本发明属于食品加工,特别涉及一种黄精粗多糖-葛根水凝胶双层微结构能量棒及制作方法。
背景技术:
1、“药食同源”是中国传统中医药理论的重要概念,指的是许多食材本身可以入药,食用具有保健功效。黄精和葛根正是典型的药食两用原料,已被国家卫生部门列入《既是食品又是药品的物品名单》,可在普通食品中添加使用。黄精(学名polygonatum)富含粗多糖、甾体皂苷、氨基酸等活性物质,历代本草典籍记载其具有补脾益气、滋阴强身的作用,可增强体力、延缓衰老。现代药理研究证实,黄精多糖具有显著的抗疲劳、抗氧化作用,并能改善机体代谢功能。葛根(puerarialobata)中则含有丰富的黄酮类(如葛根素)、多糖和必需氨基酸等营养成分,在传统医学中用于清热生津、解酒护肝等。研究表明,葛根提取物具有抗氧化抗炎功效,其多糖成分有助于提升能量代谢效率,缓解运动疲劳,并可在一定程度上增强耐力。因此,将黄精和葛根等“药食同源”草本成分添加到能量棒等功能性食品中,有望实现即时而平稳的能量补给与持续机能调理的双重功效。
2、目前市面上的常规能量棒和运动营养食品多侧重于提供碳水化合物、蛋白质和脂肪等三大宏量营养素的合理配比,以满足运动或日常能量补给需求,却往往忽视了对身体素质和机能的改善。一些产品开始尝试加入人参、黄精等中草药提取物以增强功能性,但普遍存在两大问题:(1)活性成分易受加工过程的破坏:许多草本提取物中的功能性物质(如多糖、黄酮等)对温度和氧化极为敏感,在高温烘焙或长期储藏中容易失去活性。例如,传统工艺对黄精进行高温炮制会导致其多糖含量明显下降。葛根中的葛根素等成分也很容易受高温影响,遇热易氧化从而降低保健效果。因此,如何在食品加工中保护这些活性成为一大技术难题。(2)草本添加影响产品风味质地:直接将草本粉末或提取液加入能量棒,往往带来苦涩或异味,影响口感。以黄精为例,其生品味微麻且刺激咽喉,未经适当处理会降低产品的可接受度。此外,不经包埋的草本组分可能与其他配料发生作用,导致能量棒质地改变或保质期缩短。
技术实现思路
1、本发明意在提供一种黄精粗多糖-葛根水凝胶双层微结构能量棒及制作方法,主要用于解决现有技术存在的无法将草本提取物添加到食品中的同时还可保证食品具有良好口感的技术问题。
2、为解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:
3、一种黄精粗多糖-葛根水凝胶双层微结构能量棒,包括如下组分:黄精粗多糖水提液、全脂奶粉、蛋清、葛根粉、纯净水、谷物、坚果、干果、食用盐、白砂糖、小苏打、酵母、蜂蜜、油脂和蛋液。
4、一种黄精粗多糖-葛根水凝胶双层微结构能量棒的制作方法的制作方式,包括如下步骤:
5、s1:取黄精粗多糖水提液与全脂奶粉和蛋清混合,形成均匀稳定的乳化液,随后将该乳化液置于真空干燥设备干燥,得到蛋白-黄精粗多糖复合物微粉;
6、s2:将葛根粉充分粉碎后与水充分混匀,然后进行搅拌糊化,冷却后形成天然的葛根水凝胶,再将步骤s1所得的蛋白-黄精粗多糖复合物微粉缓慢加入葛根水凝胶中,蛋白-黄精粗多糖复合物微粉与葛根水凝胶的质量比为1:1~3;搅拌混合形成以葛根天然水凝胶为外壳、蛋白-黄精粗多糖复合物微粉为内核的双层壁材微粉;
7、s3:基料包括谷物、坚果,辅料包括植物油脂、干果、天然蜂蜜、乳蛋制品、食用盐、白砂糖、小苏打、酵母;
8、将基料与上述双层壁材微粉均匀干混,再加辅料充分搅拌混合成均匀的湿料,然后进行低温成型工艺处理得到草本能量棒。
9、优选的,所述黄精粗多糖水提液的制备方法包括如下步骤:
10、s11:将熟黄精切块后加去离子水在80~90℃水浴下提取2~3h,提取液抽滤后得到提取液;
11、s12:用旋转蒸发仪将提取液减压浓缩得到浓缩液,其中,浓缩液浓缩至原体积的1/4~1/5;
12、s13:将浓缩液放入4~5℃冰箱冷却≥8h,取出后立刻缓慢加入无水乙醇至浓缩液的体积分数至80%,边加边搅拌,然后放入冰箱中4~7℃静置≥8h;
13、s14:将s13中静置后的溶液离心,收集沉淀物,然后将沉淀物与去离子水混合得到黄精粗多糖水提液,
14、优选的,所述黄精粗多糖水提液浓度为50~60mg/ml。
15、优选的,步骤s1中,黄精粗多糖水提液与全脂奶粉和蛋清的质量比为1:1~2:5。
16、优选的,步骤s1中,采用手持式电动搅拌棒以5000~10000rpm的速度高速剪切,搅拌5~10分钟得到乳化液;乳化液置于真空干燥设备中,于50~60℃、真空度为-0.08mpa条件下干燥5~8小时,干燥得到的乳化液水分含量≤5%。
17、优选的,步骤s2中,搅拌糊化具体为,先将葛根粉与20~30℃的水按照1:2~5的料液质量比进行预糊化得到预糊化混合物,然后将预糊化混合物与80~90℃的水按照1:4~10的料液质量比进行混合搅拌得到完全糊化混合物。
18、优选的,步骤s3中,以总质量百分数计,谷物为25%~60%,坚果为10%~20%,植物油脂为3%~8%,干果为5%~15%,天然蜂蜜为5%~12%,乳蛋制品为1%~10%,蛋液为5%~20%,食用盐为0.1%~1%,白砂糖为0%~5%,小苏打为0.1%~1%,酵母为0.1%~1%,双层壁材微粉为1%~10%。
19、优选的,所述步骤s3中,所述谷物包括燕麦、低筋面粉、玉米淀粉中的一种或几种;
20、所述坚果包括核桃、杏仁、腰果中的一种或几种;
21、所述植物油脂包括黄油或植物油;
22、所述干果包括葡萄干、蔓越莓、山楂中的一种或几种。
23、优选的,所述低温成型工艺具体包括如下步骤:先将湿料放在烤箱中在120~130℃下烘烤8~10min,然后再在50~60℃下烘烤50~60min。
24、优选的,所述低温成型工艺具体为,将湿料放在烤箱中60~100℃下恒温烘烤30~40分钟。
25、本方案的有益效果:
26、1.高活性保留率:采用60~100℃真空干燥及低温成型工艺,大幅减少了热敏性黄精多糖及葛根活性成分的损失。双层壁材包埋进一步隔绝了氧气对活性物质的破坏,使草本功能成分在产品保质期内保持高效稳定。
27、2.草本风味优化:黄精经乳蛋白-凝胶双层包埋后,其本身可能存在的苦涩刺激味被有效封装遮蔽。同时,乳粉和蛋清的加入赋予能量棒一丝奶香和焦蛋白香气,与草本风味相得益彰,令产品口感更加醇和易接受。
28、3.双重功能功效:本草能量棒兼具即时补能与持续机能调理两大功效。一方面,富含燕麦、坚果与蜂蜜的基底在食用后即可稳定补充能量;另一方面,黄精多糖和葛根异黄酮等活性因子可在较短时间内改善代谢效率、缓解疲劳并增强抗氧化保护。即时补能与持续机能优化相结合,使本产品非常适合需要快速恢复精力、同时希望在短期内改善运动表现的人群。
29、4.采用低温预混+高温糊化的协同作用:先以20~30℃水预混葛根粉(避免结块),再于80~90℃热水中精准糊化,其糊化效果更为均匀。
30、5.葛根凝胶的“冷却固化”特性:葛根β-葡聚糖在冷却后形成热不可逆凝胶,提供物理屏障+活性缓释双功能。
31、6.黄精水提物中的皂苷(苦味)和鞣质(涩味)与蛋清中的卵清蛋白、卵类黏蛋白,以及全脂奶粉中的酪蛋白、乳清蛋白结合,经真空干燥后形成复合物,并掩盖了其苦涩味道。
32、7.黄精水提物中的皂苷(苦味)和鞣质(涩味)与蛋清中的卵清蛋白、卵类黏蛋白,以及全脂奶粉中的酪蛋白、乳清蛋白结合,经真空干燥后形成复合物,并掩盖了其苦涩味道。
33、8.通过双层壁材设计实现不同活性成分的分段释放:本发明采用“双层包埋”,进入肠道消化释放时,先释放由葛根淀粉形成的水凝胶层所含有的葛根素等物质。然后,再释放第二层中的黄精多糖类物质。
34、9.黄精有效成分因含黄酮、多糖衍生物等苦味物质,市面上产品常因口感限制降低黄精添加量,导致功效性不足。本方案核心创新在于采用蛋清—黄精粗多糖单层包埋技术制备复合物微粉:利用蛋清中卵白蛋白的乳化与成膜特性,与黄精粗多糖水提液形成稳定乳化体系,经真空干燥过程中50~60℃的温和热作用,促使卵白蛋白发生变性,其分子空间结构从可溶性球状转变为不溶性致密网状结构,形成致密包覆层,可牢牢锁定内核的黄精粗多糖水提液,显著提升包埋密封性与结构稳定性。该结构能有效阻隔黄精苦味成分向葛根水凝胶基质中迁移扩散,避免口感劣变;同时,黄精粗多糖水提液经减压浓缩(浓缩至原体积1/4~1/5)后,再用无水乙醇让多糖沉淀,离心分离多糖后,加入去离子水溶解,使活性成分(黄精多糖)浓度提升至50~60mg/ml,相较于未浓缩的黄精原料,单位体积内有效成分含量显著提高,结合蛋清包埋对空间占用的优化,可在不影响能量棒适口性的前提下,提升黄精有效成分的负载量,实现口感与功效的协同优化。
35、10.本方案采用分段式低温成型工艺,通过“高温短时定型~低温长时熟化”的两步法设计,兼顾产品形态与活性成分保留。其中,120~130℃高温短时烘烤(8~10min)可使能量棒表面湿料快速脱水固化,形成致密表层结构,有效避免后续低温烘烤过程中出现的塌陷、变形等形态问题,保障产品外形规整;后续50~60℃低温长时烘烤(50~60min),可缓慢去除能量棒内部水分,同时实现基料的充分熟化。从活性成分保护角度来看,黄精多糖等核心活性成分对高温敏感,长时间处于120℃以上环境易发生糖苷键断裂,导致活性丧失。该分段工艺可将黄精有效成分暴露于高温环境的时间控制在10min内,显著降低活性成分降解风险,经检测黄精多糖活性保留率可达85%以上;相较于传统单一高温烘烤工艺,不仅能避免黄精活性成分过度损失,还可减少谷物、坚果中不饱和脂肪酸的氧化酸败,保留天然风味物质,同时通过梯度脱水避免产品内部出现孔隙,提升口感紧实度。