5:1，
(5)注模成型：先将草莓粉、脱脂奶粉和水混合成混合浆液，然后涂覆于模具内壁上，然后将步骤(4)制成的物料注入模具内，草莓粉、脱脂奶粉和水制成的混合浆液中草莓粉、脱脂奶粉和水的质量比为1:2～4:1；
(6)预冻结：将经步骤(5)注模成型后的物料在-40℃～-50℃下预冻结8～12小时；
(7)真空冷冻：在压力为0.1～1Pa下，在温度为30～40℃加热板下，且仓体温度在-30～-40℃下保持20～23小时；
(8)成品包装。
进一步地，包装(8)成品包装的相对湿度为30％-45％，温度低于25℃。
进一步地，所述的益生菌粉为复合双歧杆菌的冻干混合菌粉(山东中科嘉亿生物工程有限公司或者杜邦营养食品配料(北京)有限公司)。
进一步地，草莓粉、脱脂奶粉和水混合成混合浆液后需要用60～100目筛网过滤去泡。
进一步地，步骤(2)制备芯材时，搅拌后再超声分散2～3min。
进一步优选的，草莓粉、脱脂奶粉和水混合成混合浆液后需要用60～100目筛网过滤去泡。
添加组分主要有甘油、橄榄油、海藻酸钠、乳清蛋白、脱脂乳粉、甘露醇、草莓粉。
甘油：W/O芯材中的水相，甘油在冷冻保存中作为保护剂及防冻剂，防止因冷冻或水分不断升华对细胞的损害。
橄榄油：W/O芯材中的油相，橄榄油是至今被认为最适合人体营养的油脂，选用橄榄油主要是其对人体有丰富的保健作用。
海藻酸钠：海藻酸钠有良好的保型性、凝胶型和稳定性，且大部分材料显示，海藻酸钠是作为益生菌包埋壁材的极好选择。
乳清蛋白：由于海藻酸钠表面存在许多微孔结构，做单一的微胶囊壁材其包埋效果不理想，因此选用营养价值极高的且有效提高益生菌存活率的乳清蛋白与海藻酸钠形成复合壁材。
脱脂乳粉：冻干保护剂，也是改善浓度，增加干物质含量，使其达到理想形状。
甘露醇:赋性物，冻干保护，提高产品的崩解温度，得到良好形态的产品并易冻干。且在本实验中起到代糖，调节风味的作用。
草莓粉:适量草莓粉提高食品入口的酥脆感，在脱脂乳粉和甘露醇的甜味基础上添加部分酸味口感，使产品拥有合适的口感风味。且草莓粉的热敏性高，易使产品冻干。
较之前的现有技术，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明提供的核壳结构的冻干草莓益生菌奶豆中益生菌含量高，有效提高益生菌添加入奶制品加工后的存活量；
(2)经检测证明本发明的核壳结构的冻干草莓益生菌奶豆的水分低，说明了该产品在阻隔材料包装后能在常温下较好保存；
(3)经检测证明本发明的核壳结构的冻干草莓益生菌奶豆的硬度低，复水比高，说明该产品具有口感较好，复水快能达到入口即化的效果。
(4)本发明的核壳结构的冻干草莓益生菌奶豆的制备方法采用益生菌微胶囊包埋技术，使益生菌能在进入肠道之后才在肠道中缓慢释放，从而能保持益生菌的活性并有效发挥其作用。
附图说明
图1是实施例1的奶豆的放大100倍截面图；
图2是实施例1的奶豆的放大400倍截面图。
具体实施方式
下面结合具体的实施方式对本发明作进一步的描述。
根据本发明提出的核壳结构的冻干草莓益生菌奶豆及其制备方法可选因素较多，可以设计出多种实施例，因此具体的实施例仅作为本发明的具体实现方式的示例性说明，而不构成对本发明范围的限制。为了具体的描述本发明，有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，选择以下实施例进行示例性说明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
一种核壳结构的冻干草莓益生菌奶豆的制备方法，包括如下步骤：
(1)预制壁材：在70℃下将海藻酸钠溶解于水中制成浓度为15g/L的海藻酸钠水溶液，然后降至室温待用；将乳清蛋白加水搅拌2h制成浓度为15g/L的乳清蛋白水溶液，接着在3000rpm下离心20min取上清液，然后将得到的海藻酸钠水溶液与上清液混合，海藻酸钠和乳清蛋白的质量比为1:1；
(2)制备芯材：将益生菌放入容器中，然后加入甘油充分混合，接着加入橄榄油并在搅拌速率为800rpm下搅拌20min得到芯材；益生菌、甘油和橄榄油的质量比为1：12：24；
(3)制备微胶囊：将步骤(1)制备的壁材与步骤(2)制备的芯材在300rpm下搅拌30min成微胶囊；步骤(1)制备的壁材与步骤(2)制备的芯材的质量比为1:2；
(4)制备保护层：将步骤(3)制成的微胶囊加入由脱脂奶粉和甘露醇的组成的混合浆液中，然后搅拌5min，步骤(3)制成的微胶囊与混合浆液的质量比为3:1，混合浆液中脱脂奶粉、甘露醇的质量比为1:1，
(5)注模成型：先将草莓粉、脱脂奶粉和水混合成混合浆液，然后涂覆于模具内壁上，然后将步骤(4)制成的物料注入模具内，草莓粉、脱脂奶粉和水制成的混合浆液中草莓粉、脱脂奶粉和水的质量比为1:2:1；
(6)预冻结：将经步骤(5)注模成型后的物料在-40℃下预冻结12小时；
(7)真空冷冻：在压力为0.1Pa下，在温度为30℃加热板下，且仓体温度在-30下保持23小时；
(8)成品包装。
包装(8)成品包装的相对湿度为30％，温度低于25℃。
所述的益生菌粉为复合双歧杆菌的冻干混合菌粉(山东中科嘉亿生物工程有限公司或者杜邦营养食品配料(北京)有限公司)。
草莓粉、脱脂奶粉和水混合成混合浆液后需要用60目筛网过滤去泡。
步骤(2)制备芯材时，搅拌后再超声分散2min。
草莓粉、脱脂奶粉和水混合成混合浆液后需要用60目筛网过滤去泡。
实施例2
一种核壳结构的冻干草莓益生菌奶豆的制备方法，包括如下步骤：
(1)预制壁材：在80℃下将海藻酸钠溶解于水中制成浓度为20g/L的海藻酸钠水溶液，然后降至室温待用；将乳清蛋白加水搅拌3h制成浓度为20g/L的乳清蛋白水溶液，接着在4000rpm下离心30min取上清液，然后将得到的海藻酸钠水溶液与上清液混合，海藻酸钠和乳清蛋白的质量比为1:2；
(2)制备芯材：将益生菌放入容器中，然后加入甘油充分混合，接着加入橄榄油并在搅拌速率为1000rpm下搅拌20min得到芯材；益生菌、甘油和橄榄油的质量比为2：12：60；
(3)制备微胶囊：将步骤(1)制备的壁材与步骤(2)制备的芯材在500rpm下搅拌15min成微胶囊；步骤(1)制备的壁材与步骤(2)制备的芯材的质量比为1:4；
(4)制备保护层：将步骤(3)制成的微胶囊加入由脱脂奶粉和甘露醇的组成的混合浆液中，然后搅拌10min，步骤(3)制成的微胶囊与混合浆液的质量比为3:2，混合浆液中脱脂奶粉、甘露醇的质量比为5:1，
(5)注模成型：先将草莓粉、脱脂奶粉和水混合成混合浆液，然后涂覆于模具内壁上，然后将步骤(4)制成的物料注入模具内，草莓粉、脱脂奶粉和水制成的混合浆液中草莓粉、脱脂奶粉和水的质量比为1:4:1；
(6)预冻结：将经步骤(5)注模成型后的物料在-50℃下预冻结8小时；
(7)真空冷冻：在压力为1Pa下，在温度为40℃加热板下，且仓体温度在-40℃下保持20小时；
(8)成品包装。
包装(8)成品包装的相对湿度为45％，温度低于25℃。
所述的益生菌粉为复合双歧杆菌的冻干混合菌粉(山东中科嘉亿生物工程有限公司或者杜邦营养食品配料(北京)有限公司)。
草莓粉、脱脂奶粉和水混合成混合浆液后需要用100目筛网过滤去泡。
步骤(2)制备芯材时，搅拌后再超声分散3min。
草莓粉、脱脂奶粉和水混合成混合浆液后需要用100目筛网过滤去泡。
实施例3
一种核壳结构的冻干草莓益生菌奶豆的制备方法，包括如下步骤：
(1)预制壁材：在75℃下将海藻酸钠溶解于水中制成浓度为17g/L的海藻酸钠水溶液，然后降至室温待用；将乳清蛋白加水搅拌2.5h制成浓度为17g/L的乳清蛋白水溶液，接着在3500rpm下离心25min取上清液，然后将得到的海藻酸钠水溶液与上清液混合，海藻酸钠和乳清蛋白的质量比为2:1；
(2)制备芯材：将益生菌放入容器中，然后加入甘油充分混合，接着加入橄榄油并在搅拌速率为900rpm下搅拌25min得到芯材；益生菌、甘油和橄榄油的质量比为1：24：30；
(3)制备微胶囊：将步骤(1)制备的壁材与步骤(2)制备的芯材在400rpm下搅拌16min成微胶囊；步骤(1)制备的壁材与步骤(2)制备的芯材的质量比为3:4；
(4)制备保护层：将步骤(3)制成的微胶囊加入由脱脂奶粉和甘露醇的组成的混合浆液中，然后搅拌6min，步骤(3)制成的微胶囊与混合浆液的质量比为3:1.5，混合浆液中脱脂奶粉、甘露醇的质量比为2:1，
(5)注模成型：先将草莓粉、脱脂奶粉和水混合成混合浆液，然后涂覆于模具内壁上，然后将步骤(4)制成的物料注入模具内，草莓粉、脱脂奶粉和水制成的混合浆液中草莓粉、脱脂奶粉和水的质量比为1:3:1；
(6)预冻结：将经步骤(5)注模成型后的物料在-45℃下预冻结10小时；
(7)真空冷冻：在压力为0.5Pa下，在温度为35℃加热板下，且仓体温度在-35℃下保持25小时；
(8)成品包装。
包装(8)成品包装的相对湿度为40％，温度低于25℃。
所述的益生菌粉为复合双歧杆菌的冻干混合菌粉(山东中科嘉亿生物工程有限公司或者杜邦营养食品配料(北京)有限公司)。
草莓粉、脱脂奶粉和水混合成混合浆液后需要用80目筛网过滤去泡。
步骤(2)制备芯材时，搅拌后再超声分散2.5min。
草莓粉、脱脂奶粉和水混合成混合浆液后需要用80目筛网过滤去泡。
对比例1
与实施例2的区别在于，用玉米油代替橄榄油。其质构性能与实施例2有所差异，从而导致其各方面的性能如持水率、硬度复水率和菌落总数都不如实施例2的性能。
对比例2
与实施例2的区别在于，经过步骤1、2后，在步骤3时将步骤1的壁材与步骤2的芯材用超声混合以后直接注模成型，然后经过步骤6、7、8。
对比例3
与实施例2的区别在于，经过步骤1、2后，将步骤1的壁材与步骤2的芯材用磁力搅拌均匀以后直接注模成型，然后经过步骤6、7、8。
对比例4
与实施例2的区别在于，(4)制备保护层：将步骤(3)制成的微胶囊加入由脱脂奶粉和甘露醇的组成的混合浆液中，然后搅拌5～10min，步骤(3)制成的微胶囊与混合浆液的质量比为10:3，混合浆液中脱脂奶粉、甘露醇的质量比为1～5:1。
对比例5
与实施例2的区别在于，省略了原有的步骤(1)预制壁材的步骤，仅由以下步骤组成：
(1)制备芯材：将益生菌放入容器中，然后加入甘油充分混合，接着加入橄榄油并在搅拌速率为800～1000rpm下搅拌20～30min得到芯材；益生菌、甘油和橄榄油的质量比为1～2：12～24：24～60；
(2)制备微胶囊：将步骤(1)制备的芯材在300～500rpm下搅拌15～30min成微胶囊；
(3)制备保护层：将步骤(2)制成的微胶囊加入由脱脂奶粉和甘露醇的组成的混合浆液中，然后搅拌5～10min，步骤(2)制成的微胶囊与混合浆液的质量比为3:1～2，混合浆液中脱脂奶粉、甘露醇的质量比为1～5:1；
(4)注模成型：先将草莓粉、脱脂奶粉和水混合成混合浆液，然后涂覆于模具内壁上，然后将步骤(3)制成的物料注入模具内，草莓粉、脱脂奶粉和水制成的混合浆液中草莓粉、脱脂奶粉和水的质量比为1:2～4:1；
(5)预冻结：将经步骤(4)注模成型后的物料在-40℃～-50℃下预冻结8～12小时；
(6)真空冷冻：在压力为0.1～1Pa下，在温度为30～40℃加热板下，且仓体温度在-30～-40℃下保持20～23小时；
(7)成品包装。
对比例6
与实施例2的区别在于，步骤(6)预冻结和(7)真空冷冻改成用烤箱烘干。烤箱烘干的条件如下：
(1)常压条件：物料冻结所处压力在100000Pa；
(2)加热盘温度：物料铺盘的加热温度在100℃；
(3)仓内温度：物料铺盘所处仓内温度在100℃；
(4)成品制备：成品只需在常温常压下包装成品。
实验效果评价
1.感官评分(满分30分)
表1感官评价指标体系
根据本发明实施例和对比文件的风味、口感、组织状态进行感官评分，样品随机提供给10位经培训人员品尝和鉴定，按表1进行评分。
2.复水比：称一定质量的本发明的核壳结构的冻干草莓益生菌奶豆和对比文件的产品m1(g)于盛有蒸馏水的离心管中，恒温20℃下浸泡1h，速度4000r/min离心30min，称量沉淀物m2(g)，复水比＝m离心后/m离心前；
3.硬度：测定参数如下：探头为直径20mm圆柱，下移速度1mm/s，压缩率为50％，压后上行速度为5.00mm/s，停留时间5s，质构仪属性“脆度”定义为样品第一次挤压的压力峰值。各实验处理组的测定重复三次，其测定结果取平均值。
4.双歧杆菌的测定：根据GB4789.35-2016中《食品微生物学检验--乳酸菌检验》的平板菌落计数法进行操作测定，各实验处理组的测定重复三次，其测定结果取平均值。
由表2可知，相对于传统奶豆，本发明实施例的核壳结构的冻干草莓益生菌奶豆可提高复水率，复水率提高至4.44，而且改善了奶豆的风味、口感、组织状态；对奶豆的硬度和持水性可分别降低到29.9N、1.04％，并保留活性益生菌数量﹥1.0x106cfu/g；相对于对比例，本发明的核壳结构的冻干草莓益生菌奶豆，风味、口感、组织状态更好，复水率更高，硬度和持水性更低。
表2感官评分及重要指标对比
图1是实施例1的核壳结构的冻干草莓益生菌奶豆的放大100倍截面图；图2是实施例1的核壳结构的冻干草莓益生菌奶豆的放大400倍截面图。由图1的图片中可看出，热风干燥对奶豆结构有所破坏，孔洞大小不均；而冷冻干燥技术处理后，孔洞均匀。这可能是由于真空冷冻干燥过程，使溶豆冰晶直接升华，形成多孔结构，可以更好地保持处理前样品的结构，感官品质较好。
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