双歧因子乳酸菌保健饮料的研制

刘秉杰　杨炳坤　江秋梅

摘 要：根据双歧杆菌生理特性，通过添加双歧因子并结合乳酸菌的保健功能，促进人体肠道双歧杆菌的生长；同时对双歧因子分类和原理进行了探讨；对乳酸菌保健饮料的配方和工艺流程进行研究。

关键词：双歧因子；乳酸菌；作用机理；研制；保健饮料

近几年来，由于人们生活条件日益改善，对生活质量也要求越来越高。因此乳酸菌饮料在我国迅猛的发展起来。由于乳酸菌饮料经过了乳酸菌发酵，牛奶中的营养素更易吸收。同时，研究发现双歧杆菌对人体重要的保健作用，因此，通过在乳酸菌饮料中添加有双歧因子，能促使人体肠道中的双歧杆菌增殖，有助于改善人体肠胃功能，改善肠道菌群平衡。本文研究以发酵乳酸菌饮料为基础，优化筛选添加双歧因子，并研究出制作该保健饮料的工艺流程。

1 关于双歧因子的分类

1.1 低聚果糖

低聚果糖是天然存在的物质，具有良好的促进双歧杆菌增殖活性，能诱导肠道内以双歧杆菌为代表的有益菌大量繁殖，改善肠道微生物环境，提高人体免疫力，且能结合肠内有毒物质，并促进排出体外，此外，还具有降低血清中胆固醇含量、降低血糖和分解致癌物等功能。据研究发现，它不会引发龋齿，同时还作为可溶性膳食纤维来使用。与此之外，它还可以使用在一些需低温加热的食品。

1.2 部分蛋白质类物质和蛋白质水解产物

根据调查发现，在双歧因子内部有许多蛋白质水解物及部分蛋白质类物质，这些物质有利于促进双歧杆菌的生长。这些蛋白质类物质或者蛋白质水解产物共同的成分，那就是含硫的肽，这种糖多肽有利于促进双歧杆菌在肠道中生长，倘若这些含硫的肽的二硫键被还原或者是烷基化，则令其失去了活性，就起不到促进双歧杆菌生长的这一作用。因此，我们可以得知这些蛋白质类物质及蛋白质水解产物中的二硫键与双歧杆菌健康生长的密切关系。

1.3 异麦芽低聚糖

异麦芽低聚糖是四糖、五糖，它们是由异麦芽糖结合一分子的葡萄糖而产生形成的。目前，市面上应用比较多，大多数都使用于各类的饮料及食品中。它可取代蔗糖使用，这是因为它甜味甘美，同时又能降低食品的甜度来达到益于人体健康的目的，它作为天然添加剂添加到糖尿病患者的食品中是比较理想的，并且它不会引起龋齿。根据研究发现它还具备耐热耐高温性，这种耐热耐高温的性能就方便添加在酸性饮料中接受食品高温灭菌的过程。

1.4 天然植物提取物类

研究报告显示天然植物提取物中存在大量可以促进双歧杆菌生长的物质，比如茶叶中的茶多酚、魔芋水解液、海带、菊芋粉等具备这种功能。

1.5 多糖类双歧因子

双歧因子中存在有多糖类物质，这些物质包含有褐藻硫酸糖、胡萝卜中的含氮多糖、云芝多糖等。

2 双歧因子乳酸菌保健饮料的研制

2.1 原料和设备准备

2.1.1 原料

低聚果糖、羧甲基纤维素、低甲氧基果胶、藻酸丙二醇酯、黄原胶、海藻酸钠、变性淀粉、脱脂奶粉、柠檬酸、磷酸盐等。

2.1.2 主要仪器和设备

夹层锅、恒温发酵设备、均质机、高温瞬时灭菌机、胶体磨、酸度计、灌装机、冷藏库。

2.2 研制流程

2.2.1 乳酸菌发酵奶研制工艺流程：

奶粉+水→水化→灭菌→冷却→接种→发酵→发酵奶液，备用

2.2.2 双歧因子乳酸菌保健饮料研制工艺流程：

低聚果糖、稳定剂、白糖、柠檬酸、山梨酸钾→溶解→杀菌→混合发酵奶液→调配→高压均质→无菌灌装→冷却→成品

2.3 添加剂量的研讨

选择合适的糖酸比对双歧因子乳酸菌保健饮料是否具有良好口感的关键。由于白糖与乳蛋白粒子的亲和性相对比较好，为了提高乳蛋白在软酸菌饮料中的稳定性，就采用添加白糖。一般而言都是添加11%-15%的白糖。除了本身乳酸菌发酵产生的乳酸外，添加一小部分的柠檬酸，这样起到调节糖酸比的效果，使得成品酸度范围降至0.3%-0.6%，成品糖酸度的实验结果如表1所示：

根据表1实验结果显示，由于含有比较多的缓冲物质，因此乳酸菌饮料中的调节PH值大致为3.5-3.9，酸度应当为0.43%左右，含糖量为13%。

2.4 研究饮料中悬浮粒的稳定性

由于蛋白质（氨基酸）上的氨基和羧基所带有相等的正负电荷，发生碰撞结合时就会完全凝聚沉淀，导致乳酸菌饮料中分散乳蛋白粒子凝集沉淀。因此，关于乳酸菌饮料中悬浮粒的稳定性的探讨也是一重要课题。

2.4.1 均质处理

按照斯托克斯定理，采用均质机对乳酸菌饮料进行处理，让蛋白粒子微细化从而使得粒子沉淀得以控制这一方法就是均质处理，这也是一种可以防止乳酸菌饮料沉淀的物理方法。当选用在15～20MPa压力下和温度控制在40～50℃时来进行均质，所得出的效果最为显著。

2.4.2 合适的稳定剂的选择

对饮料粘度的提高可以达到抑制蛋白粒子沉淀这一效果也是在斯托克斯定理中提出的。只要采用适宜的、可以增加饮料粘度、对酪蛋白粒子有胶溶效应的稳定剂，能制止乳酸菌饮料中蛋白粒子沉淀。在研制双歧因子乳酸菌保健饮料的过程中，经过实验发现稳定剂和磷酸盐的用量都是随着乳蛋白质的含量和酸度变化而变化的，当乳蛋白质的含量比较高，同时酸度也比较高的情况下，稳定剂的用量也相应增加。具体的实验结果如下（表2和表3）：

由上实验显示，添加磷酸盐可达到使溶液中钙离子与之相互作用，去除97%的游离钙的效果，从而得到相对比较稳定的乳酸菌饮料。可见稳定剂的使用可以保证乳酸菌饮料中悬浮粒的稳定性。

2.4.3 需要添加足够量的白糖

根据化学成分可发现，大部分的糖里的羟基含量比较多，其中白糖就是一个很好的例子，白糖的添加可以起到良好的分散作用。因此可见在调配稀释型乳酸菌饮料中，使用浓度较高的糖可以稳定蛋白质胶粒的。

2.5 产品技术指标

2.5.1 理化指标

可溶性固形物（以折光计）≥12g/100g；酸度：30～70°T；蛋白质≥1.0g/100g；低聚果糖：0.1～0.3 g/100g；总砷（以As计）≤0.2 mg/L ；铅（Pb）≤0.05 mg/L ；铜（Cu）≤5.0mg/L。

2.5.2 微生物指标

乳酸菌数量≥1×106CFU/mL；大肠菌群≤3 MPN/100mL；酵母数≤50 CFU/mL；霉菌数≤30 CFU/mL；致病菌（沙门氏菌、志贺氏菌、金黄色葡萄球菌）：不得检出。

3 双歧因子乳酸菌保健饮料对人体的保健作用

3.1 具有双向调节体内菌群的作用

当人体食用双歧因子乳酸菌保健饮料后，由于摄入了低聚果糖，体内双歧杆菌的数量就大量的繁殖，产生使肠道内部PH值降低的有机酸来抑制各种病菌的生殖繁衍（如沙门氏菌），这样就达到减少肠内腐败物质和病菌的积累生长。同时，促进肠胃蠕动消化，防止腹泻和便秘等疾病的发生。

3.2 具有极好生理价值的蛋白质

在对牛乳进行发酵的过程中，乳酸菌产生蛋白质水解酶，使原料乳中部分蛋白水解，这使酸乳与一般乳相比含有更多的肽和人体必需的氨基酸，从面使酸乳中的蛋白质更易被机体合成细胞时所利用，具有更好的生化可利用性。乳酸菌饮料中的菌株产生许多抗菌物质，从而抑制多种致病菌在人体内的繁殖。同时乳酸菌饮料中的乳酸菌也在肠道中营造了一种不利于一些致病菌增殖的环境，从而协调人体肠道中微生物菌群的平衡，提高人体新陈代谢水平，增强免疫力和抗病力。

3.3 可令血脂降低

低聚果糖是随着乳酸菌饮料的饮用而摄入的，它是一种具有良好水溶性的膳食纤维，可以有效的降低血清胆固醇、游离脂肪酸、甘油三脂等的数量，同时也可以改善由于高血脂引发的高血压，动脉硬化等疾病。

3.4 防止肥胖

减肥已经成为目前最热门的话题之一了，而双歧因子乳酸菌保健饮料则也有防止肥胖这一功效。消化道中的胃酸和消化酶基本不能消化分解低聚果糖，很少可以被人体所吸收的。据研究显示，人体摄入低聚果糖后，由于不易吸收，所以不会引发肥胖，该饮品是理想，健康的“减肥药”。

4 结束语

上述对双歧因子乳酸菌保健饮料的研制做了探讨，了解到双歧因子作为一种保健因子，能增强人体肠道的健康，已日益受到人们重视。为了使其更好地发挥作用，我们不仅要对乳酸菌饮料和双歧因子有相应的认识，同时还要进一步探讨协同促进生长效果的研究工作，为寻找物美价廉的双歧因子奠定基础，从而达到发展完善双歧因子乳酸菌保健饮料效果目的。

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