一种西瓜汁益生菌发酵饮料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及西瓜汁发酵饮料，特别涉及一种西瓜汁益生菌发酵饮料及其制备方 法。
【背景技术】
[0002] 西瓜，属于萌芦科植物，有天生白虎汤、寒瓜、夏瓜、水瓜等多种称呼。其形状、皮色 亦有：椭圆或圆形，绿、浓绿、白或绿色夹蛇纹等多种。其瓜瓢呈淡红、浓红、白或黄色，且甘 甜多汁。西瓜的营养很丰富，营养价值极高：除了不含有脂肪和胆固醇外，富含葡萄糖、苹果 酸、果糖、蛋白氨基酸、番茄素及维生素A、B1、B2、C等物质。有清热解暑、利小便、降血压的 功效，对肾炎尿少、高血压、暑热时口渴多汗等均有一定的辅助疗效。西瓜是一种富有营养、 纯净、食用安全的水果。其味甜多汁，清爽解渴，是盛夏佳果，堪称"瓜中之王"。其营养价值 特别丰富：1)祖医学认为，西瓜性寒，味甘，归心、胃、膀胱经，有生津止渴，除烦解暑，清肺 利便，助消化，促代谢的功效，是一种滋身补体的水果。适宜于高血压、肝炎、肾炎、黄疽、胆 囊炎、水肿浮肿以及中暑发热，汗多口渴之人食用。2)现代医学研宄表明，西瓜中含有的糖、 盐、酸等物质，有治疗肾炎和降血压的作用。这是因为有适量的糖能利尿；有适量的钾盐能 消除肾脏的炎症；其中的酶能把不溶性蛋白质转化为可溶性蛋白质，以增加肾炎病人的营 养；瓜中的配糖体则有降低血压的作用。3)美容养颜：天然水润防晒霜，西瓜的含水量在水 果中是首屈一指的，所以特别适合夏季补充人体水分的损失；打造美腿的秘密武器，吃西瓜 后排尿量会增加，能使盐分排出体外，减轻浮肿，特别是腿部浮肿；清新化妆水，新鲜的西瓜 汁和鲜嫩的瓜皮，能增加皮肤弹性，减少皱纹，增添光泽；美发功效，常吃西瓜还可以使头发 秀美稠密，因烫发而发质干枯的人，不妨多吃一些。
[0003] 益生菌（Probiotics)，又称益生素、促生素、生菌素、活菌素等，即是指某种微生物 制剂或发酵制品，通过调节宿主黏膜与系统免疫功能以及改善肠道营养与菌群平衡，对宿 主产生有益的生理作用，通过定植作用改变宿主某一部位菌群的组成，从而产生有利于宿 主健康作用的单一或组成明确的混合微生物。迄今为止，科学家已发现的益生菌大体上可 分成三大类，其中包括：①乳杆菌类（如嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌、保加利亚乳杆菌、胚牙乳 杆菌等）；②双歧杆菌类（如长双歧杆菌、青春双歧杆菌、短双歧杆菌、婴儿双歧杆菌等）； ③革兰氏阳性球菌（如粪链球菌、乳球菌、中介链球菌等）。益生菌作为一个新领域，近年 来，益生菌的特殊生理活性在食品中应用广泛，除应用于发酵乳制品外，也正逐步被应用于 开发各种功能性食品。目前，益生菌主要用于食品、功能性食品、膳食补充剂、药用生物制 品及饲料等领域。把含有益生菌的食品统称为益生菌食品，主要包括直接添加益生菌的食 品和经益生菌发酵的食品。益生菌在食品领域中最普遍的应用仍是乳制品领域，包括发酵 乳、活性乳酸菌饮料、干酪、酸奶油、酸乳酒，果汁、谷类食品、饼干等。用的益生菌菌种有 双歧杆菌（Bifidobateria)、乳酸杆菌和一些链球菌，其中，乳酸杆菌常用的有嗜酸乳杆菌 (Lactobicullus acidophilus)、干酪乳杆菌（L.casei)、保加利亚乳杆菌（L.bulgaricus) 等。
[0004] 乳酸菌是最重要的益生菌，包括双歧杆菌、乳杆菌和芽孢杆菌，卫生部办公厅关于 印发《可用于食品的菌种名单》的通知中（2010年4月22日颁布）用于食品的菌种有21 种，全部为乳酸菌，其实乳酸菌才是改善动物肠道中的主角菌和主力军，且用量多多越善， 而芽孢杆菌和酵母菌用多了有副作用，如拉稀等，只有乳酸菌才是原籍菌，只有乳酸菌才能 定植于肠黏膜，只有乳酸菌才能定植并形成乳酸菌屏障抵御抗原侵害肠黏膜系统，只有乳 酸菌产乳酸才能酸化肠道，也只有乳酸菌才能在厌氧环境中占主要优势地位，并在平衡肠 道微生态平衡中起主要作用，其他如酵母和芽孢杆菌多为指示菌和辅助菌。
[0005] 乳酸菌在发酵过程中，除产生乳酸外，还产生多种有机酸、少量的醇类物质及各种 氨基酸等成分，赋予食品柔和的酸味和香气，且能提高食品的保存性能。如果长期摄食含乳 酸菌的食品，能抑制人体消化道内腐败细菌（主要是革兰氏阴性菌）的繁殖，且有清肠助消 化、增食欲的功效，对治疗便秘和慢性胃肠道炎也有良好作用，它还可以降低胆固醇和改善 肝脏功能。由此可见，经乳酸菌发酵的食品对人体大有裨益。所以，采用养疗佳品西瓜的汁 进行乳酸发酵，不仅可以添加西瓜加工的品种，而且在营养价值和保健方面也大有提升。
[0006] 但是，西瓜汁是一种热敏性原料，非常不稳定，特别是含有大量的番茄红素 (3-5mg/100g鲜重），比番茄中的含量还要高，番茄红素是天然抗氧化剂，具有很强的抗氧 化活性，能有效降低癌症、心血管病等疾病的发病率，是目前功能食品、药品研宄中的一个 热点。但番茄红素稳定性差，在原料贮藏、加工和成品存储过程很容易受热、光、氧气、酸 碱性、添加剂等环境因素的影响而发生降解和异构化。经乳酸菌发酵以后很难保持原西瓜 汁的天然色泽、风味和口感，也不能通过后修饰技术进行补偿，这是西瓜汁及西瓜汁饮料经 多年发展而停滞不前的根本原因，至今仍是本领域技术人员的一大困惑和技术瓶颈。申请 号为201310230517. 5的中国专利公开了一种发酵西瓜汁饮料，以成熟的新鲜西瓜为原料， 经清洗、去皮、粉碎、过滤得到原浆西瓜汁，然后灭菌加入乳酸菌进行发酵，经离心、调配得 到发酵西瓜汁。该发明专利公开的制备方法简单、均为常规果汁榨汁、乳酸菌发酵技术，并 未具体公开某种特殊的的技术方案以解决西瓜汁加工过程色泽、风味、口感显著变化及番 茄红素、VC等营养物质损失严重的问题，并且发酵周期较长为20-25天，成本高。蔡健发表 的论文"西瓜汁的乳酸发酵"（《四川食品工业科技》1992年第2期27-28页）公开了一种 以西瓜为原料，经挑选、去皮、去籽、破碎、打浆、均质、加热灭菌、冷却、接种乳酸菌种子液、 培养发酵而制得的西瓜汁乳酸发酵液。但其乳酸菌发酵剂菌种较单一，只有保加利亚乳杆 菌和嗜热链球菌，风味不足，而且采用了加热灭菌，仍然存在热敏性营养物质损失严重的缺 陷，论文中也公开了可以省去此工艺但存在发酵污染杂菌的风险。同样不能解决西瓜汁加 工过程色泽、风味、口感显著变化及番茄红素、VC等营养物质损失严重的问题。申请号为 201410644860. 9的中国专利公开了一种蔬果酸奶，将西瓜汁和鲜奶与果蔬汁混合进行乳酸 菌发酵制得；申请号为201210140756. 7的中国专利公开了一种西瓜和紫米复合保健型酸 奶的制备方法，其特征是由西瓜汁、紫米浆纯奶、木糖醇、发酵剂、稳定剂、菌种配制而成，其 配方按重量百分比为：西瓜汁25-35 %、紫米浆8-12 %、纯奶38-45 %、木糖醇8-12 %、发酵 剂3-8%、稳定剂1-3%、菌种2-4% ;申请号为201310163846. 2 -种降血脂果汁，由以下重 量份的组份制成：西瓜20-30份、苹果20-30份、山楂5-15份、百合5-15份、白茯苓5-15份 和蜂蜜1-10份，还包括益生菌10 6-109cfu/ml。上述公开的专利均含有西瓜汁并进行了乳 酸菌或益生菌发酵，但仍然未公开解决西瓜汁加工和发酵过程质量问题的技术方案，同时 未公开具体的益生菌或乳酸菌且菌种单一、原料复杂，不能获得色泽、风味和口感较好的西 瓜汁乳酸菌发酵饮料。
[0007] 综上，以西瓜为原料，以益生菌中的乳酸菌为发酵菌剂，通过乳酸发酵制备一种色 泽、风味和口感稳定、营养丰富、保健功效显著的西瓜汁乳酸菌发酵饮料仍是本领域技术人 员的长期追求。
【发明内容】
[0008] 本发明所解决的技术问题克服现有制备纯西瓜汁益生菌（乳酸菌）发酵饮料的 缺陷，以多菌种复合益生菌粉剂为发酵剂，以西瓜为主要原料，采用高压脉冲电场技术代替 现有的热力杀菌、热力钝酶工艺制备西瓜汁，最大限度地保留了其中的热敏性营养物质的 含量，还可杀灭杂菌、钝酶防褐变和提高榨汁率；将胶磨和生物酶解工艺紧密结合，增加了 西瓜汁色素的进一步溶出和溶解，不仅增强了西瓜汁的色素稳定性，还可将西瓜汁中的粗 纤维、蛋白质等大分子物质转化为小分子营养物质，便于益生菌发酵；对胶磨后的西瓜汁和 灭酶后的西瓜汁酶解液进行真空脱气处理可有效降低溶解氧含量，以促进乳酸菌的无氧发 酵，更重要的是可提高制汁和发酵过程色素的稳定性；在灭酶后的西瓜汁酶解液中添加改 性膳食纤维、益生因子等益生菌营养物质，可获得发酵西瓜汁中益生菌的最大增殖；在发酵 后期添加经微波干燥后的西瓜粉可弥补因发酵而造成的色素退减的缺陷，并且在后期储存 过程非常稳定；经发酵获得的高含量益生菌发酵液色泽、风味、口感及色素与新鲜西瓜汁非 常接近，无显著差异，品质天然、稳定，可经常规方法制备为生物活性较强的益生菌发酵饮 料或经冷冻干燥制备为高生物活性固体饮料，也可经杀菌后制备为定量包装饮料。
[0009] 本发明首要目的是提供一种西瓜汁益生菌发酵饮料的制备方法，包括如下步骤： [0010] 1)清洗：检验后的西瓜清洗、沥干、去皮、取瓢；
[0011] 2)破碎、榨汁：将瓜瓢放入破碎机中破碎，破碎率达98%以上，西瓜子完整率达 100%，经破碎后的西瓜酱于室温下进行高压脉冲电场处理5-10min，然后榨汁得初汁；
[0012] 3)胶磨、脱气：将初汁放入胶体磨中，调节定子和转子之间的间隙，使出口西瓜汁 粒径达到100-2