一种具有益生元功能的燕麦膳食纤维的制备方法与流程

本发明属于食品加工，具体涉及一种具有益生元功能的燕麦膳食纤维的制备方法。

背景技术：

1、膳食纤维是一种能抗人体小肠消化吸收，在人体大肠能部分或全部发酵的可食用的植物性成分，以及碳水化合物及其相类似物质的总和。膳食纤维按照其水溶性的不同，可以分为水溶性膳食纤维和水不溶性膳食纤维两大类，根据膳食纤维的分类和来源，消费者可以根据自己的需要有目的性的选择，改善健康水平。研究表明膳食纤维具有多种生理功能，防止便秘、降低血压、降低胆固醇、预防癌症、清除毒素、保护口腔等功能。

2、燕麦的加工方式较多，作为皮层部分的燕麦麸皮是燕麦物理加工的主要高价值副产品。燕麦麸皮产量较大但利用率较低，目前在饲料加工方面应用广泛。大量研究表明，膳食纤维和酚类物质主要集中在皮层部分，燕麦麸皮中的可溶性膳食纤维β-葡聚糖在谷物中含量最多。此外燕麦麸皮中还含有淀粉、蛋白质、脂质等，营养丰富且热量较低，具有降糖、减脂、抗炎和抗氧化作用。同时燕麦麸中含有大量对人体有益的健康物质，如黄酮、生物碱、皂苷类化合物等，其中，黄酮可以增强机体免疫能力、防治多种心脑血管疾病；皂苷类化合物对改善人体的肠胃功能有积极效果，能够降低血清中的胆固醇；生物碱有很强的抗炎症、抗动脉硬化和抗氧化作用。因此，燕麦纤维有“贵族膳食纤维”的美誉。

3、肠道作为人体最大的消化器官，是消化物质、吸收营养、排出代谢废物的重要场所，对维持人体正常代谢功能十分重要。人体的肠道中栖息着500多种细菌，数量超过1015，构成了一个庞大的微生态系统，通过免疫和代谢途径来维持内环境的稳态。良好的肠道状态对于人体健康机能以及日常活动十分重要。近年来，由于不规律的作息时间和不良的饮食习惯引发的肠道菌群失衡进而导致的腹胀、腹痛、腹泻以及各类肠炎疾病愈发普遍，因此通过调节肠道菌群来改善肠道状况和促进机体健康已成为生命科学领域的研究热点。

4、现有技术中，中国专利cn109007494a公开了一种高膳食纤维燕麦饮料的制备方法，包括：步骤1，挑选燕麦，去除燕麦中的杂质，清洗并滤干后，进行高压蒸煮；步骤2，蒸煮后的燕麦加入适量水，放入胶体磨粉碎2遍，得到燕麦浓浆；步骤3，在燕麦浓浆中添加燕麦含量1％的中温淀粉酶50度进行酶解30min，酶解后升温90度灭酶10min；步骤4，离心掉不溶性物质，得到稳定的燕麦汁；步骤5，在燕麦汁中添加菊粉搅拌均匀，按燕麦含量4-5％、菊粉含量2％加水定容；步骤6，在140度下瞬时高温灭菌15秒，得到目标饮料。将燕麦加工成饮料，不仅能够吸收燕麦的营养成本，助于消化吸收，更有饮料的即饮功能，易携易饮，简化燕麦的饮食策略，更符合现代生活的快节奏、高养生需求。但是该专利仅是将燕麦通过酶解法进行提取膳食纤维，对燕麦的膳食纤维利用率不足，且其加入的膳食纤维仅有燕麦，品种单一，同时该专利中并没有针对燕麦饮料对肠道健康的测试数据，无法知晓其是否具有促进肠道蠕动、调节肠道菌群等益生元功能，功能性不足。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种具有益生元功能的燕麦膳食纤维的制备方法。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种具有益生元功能的燕麦膳食纤维的制备方法，包括以下步骤：

4、s1、将燕麦麸粉过筛除杂，加入去离子水，搅拌浸渍后加入α-淀粉酶和纤维素酶，进行酶解，酶解完成后过滤，酶解液灭酶后加入无水乙醇沉淀、静置、过滤，将沉淀干燥，得到燕麦提取物；

5、s2、将燕麦提取物加入去离子水中，随后加入没食子酸、β-环糊精，加热搅拌，搅拌完成后冷却、减压浓缩、冷冻干燥，得到燕麦复合物；

6、s3、将西兰花茎、山楂果渣混合打碎，得到共混物，随后加入去离子中，浸渍30-50min，浸渍完成沥水，调节共混物中的含水量为100-150％，接着进行蒸汽爆破处理，处理完成洗涤至中性、干燥，得到预处理混合物；

7、s4、将预处理混合物加入去离子水中，接着加入复合菌剂，进行发酵，发酵完成后灭菌得到发酵液混合物，接着向发酵液混合物中加入纤维素酶和木聚糖酶，进行酶解，酶解完成后灭酶、过滤，将滤液减压浓缩至1/3后冷冻干燥，得发酵液提取物；

8、s5、将燕麦复合物、发酵液提取物、低聚果糖、多孔淀粉复合物混合均匀，即得所述具有益生元功能的燕麦膳食纤维。

9、燕麦为禾本科一年生植物，性味甘平，普遍分为裸燕麦(亦称筱麦)和稃型燕麦两种，主要分布在华北地区及江淮流域，燕麦除了含有营养元素之外，还含有大量的生物活性分子，如多糖类、酚酸类、生物碱类等化学成分，具有抗氧化、调节血糖、抗癌、抗菌、降低胆固醇等生物活性。

10、山楂为蔷薇科山楂属植物，又名山里红，在我国栽培历史悠久，资源丰富，山楂果肉中富含维生素、矿物质、膳食纤维、黄酮类、原花青素、三萜类等成分；具有降血压、降血脂、抗氧化、抗菌杀毒、治疗心血管疾病、防癌抗癌、健脾消食等功能，因此，常被用作保健食品的原料。

11、西兰花又名绿花菜，因口感清爽、营养价值高，被人们称作“蔬菜之冠”。其富含蛋白质、维生素、矿物质、胡萝卜素等多种营养元素，还含有多酚类、黄酮类等天然抗氧化组分，具有清除机体自由基、抗衰老等作用。

12、优选的，步骤s1中所述燕麦麸粉与去离子水的料液比为1:15-25，所述α-淀粉酶的用量为燕麦麸粉质量的1-2％，所述纤维素酶的用量为燕麦麸粉质量的1-2％。

13、更优选的，步骤s1中所述燕麦麸粉与去离子水的料液比为1:20-25，所述α-淀粉酶的用量为燕麦麸粉质量的1.5-2％，所述纤维素酶的用量为燕麦麸粉质量的1-1.5％。

14、优选的，步骤s1中所述酶解温度为40-50℃，时间为1-2h。

15、更优选的，步骤s1中所述酶解温度为45-50℃，时间为1-1.5h。

16、优选的，步骤s2中所述燕麦提取物、没食子酸、β-环糊精的质量比为10:0.5-1:1-2；所述加热搅拌的温度为70-80℃，时间为2-3h。

17、更优选的，步骤s2中所述燕麦提取物、没食子酸、β-环糊精的质量比为10:0.5-0.8:1-1.5；所述加热搅拌的温度为75-80℃，时间为2-2.5h。

18、优选的，步骤s3中所述西兰花茎、山楂果渣的质量比为20-30:10-20；所述蒸汽爆破处理处理的压力为0.8-1mpa，保压时间为50-70s。

19、更优选的，步骤s3中所述西兰花茎、山楂果渣的质量比为25-30:15-20；所述蒸汽爆破处理处理的压力为0.8-1mpa，保压时间为50-60s。

20、优选的，步骤s4中所述预处理混合物与去离子水的质量比为1:8-12；所述复合菌剂的加入量为预处理混合物质量的2-4％，所述复合菌剂由质量比为1:1-2的酵母菌和里氏木霉，所述发酵温度为25-30℃，时间为24-36h。

21、更优选的，步骤s4中所述预处理混合物与去离子水的质量比为1:10-12；所述复合菌剂的加入量为预处理混合物质量的3-4％，所述复合菌剂由质量比为1:1-2的酵母菌和里氏木霉，所述发酵温度为27-30℃，时间为24-30h。

22、优选的，步骤s4所述纤维素酶的加入量为预处理混合物质量的1-1.5％，木聚糖酶的加入量为预处理混合物质量的0.5-1％；所述酶解温度为30-35℃，时间为2-4h。

23、更优选的，步骤s4所述纤维素酶的加入量为预处理混合物质量的1.2-1.5％，木聚糖酶的加入量为预处理混合物质量的0.5-0.8％；所述酶解温度为32-35℃，时间为2-3h。

24、优选的，步骤s5中所述多孔淀粉复合物的制备方法如下：

25、将100份燕麦淀粉加入800份去离子水中，于90-95℃下糊化30-60min，糊化完成后冷却至室温，接着加入2-3份糖化酶和1-2份α-淀粉酶，在40-50℃下搅拌2-3h，搅拌完成后灭酶，然后加入3-6份阿魏酸、5-8份乳清蛋白，在70-80℃下加热处理1-2h，加热处理完成后冷却、离心、过滤，沉淀洗涤、冷冻干燥，即得所述多孔淀粉复合物。

26、优选的，步骤s5中所述燕麦复合物、发酵液提取物、低聚果糖、多孔淀粉复合物的质量比为20-30:5-10:5-10:20-30。

27、更优选的，步骤s5中所述燕麦复合物、发酵液提取物、低聚果糖、多孔淀粉复合物的质量比为25-30:8-10:7-10:25-30。

28、本发明还保护一种如上所述方法制备得到的具有益生元功能的燕麦膳食纤维在制备改善肠道健康食品中的应用。

29、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

30、(1)本发明提供的具有益生元功能的燕麦膳食纤维，以谷物燕麦麸粉为原料，将其进行酶解，从而提取燕麦麸粉中的可溶性膳食纤维，即燕麦提取物，随后再燕麦提取物与没食子酸、β-环糊精进行加热搅拌，通过膳食纤维可与没食子酸之间进行非共价结合，同时β-环糊精形成的空腔对没食子酸进行包合，从而得到复合物，可以调节没食子酸在人体胃肠道释放的部位，改变没食子酸的生物可及性和生物利用度，能更好地发挥其功能和健康效益，没食子酸具有氧化、抗菌、抗炎、抗肿瘤等功效，可显著影响人体的胃肠道微生物群落，从而调节群落结构和功能；将西兰花茎与山楂果渣先进行蒸汽爆破处理，破坏纤维素的内部结构，从而有利于后续发酵过程中结合多酚的释放，随后再将预处理混合物进行复合菌发酵和酶解，发酵过程中酵母菌与里氏木霉代谢的降解酶可破坏细胞壁，从而释放出结合多酚，提高了西兰花茎与山楂果渣的生物利用度，而且结合多酚具有高抗氧化能力，可以提高燕麦膳食纤维的抗氧化能力，同时结合多酚还可与燕麦复合物、多孔淀粉复合物共同调节肠道菌群，从而改善肠道健康，酶解可将部分不溶性膳食纤维转化为可溶性膳食纤维，提高膳食纤维的提取率。

31、(2)本发明提供的具有益生元功能的燕麦膳食纤维，制备的多孔淀粉复合物，将燕麦淀粉进行糊化，随后再进行酶解，使淀粉分子中的氢键断开，形成多孔结构，有利于后续复合物的形成，接着再加入阿魏酸和乳清蛋白，乳清蛋白可与多孔淀粉通过氢键形成复合物，提高对阿魏酸的包埋，使阿魏酸在人体肠道中得到释放，阿魏酸能抑制多种有害细菌，主要通过改变细胞膜形态及功能，导致细胞膜不可逆改变，从而发挥抑菌效果，进而调节肠道中的菌群。

32、(3)本发明提供的具有益生元功能的燕麦膳食纤维，将燕麦麸粉、西兰花、山楂中的膳食纤维进行提取复配，以谷物为主，蔬菜-水果为辅，三者进行配伍，不仅改善了燕麦膳食纤维的营养健康功能，同时还加入低聚果糖、多孔淀粉复合物，通过原料之间的协同作用，从而提高燕麦膳食纤维对调节肠道菌群、促进肠道蠕动的功效，具有良好的益生元特性。