一种豆渣联合改性技术及豆渣益生菌果冻的制备方法

本发明涉及食品加工领域，主要涉及一种豆渣联合改性技术及豆渣益生菌果冻的制备方法。

背景技术：

1、豆渣是大豆制品加工过程中的主要副产物，每吨大豆加工约产生1.1~1.2吨湿豆渣，产量极其巨大。常作为废弃物，应用于动物饲料填料或用作肥料。随着环保意识的增强和资源循环利用的需求，豆渣的利用方式和价值正在被重新审视和挖掘。豆渣主要由蛋白质、膳食纤维以及少量的糖类和脂肪组成，这种丰富的有机成分使其成为一种潜在的可再生资源。豆渣中膳食纤维及其潜在的健康益处逐渐被人们重视。然而，原始豆渣中的纤维大多为粗纤维，可溶性膳食纤维含量低，而只有可溶性膳食纤维的才具有较强的生理活性。因此原始豆渣的利用价值不大。鉴于此，开发有效的改性技术将豆渣中的不溶性纤维转化为可溶性膳食纤维，不仅对于提高豆渣的应用价值具有重要意义，而且对于推动食品工业的可持续发展和促进公众健康也具有深远影响。

2、目前对植物来源膳食纤维的改性处理方法主要包括物理法、化学法、生物法，来提高膳食纤维品质。物理改性法是利用高温、高压、瞬时减压、爆炸、高速冲击和剪切等手段使纤维的糖苷键熔化或断裂，从而达到改性的目的?；Ц男苑ㄊ峭üХ从Ω谋湎宋慕峁购凸δ苄灾?，如碱性过氧化氢（ahp）处理、碱处理、酸处理等。生物改性法是利用特定的酶或微生物对原料进行酶解或发酵的方法，包括酶法和发酵法。发酵改性则是利用微生物代谢产生的有机酸将粗纤维进行分解，切断大分子链结构，形成小分子和可溶性成分。其中化学方法应用复杂，反应副产物多，营养价值在反应过程中会受到一定程度的影响；物理方法具有加工时间短、易于加工、安全性高等优点，且不需要使用溶剂，但是高温容易造成营养损失，能量损耗大，高压、瞬时减压、爆炸、高速冲击等对设备要求较高，一定程度上增加了成本，部分物理改性手段，例如剪切，改性效果有待提高；发酵技术作为一种生物改性技术手段，不仅能够增强豆渣膳食纤维的水溶性和官能性，还能产生具有生物活性的发酵产物，如短链脂肪酸、抗氧化物质等，从而进一步提升其健康价值。联合法是结合不同方法的优势，同时降低单一方法缺陷带来的影响，以获取低成本、高品质、高得率的改性豆渣。

3、在此背景下，本发明提出了一种豆渣联合改性技术及豆渣益生菌果冻的制备方法。将简单低成本物理法和发酵技术联合起来对豆渣进行改性，即通过紫外照射联合植物乳杆菌和酿酒酵母发酵处理豆渣，利用紫外照射技术改变豆渣中膳食纤维的化学结构，使豆渣中的某些化学键发生断裂或重排，从而使原本不溶于水的膳食纤维转变为可溶性膳食纤维，再通过植物乳杆菌和酿酒酵母发酵技术进一步改善豆渣的可溶性膳食纤维和营养价值，并利用改性豆渣作为主要原料加入乳酸发酵液，制备改性豆渣益生菌果冻，利用乳酸菌的益生作用，有助于平衡肠道菌群、抑制有害菌生长、降低胆固醇、提高机体免疫力等。由于果冻独特的凝胶质地，可作为一种理想的载体，用于传递和?；ひ嫔?，增强其在肠道中的存活和活性，使得果冻在改善肠道健康、增强免疫力、促进营养吸收等方面表现出潜在的健康益处。本发明不仅增加了豆渣的附加值，还能满足市场对健康、美味食品的需求。此类产品的研发与制备方法的创新，将对食品工业的可持续发展产生积极影响，并为消费者提供更多健康选择。

技术实现思路

1、针对单一技术改性豆渣的不足，本发明的目的在于提供一种豆渣联合改性技术及豆渣益生菌果冻的制备方法。本发明充分利用豆渣这一农业副产品，增加其在食品工业中的应用价值，通过紫外照射联合植物乳杆菌和酿酒酵母发酵方法改善豆渣的品质，提高营养价值和膳食纤维的可利用性，制备方法具有操作简单、便于加工的特点，并且提供了一种新的物理加工技术。这一过程为果冻的制备提供了一种优质的原料。通过科学的配方和工艺，添加乳酸发酵液，保证乳酸菌的活性和果冻的食用品质，使其具有口感细腻、味道浓郁的特点，符合现代消费者对健康、环保食品的需求。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种豆渣联合改性的制备方法，采用紫外照射联合植物乳杆菌和酿酒酵母发酵的方法制备改性豆渣，包括以下步骤：

4、（1）将新鲜豆渣清洗干净，在鼓风干燥箱中干燥，将干燥后的豆渣进行粉碎处理，过筛，得豆渣粉；

5、（2）将豆渣粉平铺在紫外灯下照射一定时间，得到紫外照射处理的豆渣；

6、（3）将步骤2所得的豆渣粉加入纯净水和葡萄糖混合搅拌均匀，在高压灭菌锅内进行灭菌处理，冷却后备用；

7、（4）选用具有稳定发酵性能的植物乳杆菌和酿酒酵母。分别对其进行传代培养，恢复其活力。将培养条件控制在最适生长温度进行培养，以达到所需的细胞浓度；

8、（5）在无菌条件下，将步骤3所得的豆渣与培养好的植物乳杆菌和酿酒酵母先后按一定比例混合进行发酵。发酵完成后的豆渣进行干燥处理，在烘箱中除去水分，超微粉碎研磨得到发酵后的改性豆渣。

9、优化的，步骤（1）中采用鼓风恒温干燥箱进行干燥处理，对新鲜豆渣进行干燥处理的温度为55~60℃。所得干燥豆渣粉经过粉碎机粉碎过80目筛。

10、优化的，步骤（2）中紫外灯功率为300w~500w，照射时间为1d~2d。

11、优化的，步骤（3）中豆渣粉和纯净水的质量比为1：8~10g/ml，加入1％的葡萄糖，高压灭菌温度为121℃，灭菌时间为20min。

12、优化的，步骤（4）中所用植物乳杆菌ebal-50分离自西藏地区青稞酒曲，经室温常压等离子（artp）诱变，耐酸和耐胆盐交替驯化选育而来，可耐受ph2.8胃酸和0.32%胆盐，已于2023年12月26日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏单位地址：湖北省武汉市武昌区珞珈山路16号武汉大学；保藏编号为cctcc?m?20232689，分类命名：lactobacillusplantarum?ebal-50；所用酿酒酵母tom分离自西藏青稞曲酒。

13、优化的，步骤（4）中植物乳杆菌ebal-50在mrs液体培养基中活化，活化温度为35~37℃，活化次数2~3，活菌数为1×107~1×108cfu/ml；酿酒酵母tom在ypd液体培养基中活化，活化温度为28~30℃，活化次数2~3，活菌数为1×107~1×108cfu/ml。

14、优化的，步骤（5）中，植物乳杆菌ebal-50和酿酒酵母tom按照先后顺序接种至步骤3所得的豆渣，接种量为豆渣质量的3~4％，植物乳杆菌发酵的温度为35~37℃，发酵的时间为48~72h，酿酒酵母发酵的温度为28~30℃，发酵的时间为48~72h。

15、优化的，步骤（5）中发酵后的豆渣在鼓风干燥箱55~60℃下烘干，经过超微粉碎研磨。

16、本发明还提供基于上述制备方法制备得到的改性豆渣。

17、本发明还提供基于上述制备方法制备得到的改性豆渣的应用，所述改性豆渣粉用于制作豆渣益生菌果冻。

18、一种改性豆渣益生菌果冻的制备方法，包括以下步骤：

19、（1）将所得的改性豆渣粉、适量纯净水或甜橙果粉加入含有海藻酸钠、卡拉胶的混合胶体搅拌加热，溶解后加入柠檬酸、赤藓糖醇继续搅拌至形成均匀的胶体溶液，再进行巴氏杀菌处理，冷却备用；

20、（2）将活化好的植物乳杆菌菌种接种在含有豆渣汁与脱脂奶粉和蔗糖的培养基中，制成乳酸发酵液；

21、（3）在无菌条件下，将步骤2所得的乳酸发酵液添加进步骤1所得的胶体溶液混合均匀后分装到无菌器皿中，放入冰箱冷藏，获得改性豆渣益生菌果冻。

22、优化的，步骤（1）中按100ml纯净水计，改性豆渣粉的加入量为1.5％~2％，甜橙果粉的加入量为6％~8％，海藻酸钠、卡拉胶以质量比为1：2~3进行混合，加入量为1.5％~2％，柠檬酸的加入量为0.15％~0.2％，赤藓糖醇的加入量为8％~10％，在85~90℃的温度下进行巴氏杀菌15~20min，冷却到45~50℃备用。

23、优化的，步骤（2）中选用保藏编号为cctcc?m?20232689的植物乳杆菌ebal-50，以5％~6％的接种量，接种在含有8％的脱脂奶粉和2％的蔗糖的培养基中。

24、优化的，步骤（3）中将步骤1所得的胶体溶液与20％~25％的乳酸发酵液混合均匀后，分装到无菌器皿中，放入冰箱4℃冷藏，获得改性豆渣益生菌果冻。

25、本发明还提供基于改性豆渣益生菌果冻的制备的自动接菌设备（参阅图3-5）。

26、一种改性豆渣益生菌果冻的自动接菌设备，包括操作台5，操作台5的顶端固定连接有菌液储存箱2，菌液储存箱2上方有注入口1，菌液储存箱2的正下方即操作台5的内部上端固定连接中空伸缩管6，中空伸缩管6的四周固定连接搅拌器7，搅拌器7的正下方即操作台5内部下端固定连接加热锅8，加热锅8的右侧固定连接灌装器11，灌装器11下方配有传送带12，加热锅8的下方固定连接加热控制台10，加热控制台10上的加热显示屏22、加热开关23和设置按钮24控制加热锅8的加热温度以及加热时间，操作台5的外部配置玻璃9，玻璃9设有传送带出口25，操作台5的右侧上方配置接菌控制台3，接菌控制台3上的接菌显示屏13、开关14和设置按钮15控制菌液储存箱2的接菌量，接菌控制台3的正下方配置灯管控制台4，灯管控制台4通过灯控显示屏16、灯控开关17、杀菌按钮18和照明按钮19控制操作台5的内部后壁上方固定连接的紫外灯管20和照明灯管21。

27、优化的，通过灯管控制台4上的灯控显示屏16、灯控开关17和杀菌按钮18对箱体内部进行紫外杀菌处理，再将照明按钮19打开，将改性豆渣粉、混合胶体、赤藓糖醇、柠檬酸等配料放入加热锅8内，通过加热控制台10上的加热显示屏22、加热开关23和设置按钮24设置好加热温度与加热时间，再将乳酸发酵液通过注入口1接入菌液储存箱2中，当加热锅8内的胶体溶液经过巴氏杀菌后进行冷却时，通过接菌控制台3上的接菌显示屏13、开关14和设置按钮15设置好在一定冷却温度下的接菌量，乳酸发酵液通过和菌液储存箱2连接的中空伸缩管6，注入加热锅8内的冷却到一定温度的胶体溶液，并通过搅拌器7混合均匀后，打开与加热锅8连接的灌装器11，使胶体溶液灌装进无菌器皿中，再通过传送带12传送出传送带出口25。

28、本发明的优点和产生的有益效果：

29、1.本发明提供了一种紫外照射联合植物乳杆菌和酿酒酵母发酵技术改性豆渣的新联合方法，具有便于操作的特点，通过较低的加工成本获得较高成本效益的改性豆渣，提高了豆渣中可溶性膳食纤维的含量和质量，对于维持肠道微生态平衡，促进消化健康具有重要作用。

30、2.本发明提供一种改性豆渣益生菌果冻，将紫外照射联合植物乳杆菌和酿酒酵母发酵技术制备的改性豆渣作为食品原料，使得最终产品具有更好的口感和消化吸收特性，加入耐酸耐酵母的活性乳酸菌制备益生菌果冻，增强了果冻的功能特性。

31、3.本发明提供一种改性豆渣益生菌果冻的自动接菌设备的各个部分如接菌控制台、加热控制台和灯管控制台的设计使得整个生产过程可以自动化进行，实现所有必要的操作步骤如接菌、搅拌、加热和灌装都集成在一个操作台上，这有助于提高生产效率和减少操作过程中的污染风险。中空伸缩管和搅拌器的设计使得菌液可以均匀且卫生地分布在果冻胶体中，通过自动化控制和精确设定的工艺参数，可以提高能源使用效率和生产效率，减少浪费。