一种富硒助睡眠益生菌山羊奶粉及其制备方法

本发明涉及发酵工程领域，特别是涉及一种利用益生菌发酵山羊乳后通过喷雾干燥制备的富硒助睡眠益生菌山羊奶粉及其制备方法。

背景技术：

1、硒(selenium，se)是一种化学性质与硫相似的类金属元素，最早在1817年被瑞典化学家berzelius在硫磺生产中发现。硒是植物必须的营养元素，并对哺乳动物的健康有很多显著益处，硒的缺少将会导致人体内的谷胱甘肽过氧化物酶的活性降低，在生物体中硒的含量相当重要，若机体内含量太低将会损伤免疫系统，同时还会诱发克山病、大骨节病和提高癌症等疾病的发生几率，但是硒的含量过高则会导致硒中毒。国际粮农组织(fao)规定了人体内必须的微量元素硒的摄入量为30-55μg每天。与无机硒比较，有机硒更易被人体吸收且毒性小，有机硒可从微生物转化无机硒制备。

2、睡眠障碍是一种影响全球45％的人的流行病，而睡眠障碍患者中又大多数为失眠患者，这极大地影响了人类的正常生活，而失眠的发病机制之一，就是γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid，gaba)能在大脑边缘系统发生了下调，sung h h等泡菜中分离出的短乳杆菌l-32进行生物转化产生gaba，通过小鼠试验证明了其可作为一种新型睡眠营养补充剂。益生菌作为gras微生物，具有产gaba的能力，筛选高产gaba的益生菌菌株，将其应用于开发gaba功能性乳制品很有必要。

3、羊奶拥有比牛奶更强的缓冲能力，在发酵的早期阶段，它提供更快的酸化，有利于某些益生菌的生长。varga等观察了嗜酸乳杆菌la-5和双歧杆菌bb-12在发酵羊奶中6周的存活率，分别为log 6.53±0.40和log 6.80±0.16cfu/ml。羊奶的脂肪球浓度相对较高，颗粒尺寸较小，这一特性可能有助于提高山羊乳制品的冷冻稳定性。由于食物蛋白质可引起部分人群的过敏反应，因此可能发生对牛奶酪蛋白和乳清蛋白的过敏反应。然而一些报告表明，由于羊奶中的蛋白多样性，人们普遍对羊乳的过敏反应较少。消费者对发酵山羊乳制品的偏好促使科学家逐步探索发酵羊奶的治疗潜力。国际上羊奶主要用于奶酪生产，富含益生菌的发酵羊奶和其他产品。

4、羊乳是陕西的特色资源，羊乳及其产品产量位居全国第一，过去产品主要以婴幼儿配方羊奶粉、调制和大包装羊奶粉为主，但是对于功能性的羊奶粉开发少见。而硒是人体是所必需的微量元素，通常通过在食品中添加无机硒——亚硒酸钠来补硒，与无机硒比较，有机硒更易被人体吸收且毒性小，因此，通过微生物转化将无机硒转化为有机硒日益受到关注，常用的微生物为酵母菌和乳酸菌；功能益生菌可生成γ-氨基丁酸、胞外多糖，其具有促进睡眠和抗氧化等功能，但目前尚未见到利用功能益生菌发酵羊乳开发同时含有机硒、gaba和eps发酵羊奶粉的研究。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种富硒助睡眠益生菌山羊奶粉及其制备方法，以解决上述现有技术存在的问题，通过功能益生菌发酵山羊乳，通过发酵可使羊乳中的无机硒转化为有机硒的转化率达到100％，还生成了γ-氨基丁酸、胞外多糖，再通过喷雾干燥获得富硒助睡眠的益生菌山羊奶粉，其具有促进睡眠和抗氧化等功能。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、本发明提供一种富硒助睡眠的益生菌，包括发酵粘液乳杆菌(limosilactobacillus fermentum)kd6、鼠李糖乳酪杆菌(lacticaseibacillusrhamnosus)kd5和/或副干酪乳酪杆菌(lacticaseibacillusparacasei)kd11，其中，所述发酵粘液乳杆菌kd6的保藏编号为cctcc no：m20231642，保藏时间为2023年09月07日；所述鼠李糖乳酪杆菌kd5的保藏编号为cctcc no：m20231641，保藏时间为2023年09月07日；所述副干酪乳酪杆菌kd11的保藏编号为cctcc no：m2024605，保藏时间为2024年04月01日；

4、上述三株菌的保藏单位均为中国典型培养物保藏中心，保藏地址为中国.武汉.武汉大学。

5、优选的是，所述发酵粘液乳杆菌kd6、所述鼠李糖乳酪杆菌kd5和所述副干酪乳酪杆菌kd11的质量比为1：(1-3)：(1-3)。

6、本发明还提供一种富硒助睡眠益生菌山羊奶粉，包括所述的益生菌。

7、优选的是，所述硒含量为143μg/kg～278μg/kg，益生菌活菌数为0.23×108cfu/g～4.08×108cfu/g，γ-氨基丁酸为3.472-4.448g/kg，胞外多糖含量为2.640g/kg～3.792g/kg。

8、本发明还提供一种富硒助睡眠益生菌山羊奶粉的制备方法，包括利用所述的益生菌发酵山羊乳的步骤。

9、优选的是，所述制备方法包括以下步骤：

10、将鲜羊乳或者复原山羊乳制备灭菌羊乳，加入亚硒酸钠；

11、将益生菌接种于灭菌羊乳，恒温发酵，制得富硒助睡眠益生菌发酵山羊乳；

12、将富硒助睡眠益生菌发酵羊乳经干燥，制得富硒助睡眠益生菌山羊奶粉。

13、优选的是，所述灭菌羊乳制备条件为90-95℃保温5-10min，所述硒盐为亚硒酸钠。

14、优选的是，所述亚硒酸钠的添加量为17.5μg/kg-35μg/kg。

15、优选的是，所述发酵的条件为：接种量为0.005％-0.025％，发酵温度为33-41℃，发酵时间为17-25h，制备的富硒助睡眠益生菌发酵山羊乳中亚硒酸钠转化率100％；喷粉前，γ-氨基丁酸含量为0.33g/l-0.61g/l，胞外多糖含量为0.32g/l-0.47g/l，喷粉制备成山羊奶粉后浓缩8倍左右。

16、所述干燥包括冷冻干燥干燥、真空低温喷雾干燥和高温喷雾干燥。更优选的是，真空冷冻干燥条件为将富硒助睡眠益生菌发酵山羊乳在-20℃预冻4h-6h，再置于真空冷冻干燥器中冻干20-24h，真空度为4-6pa；真空低温喷雾干燥条件为：进风温度60℃-80℃，蠕动泵开度为30％-50％，真空度负压为0.03-0.04mpa；高温喷雾干燥的条件为：进风温度140-160℃，出风温度75-95℃。

17、本发明还提供所述的益生菌在制备富硒助睡眠的山羊乳制品中的应用。

18、本发明公开了以下技术效果：

19、本发明通过筛选优化发现单菌发酵粘液乳杆菌kd5、鼠李糖乳酪杆菌kd6或副干酪乳酪杆菌kd11发酵羊乳的活菌数显著高于复合菌粉，但是三菌株复合菌粉发酵山羊乳的硒转化率、gaba及eps产量均显著高于单一菌粉，因此，综合考虑确定了比例为1:1:1的kd5+kd6+kd11菌粉作为发酵剂，随着接种量(0.005％-0.025％)的增大或发酵温度(33℃-41℃)的升高，发酵山羊乳的持水力、感官评价、γ-氨基丁酸及胞外多糖产量均先上升后下降；随着发酵时间(17h-25h)的延长，发酵山羊乳的γ-氨基丁酸及胞外多糖产量增加，持水力和感官评价仍呈现先上升后下降的趋势，制备的山羊乳的γ-氨基丁酸产量显著提高，达到0.938g/l，胞外多糖产量达400mg/l。通过复合益生菌可生成大量的γ-氨基丁酸、胞外多糖，并将无机硒转化为有机硒。γ-氨基丁酸、胞外多糖具有促进睡眠和抗氧化等功能，有机硒相较于无机硒更易被吸收且毒性较小。因此，本发明提供了一种富硒助睡眠的发酵山羊乳和山羊奶粉，为陕西羊乳业的发展提供了新方向。