一种生物脱涩及结构改性的高活性青香蕉粉制备方法

本发明涉及一种生物脱涩及结构改性的高活性青香蕉粉制备方法，属于淀粉改性。

背景技术：

1、青香蕉粉富含rs2型抗性淀粉，即使是未经酶解提取工艺的样品，其中含有的rs纯度都能达到60%左右，是天然的rs颗粒含量最高的果蔬来源之一。青香蕉粉具有低升糖、调节肠道菌群、改善代谢等功能，是近年来热门的功能性非粮原料。

2、然而，将青香蕉原料直接加工为高活性的功能性粉体，存在三大技术瓶颈，综合品质提升难度较大：第一，青香蕉中大量缩合单宁、没食子多酚造成强烈收敛涩味，现有常规水洗、烫漂及单一发酵脱涩工艺，在脱涩效果与抗性淀粉保留之间难以取得平衡，脱涩不彻底易导致适口性差，同时强度过高的处理（如挤压膨化等）则易造成抗性淀粉的降解和结构破坏；第二，天然青香蕉淀粉颗粒结晶度高、表面致密光滑，导致粉体在冷水中的润湿性差、易团聚结块。现有技术多采用超微粉碎等物理手段进行细化处理，如cn102987282a公开了一种超微天然香蕉抗性淀粉的制备方法，通过真空冷冻干燥结合超微粉碎制备抗性淀粉，产品颗粒大小可达到20～30 μm，具备较好的松散性和流动性。然而这种物理细化工艺仅能实现粒径的减小，很难在不破坏内核晶型的同时改善表面亲水性能；第三，现有公开的专利与文献中，青香蕉淀粉/全粉的加工工艺主要集中于单一环节的优化——如提取工艺参数调整、干燥方式改进、护色工艺优化或普通粉碎参数调整。白永亮等，对比了复合酶法、乳酸发酵法和挤压膨化法三种改性方法对青香蕉淀粉特性的影响，其中，采用乳酸菌对制备得到的香蕉淀粉进行发酵改性，结果表明发酵处理可以一定程度上提升抗性淀粉的质量分数，减弱了凝沉性。此外，公开号为cn102793120a公开了一种全香蕉粉的制备方法，具有口感细腻、无涩味、不吸潮、分散性良好的技术效果，但其采用的柠檬酸护色结合热风烫漂脱涩工艺，脱涩过程中热处理强度高，且未针对抗性淀粉的结构保留做定向调控，仍存在抗性淀粉降解损失的问题。

3、由此可见，现有公开专利与文献多集中于单一干燥工艺优化、常规护色工艺改进及普通粉碎参数调整，鲜有将微生物表层定向代谢改性、淀粉颗粒结构可控重构与梯度低温晶型锁定相结合的一体化技术体系，难以同时实现低涩味、高冷水分散性、高rs保留率与高储存稳定性的综合品质提升。因此，行业亟需一种机制创新、工艺独特、可产业化的高阶改性技术方案。

技术实现思路

1、针对现有技术中脱涩效果、冷水分散性与抗性淀粉保留难以兼顾、改性靶向性不足、粉体结构性能提升受限的问题，本发明提供一种基于生物定向脱涩与淀粉结构可控改性的高活性青香蕉粉制备方法。通过特异性复合益生菌体系实现表层涩味物质精准降解，通过低温物理改性实现只破坏表层结构而不破坏内部结构的淀粉结构重构，配合梯度低温晶型锁定技术，获得兼具低涩味、高冷水分散性、高rs2保留率、高储存稳定性的高端青香蕉粉，为功能性青香蕉粉的高品质工业化生产提供新的技术路径。

2、为实现上述目的，本发明提供一种基于生物定向脱涩与结构可控改性的高活性、低涩味青香蕉粉制备方法，包括以下步骤：

3、（1）将青香蕉清洗、去皮、切片、浸泡，得到青香蕉片；

4、（2）将青香蕉进行灭酶处理；

5、（3）将灭酶后的青香蕉片接种混合菌剂，固态发酵18～24 h，定向降解淀粉颗粒表层单宁与疏水果胶，得到发酵产物；

6、（4）将发酵产物进行梯度干燥，得到干燥产物；

7、（5）将干燥产物在8～12℃下低温超微粉碎，得到青香蕉粉；

8、所述混合菌剂包括植物乳植杆菌（

lactiplantibacillus plantarum）和动物双歧杆菌乳亚种（

bifidobacterium animalis subsp. lactis），活菌数比为（2.5～3.5）：1；

9、所述梯度干燥，包括：

10、第一段干燥：温度为38～42℃，风速为0.8～1.0 m/s，干燥至含水量20%～25%；

11、第二段干燥：温度为43～47℃，风速为1.0～1.2 m/s，干燥至含水量10%～15%；

12、第三段干燥：温度为47～51℃，风速为1.1～1.3 m/s，干燥至含水量6%～8%。

13、在本发明的一种实施方式中，步骤（1）中，所述青香蕉的切片厚度为1.5～3.0 mm；切片后置于冰水中浸泡1～5 min后沥干。

14、在本发明的一种实施方式中，步骤（1）中，青香蕉的果肉淀粉≥28%。

15、在本发明的一种实施方式中，步骤（2）中，所述灭酶为依次经80～85℃处理30～40s；再经85～90℃处理20～30 s。

16、在本发明的一种实施方式中，步骤（3）中，所述混合菌剂的总活菌数为1×109～5×109cfu/ml；优选为2×109cfu/ml。

17、在本发明的一种实施方式中，步骤（3）中，所述接种的接种量为2%～5%（v/w）；优选为3%（v/w）。

18、在本发明的一种实施方式中，所述混合菌剂中的植物乳植杆菌为植物乳植杆菌（

lactiplantibacillus plantarum）lp90，所述动物双歧杆菌乳亚种为动物双歧杆菌乳亚种（

bifidobacterium animalis subsp. lactis）bla80。

19、在本发明的一种实施方式中，步骤（3）中，所述固态发酵的温度为28～32℃，湿度为75%～85%，氧含量为5%～10%。

20、在本发明的一种实施方式中，步骤（4）中，第一段干燥：温度为38～42℃，风速为0.8～1.0 m/s，干燥时间为3～5 h；

21、第二段干燥：温度为43～47℃，风速为1.0～1.2 m/s，干燥时间为5～7 h；

22、第三段干燥：温度为47～51℃，风速为1.1～1.3 m/s，干燥时间为1.5～2.5 h。

23、在本发明的一种实施方式中，步骤（5）中，所述粉碎的转速为2200～2400 r/min；粉碎后过120～160目筛。

24、在本发明的一种实施方式中，对步骤（5）的青香蕉粉进行灭菌处理。

25、在本发明的一种实施方式中，所述灭菌为紫外热风灭菌，灭菌温度≤40℃，灭菌时间为10～20 min；所述包装为真空避光包装。

26、本发明的第二个目的是提供所述方法制备得到的青香蕉粉。

27、在本发明的一种实施方式中，所述青香蕉粉的微观结构为表层多孔亲水、内核高结晶rs2淀粉；成品单宁降解率≥83%，冷水分散浊度保留率≥89%，rs2抗性淀粉保留率≥93%，无明显苦涩异味。

28、本发明的第三个目的是提供一种食品，所述食品包括所述青香蕉粉。

29、在本发明的一种实施方式中，所述食品为发酵食品、焙烤食品、乳制品、饮品、固体饮料、代餐粉、能量棒。

30、本发明的第四个目的是提供所述制备方法或所述青香蕉粉在制备食品、保健食品、药品或饲料添加剂中的应用。

31、本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

32、（1）本发明以植物乳植杆菌lp90与动物双歧杆菌乳亚种bla80构建复合菌株体系，开展微氧固态发酵改性处理，通过菌株的表层定向作用实现脱涩功效。相较于单一菌株发酵与未发酵直接加工工艺，该体系可定向降解淀粉颗粒表层的单宁与多酚类物质，显著降低青香蕉粉的苦涩风味，同时不会侵入淀粉内核破坏rs2结晶结构，可同步实现高效脱涩与高抗性淀粉留存。

33、（2）本发明将发酵工序与三段梯度低风速热泵低温锁晶干燥工艺耦合，通过分阶段梯度处理缓慢脱除物料中的自由水与结合水。传统恒温热风干燥易引发淀粉高温糊化，造成抗性淀粉大量降解损耗；与之相比，本发明全程采用温和控温模式，可有效避免淀粉晶型坍塌，能够将rs2抗性淀粉保留率稳定维持在93%以上。

34、（3）本发明先经固态发酵实现青香蕉片表层细胞壁的生物破碎与软化，再配套8～12℃低温可控超微粉碎对淀粉颗粒表层进行修饰，诱导其形成多孔亲水结构。常规高温强力气力粉碎会对淀粉颗粒造成整体结构性撕裂，本发明可实现仅破坏颗粒表层结构、完整保留内部结晶结构的精准调控，显著提升粉体冷水分散浊度，经冷水搅拌后无硬团聚现象产生，解决了天然抗性淀粉水溶性差、易沉降的行业共性问题。

35、（4）本发明整套加工流程全程不添加护色剂、分散剂等化学助剂，仅依托生物发酵与物理改性协同作用实现粉体品质提升。相较于添加化学改良剂的改性工艺，该技术路线完全符合当前食品清洁标签的发展要求，不存在化学残留风险，可适配代餐产品、婴幼儿辅助膳食等多类食品的应用场景。

36、（5）本发明采用低温热泵干燥替代传统真空冷冻干燥工艺，针对真空冷冻干燥工艺能耗高、规模化生产成本大的缺陷，本发明可显著降低生产能耗与加工成本；且所用原料为量产商用菌株，供应链稳定，具备更强的工业化落地可行性。