一种药食同源高纤维功能性食品的制备方法与流程

本发明属于食品技术领域，尤其是一种药食同源高纤维功能性食品的制备方法。

背景技术：

细菌纤维素是天然纤维素的一种，是一类由木醋菌属、假单胞菌属等细菌产生的不可溶性多糖。细菌纤维素在1992年被美国食品和药物管理局认定为安全的膳食纤维。细菌纤维素在小肠中不被吸收，经过结肠细菌的发酵，可以促进有益肠道微生物增殖，抑制有害微生物，已有研究表明，细菌纤维素具有减肥、预防便秘、抗氧化、吸附与清除食物中有毒物质的作用。目前应用于食品的细菌纤维素多为单一菌种发酵，分泌酶系有限，不利于药食同源食材的分解和转化。

目前细菌纤维素的发酵培养液需要有化学合成培养基、玉米水解液等半合成培养基、椰子水或者菠萝汁等果汁培养基。化学合成培养基的成本较高，玉米水解液等半合成培养基、果汁培养基成本虽低，产品缺乏创新性和功能性。

通过检索，发现如下一篇与本发明专利申请相关的专利公开文献：

一种食品废弃物生产纳米级细菌纤维素的方法(cn105647988a)，该方法包括以下步骤：将蜜枣废液直接作为培养细菌纤维素的培养基，加入相对于枣汁液2％的葡萄糖、0.1％的柠檬酸铵、0.5％的na2hpo4和0.01-0.1％的氨基酸，配置成培养基，然后灭菌，再加入6％-10％的细菌纤维素生产菌(gluconacetobacterxylinumcgmccno.2955)的培养液，在25-30℃静置培养5-10天得到细菌纤维素。本发明提供了一种综合利用食品废弃物的新方法。同时降低了生产细菌纤维素的成本，充分利用了生物资源，原料廉价易得并减少废物污染的产生，产生了更高的经济效益。

通过对比，本发明专利申请与上述专利公开文献存在本质的不同。

技术实现要素：

本发明目的在于克服现有技术中的不足之处，提供一种药食同源高纤维功能性食品及其制备方法，该方法制得的功能性食品具有抗氧化、抗衰老、调理肠道，抗失眠抑郁和安神功能，具有药食同源的特点，同时也能够作为一种新型的膳食纤维，不仅赋予产品具有q弹的口感，糯米香气以及营养保健的功能，可以作为休闲食品或者食品辅料广泛应用于食品工业。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种药食同源高纤维功能性食品的制备方法，步骤如下：

⑴将红枣进行清洗，去核、均质，或烘干粉碎成粉末状；将姜、艾叶或艾草进行清洗，均质，或烘干粉碎成粉末状；

⑵将红枣、姜、艾叶或艾草制成匀浆液，将红枣、姜、艾叶或艾草匀浆液混合或干燥粉末混合并配制成水溶液，加入果胶酶和纤维素酶组成的复合酶进行酶解；

⑶过滤后加入葡萄糖或者白砂糖，调节糖浓度至8-10g/100ml，灭菌，加入干酪乳杆菌厌氧发酵；将上述所得发酵液，再加入糖、糯米香草，加入木醋杆菌进行二次发酵，得凝胶状厚膜，为功能性细菌纤维素，即得药食同源高纤维功能性食品。

而且，所述步骤的具体步骤为：

将红枣、姜、艾叶或艾草制成匀浆液，加水量为原料总质量的500-700％，将红枣、姜、艾叶或艾草匀浆液混合；或者将红枣、姜、艾叶或艾草的干燥粉末混合并配制成水溶液，加水量为原料总质量的300-4000％，加入果胶酶和纤维素酶组成的复合酶进行酶解，复合酶用量为匀浆液或水溶液总质量的0.2-0.4％，果胶酶：纤维素酶的质量比为1:1、酶解温度50℃、酶解时间60min；

其中，所述红枣：姜：艾叶或艾草的质量比为10-20：5-15：2-6。

而且，具体步骤如下：

⑴将红枣进行清洗，去核、均质，或烘干粉碎成粉末状；

⑵将姜、艾叶或艾草进行清洗，均质，或烘干粉碎成粉末状；

⑶将红枣、姜、艾叶或艾草制成匀浆液，将红枣、姜、艾叶或艾草匀浆液混合或干燥粉末混合并配制成水溶液；

⑷加入复合酶酶解反应后过滤；

⑸添加葡萄糖或者白砂糖，采用90℃、5分钟或118～135℃、3～5秒的超高温灭菌处理；

⑹加入干酪乳杆菌厌氧发酵，即添加量为发酵体积量的2％～5％的传代式发酵剂或添加终浓度为1-2g/l的直投式发酵剂，37℃厌氧发酵12小时；

⑺将上述所得发酵液，再加入葡萄糖或者白砂糖、糯米香草，调节糖浓度至10-12g/100ml，糯米香草的添加终浓度为0.1-2g/l；

⑻加入木醋杆菌进行二次发酵，即添加量为发酵体积量的1％～2％的传代式发酵剂或添加终浓度为1-2g/l的直投式发酵剂，30℃发酵8-15天；

⑼得凝胶状厚膜，即得药食同源高纤维功能性食品。

本发明取得的优点和积极效果为：

1、本发明方法将药食同源的红枣、姜、艾叶/艾草酶解液作为培养基质，经过益生菌干酪乳杆菌和木醋杆菌两轮发酵后，制备的细菌纤维素是一种药食同源高纤维功能性食品，该方法制得的功能性食品具有抗氧化、抗衰老、调理肠道，抗失眠抑郁和安神功能，具有药食同源的特点，同时也能够作为一种新型的膳食纤维，不仅赋予产品具有q弹的口感，糯米香气以及营养保健的功能，可以作为休闲食品或者食品辅料广泛应用于食品工业。

2、本发明方法将细菌纤维素与药食同源食材相结合，根据中医理论的“君臣佐使”配伍要求，优选红枣、姜、艾叶/艾草、糯米香草等药食同源食材，将药食同源食材酶解为细菌纤维素的发酵培养液，开发一种新型的含有药食同源成分的膳食纤维，增加红枣、姜、艾叶/艾草等农产品的产值，提升细菌纤维素的创新性和产品附加值。

附图说明

图1为本发明中酶用量对枣出汁率的影响图；

图2为本发明中酶用量对姜出汁率的影响图；

图3为本发明中干酪乳杆菌发酵过程中ph变化图；

图4为本发明中干酪乳杆菌发酵过程中还原糖变化图；

图5为本发明中干酪乳杆菌发酵过程中总多酚和总黄酮变化图；

图6为本发明中木醋杆菌发酵过程中细菌纤维素的产量图；

图7为本发明中木醋杆菌发酵过程中总多酚和总黄酮变化图。

具体实施方式

下面详细叙述本发明的实施例，需要说明的是，本实施例是叙述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

本发明中所使用的原料，如无特殊说明，均为常规的市售产品；本发明中所使用的方法，如无特殊说明，均为本领域的常规方法。

实施例1

一种药食同源高纤维功能性食品的制备方法，步骤如下：

⑴将红枣进行清洗，去核、均质，或烘干粉碎成粉末状；将姜、艾叶或艾草进行清洗，均质，或烘干粉碎成粉末状；

⑵将红枣、姜、艾叶或艾草制成匀浆液，将红枣、姜、艾叶或艾草匀浆液混合或干燥粉末混合并配制成水溶液，加入果胶酶和纤维素酶组成的复合酶进行酶解；

⑶过滤后加入葡萄糖或者白砂糖，调节糖浓度至8-10g/100ml，灭菌，加入干酪乳杆菌厌氧发酵；将上述所得发酵液，再加入糖、糯米香草，加入木醋杆菌进行二次发酵，得凝胶状厚膜，为功能性细菌纤维素，即得药食同源高纤维功能性食品。

较优地，所述步骤的具体步骤为：

将红枣、姜、艾叶或艾草制成匀浆液，加水量为原料总质量的500-700％，将红枣、姜、艾叶或艾草匀浆液混合；或者将红枣、姜、艾叶或艾草的干燥粉末混合并配制成水溶液，加水量为原料总质量的300-4000％，加入果胶酶和纤维素酶组成的复合酶进行酶解，复合酶用量为匀浆液或水溶液总质量的0.2-0.4％，果胶酶：纤维素酶的质量比为1:1、酶解温度50℃、酶解时间60min；

其中，所述红枣：姜：艾叶或艾草的质量比为10-20：5-15：2-6。

较优地，具体步骤如下：

⑴将红枣进行清洗，去核、均质，或烘干粉碎成粉末状；

⑵将姜、艾叶或艾草进行清洗，均质，或烘干粉碎成粉末状；

⑶将红枣、姜、艾叶或艾草制成匀浆液，将红枣、姜、艾叶或艾草匀浆液混合或干燥粉末混合并配制成水溶液；

⑷加入复合酶酶解反应后过滤；

⑸添加葡萄糖或者白砂糖，采用90℃、5分钟或118～135℃、3～5秒的超高温灭菌处理；

⑹加入干酪乳杆菌厌氧发酵，即添加量为发酵体积量的2％～5％(v/v)的传代式发酵剂或添加终浓度为1-2g/l的直投式发酵剂，37℃厌氧发酵12小时；

⑺将上述所得发酵液，再加入葡萄糖或者白砂糖、糯米香草，调节糖浓度至10-12g/100ml，糯米香草的添加终浓度为0.1-2g/l；

⑻加入木醋杆菌进行二次发酵，即添加量为发酵体积量的1％～2％(v/v)的传代式发酵剂或添加终浓度为1-2g/l的直投式发酵剂，30℃发酵8-15天；

⑼得凝胶状厚膜，即得药食同源高纤维功能性食品。

实施例2

一种药食同源高纤维功能性食品的制备方法，步骤如下：

(1)将红枣进行清洗，去核、均质，或烘干粉碎成粉末状；

(2)将姜、艾叶进行清洗，均质，或烘干粉碎成粉末状；

(3)红枣将红枣、姜、艾叶匀浆液按比例混合(混合比例20:10:5)或干燥粉末按比例混合配制成水溶液，

(4)加入复合酶酶解反应后过滤，酶解条件：果胶酶和纤维素酶(1:1)组成的复合酶，复合酶用量为匀浆液或水溶液总质量的0.2-0.4％，酶解温度50℃、酶解时间60min。

(5)添加葡萄糖或者白砂糖(调节糖浓度至8-10％)，采用90℃，5分钟或118～135℃，3～5秒的超高温灭菌处理。

(6)按照原料比例加入干酪乳杆菌厌氧发酵；添加2％～5％的传代式发酵剂或添加终浓度为1-2g/l的直投式发酵剂，37℃厌氧发酵12小时。

(7)将上述所得发酵液，再加入糖、糯米香草(调节糖浓度至10-12％，糯米香草的添加终浓度为0.1-2g/l)。

(8)按照原料比例加入木醋杆菌进行二次发酵，添加量为1％～2％的传代式发酵剂或5-10％左右直投式发酵剂，30℃发酵8-15天。

(9)凝胶状厚膜即为功能性细菌纤维素。

实施例3

一种药食同源高纤维功能性食品的制备方法，步骤如下：

(1)将红枣进行清洗，去核、均质，或烘干粉碎成粉末状；

(2)将姜、艾叶进行清洗，均质，或烘干粉碎成粉末状；

(3)将红枣、姜、艾叶匀浆液按比例混合(混合比例15:10:5)或干燥粉末按比例混合配制成水溶液，

(4)加入复合酶酶解反应后过滤，酶解条件：果胶酶和纤维素酶(1:1)组成的复合酶，复合酶用量为匀浆液或水溶液总质量的0.2-0.4％，酶解温度50℃、酶解时间60min。

(5)添加葡萄糖或者白砂糖(调节糖浓度至8-10％)，采用90℃，5分钟或118～135℃，3～5秒的超高温灭菌处理。

(6)按照原料比例加入干酪乳杆菌厌氧发酵；添加2％～5％的传代式发酵剂或添加终浓度为1-2g/l的直投式发酵剂，37℃厌氧发酵12小时。

(7)将上述所得发酵液，再加入糖、糯米香草(调节糖浓度至10-12％，糯米香草的添加终浓度为0.1-2g/l)。

(8)按照原料比例加入木醋杆菌进行二次发酵，添加量为1％～2％的传代式发酵剂或5-10％左右直投式发酵剂，30℃发酵8-15天。

(9)凝胶状厚膜即为功能性细菌纤维素。

本发明的相关检测如下：

一、原料配伍分析

鲜枣位列《神农本草经》中的上品中药，民间一直有“一天吃三枣，终身不显老”之说。枣是一味兼具药食同源的食材，富含纤维、钙、镁、铁等金属离子、维生素c、维生素b1、维生素b2、胡萝卜素(在人体内能转变为维生素a)、生物活性物质环磷酸腺苷(camp)。具有补肝、养健脾养胃、补中益气、滋肺强肾、缓解药毒、抗衰老等功能，枣可以说是防病抗衰与养颜益寿的佳品。

生姜位列《神农本草经》中的中品中药，俗语称“早吃三片姜，胜过人参汤”。姜同样是一味药食同源的食材，具有健胃、增进食欲、加强消化等作用。

艾草是一种常用的食品原料，在我国一直有食用艾草的传统，如艾草青团、艾草年糕、姜艾鸡蛋、艾叶饺子等。艾草具有健胃、暖宫、防癌、增强免疫力，预防感冒，降血压、降血脂、滋阴补虚、益肺、润肤美容等功效。俗话说“家有三年艾，郎中不用来”，由此可见，艾叶有利于人类健康，并能对亚健康人群发挥更加积极的作用。

枣、姜、艾叶细胞壁的多糖、芦丁等功能性成分，能够经乳杆菌发酵，进一步溶出形成小分子的可溶性物质，有助于提高细菌纤维素产品的保健功能。

二、酶解过程参数优化

1.酶用量对枣出汁率的影响

鲜枣酶解处理参数为：料水比1：6、酶解温度50℃、酶解时间60min。由果胶酶和纤维素酶(质量比1:1)组成的复合酶可以提升红枣的出汁率，如图1所示，复合酶用量在0.2-0.4％的范围内，出汁率最高，可以达70％左右。

2.酶用量对生姜出汁率的影响

生姜酶解处理参数为：料水比1：6、酶解温度50℃、酶解时间60min。如图2所示，由果胶酶和纤维素酶组成的复合酶可以提升生姜的出汁率，复合酶用量在在0.2-0.4％的范围内，出汁率最高，可以达70％以上。

三、干酪乳杆菌发酵参数优化

检测方法按照国标gb5009.7-2016食品中还原糖、sn/t4592-2016出口食品中总黄酮的测定的测定规定进行。

1.干酪乳杆菌发酵过程中ph变化

将红枣、姜、艾叶酶解液过滤后，用葡萄糖或者白砂糖，调节还原糖含量8-10％左右。选用健康三益菌之一的干酪乳杆菌(lactobacilluscasei)作为药食同源食材的发酵剂。如图3所示，乳杆菌发酵过程中ph呈现下降的趋势，在发酵12小时趋于平稳。

2.干酪乳杆菌发酵过程中还原糖变化

如图4所示，乳杆菌发酵过程中还原糖呈现下降的趋势，在发酵12小时趋于平稳，发酵结束后还原糖含量约为3％。

3.干酪乳杆菌发酵过程中总多酚和总黄酮变化

如图5所示，乳杆菌发酵后，有利于枣、姜、艾叶食材中的多酚类物质和黄酮类物质的溶出。

四、木醋杆菌发酵参数优化

1.木醋杆菌发酵过程中细菌纤维素的含量

如图6所示，细菌纤维素的产量随着发酵时间的增加而增加，在第6天趋于平稳，产量约为6.6g/l。

2.木醋杆菌发酵过程中总多酚和总黄酮变化

检测方法按照国标sn/t4592-2016出口食品中总黄酮的测定的测定规定进行。

如图7所示，木醋杆菌发酵后，多酚类物质和黄酮类物质有所增加，一方面是由于木醋杆菌的发酵作用，增加了物质的溶出，另一方面是补加了糯米香草。

五、本发明方法制得的细菌纤维素的功能性动物实验

1.降脂降血糖功能

sd大鼠分别喂养正常饮食组、高脂处理组、细菌纤维素处理组。8周后检测相关指标，结果如表1所示。

表1细菌纤维素降脂降血糖指标

血清甘油三酯和胆固醇高是心血管疾病的诱发因子，膳食纤维能显著降低人体血脂、血胆固醇，具有防治动脉硬化、高血压、心脏病等心血管疾病的作用。同时膳食纤维降低体内的血糖水平。

2.缓解便秘

世界胃肠组织全球指南2019版，对于慢性便秘治疗的级联化流程中显示，第1-3级建议膳食补充纤维素和水分。因此，细菌纤维素可以应用于缓解慢性便秘。

以上数据较充分地论证了枣、生姜、艾叶/艾叶、糯米香草制备药食同源高纤维功能性食品的可行性。该食品经干酪乳杆菌和木醋杆菌发酵后，具有含量较高的黄酮和多酚功能性成分，兼具有药食同源食材的功能性，又具有高膳食纤维的可食用性，不仅赋予产品具有q弹的口感，水果香气以及营养保健的功能。可以作为休闲食品或者食品辅料广泛应用于食品工业。

尽管为说明目的公开了本发明的实施例，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例所公开的内容。