本發明涉及純牛奶，尤其涉及一種包埋菌劑、飼料和原生富含ara牛奶及其制備方法。

背景技術：

1、現如今，消費者對于食物營養的追求達到了一個新的高度。作為日常重要營養來源的牛奶，消費者對牛奶所能提供的營養要求甚高。外源添加的食品營養素可以滿足消費者對多元化營養攝入的需求，但更多的消費者開始追求天然無外添加的牛奶，由此應用生物富集技術產生的牛奶應運而生。

2、ara是一種對人體有益的營養物質，學名為二十碳四烯酸，別稱花生四烯酸，屬omega6族長鏈多元不飽和脂肪酸。在幼兒時期ara屬于必需脂肪酸，ara的缺乏對于人體組織器官的發育，尤其是大腦和神經系統發育可能產生嚴重不良影響。ara可以提高智力，增強視力，軟化血管，調節血細胞功能，預防心血管疾病，增強免疫功能。對于反芻動物，ara對于連接細胞膜和保持膜的韌性有重要作用，它也是前列腺素的前體物質，也可以轉變為白三烯、血栓素等，這對血液循環系統及免疫系統十分重要。ara在促進存活、生長和脂質代謝方面發揮重要作用，能夠調節動物的抗氧化能力和免疫反應。關于ara的可食用產品，目前有花生四烯酸軟膠囊的制備方法(cn103340846a)，但未見ara與奶牛和牛奶的聯系，目前實施方法是在牛奶中添加外源營養素，提供一種能夠生產原生富含天然ara抗氧化牛奶是本領域亟待解決的重要課題。

技術實現思路

1、為了解決上述技術問題，本發明提供一種包埋菌劑、飼料和原生富含ara牛奶及其制備方法。

2、第一方面，本發明提供一種用于生產原生富含ara牛奶的包埋菌劑，所述包埋菌劑包括：

3、高山被孢霉干菌體；和，

4、包覆在所述高山被孢霉干菌體外的包埋層；

5、所述包埋層包括質量比為(5.5～7.0):(3.0～4.5)的第一組分和第二組分：

6、所述第一組分選自菊粉、可溶性大豆多糖、β-葡聚糖和殼聚糖中的一種或幾種；

7、所述第二組分選自果膠、明膠和阿拉伯膠中的一種或幾種。

8、本發明提供的用于飼喂奶牛的飼料的包埋菌劑即包埋干菌體，由于該菌體自身產ara，通過牛乳代謝轉化為天然ara，提高牛奶中ara含量，得到原生富含ara的純牛奶產品。通過飼喂含該包埋干菌體的飼料所生產的牛奶，穩定性和口感與純牛奶無差異，符合純天然、無添加的消費趨勢，可以對飲用牛奶的消費者產生促進人體健康的作用。

9、本發明通過實驗意外發現，本發明的包埋材料選擇特定的第一組分與第二組分的結合，能對高山被孢霉菌體形成很好保護，減少氧化。本發明采用的包埋材料不含對奶牛及產奶不利的成分，現有手段包埋材料大多使用丙烯酸樹脂、乙基纖維素等化學來源成分，不如本發明中食物來源的材料對牛體的健康可以產生正面影響。同時上述膳食纖維類原料具有的溶解性、乳化性和膠凝性，尤其是采用一定比例上述特定的第一、第二組分的組合，在包埋過程中形成更穩定的凝膠網絡結構，芯材與壁材緊密結合，使其在奶牛胃液低ph值下收縮或保持穩定；并形成穩定玻璃態基質或保護膜，以包埋芯材形成膠囊保護屏障，以阻擋奶牛胃液侵蝕、減少芯材在氧氣和高溫等不利環境中的損害，使得高山被孢霉菌體在到達瘤胃之前得到極大保護，進而在原奶以及牛奶產品中含有更多的ara，當包埋材料采用本發明特定組合方式，還能夠使得包埋效果得到大幅提升。

10、作為優選，所述第一組分選自菊粉、β-葡聚糖和殼聚糖中的一種或幾種；和/或，所述第二組分選自果膠和/或阿拉伯膠；和/或，所述高山被孢霉干菌體和所述包埋層的質量比為5：4～5。

11、作為優選，所述包埋層為質量比為(5.5～7.0):(3.0～4.5)的菊粉和果膠的混合物；或者，質量比為(2.5～3.5):(3.0～4.5)：(3.0～4.5)的β-葡聚糖、殼聚糖和阿拉伯膠的混合物；或者，所述包埋層為質量比為(3.0～3.5):(2.5～3.5):(3.0～4.5)的菊粉、可溶性大豆多糖和明膠的混合物。

12、進一步優選，所述包埋層為質量比為(6.0～6.5):(3.5～4.0)的菊粉和果膠的混合物；或者，質量比為(2.8～3.2):(3.4～4.0)：(3.2～3.4)的β-葡聚糖、殼聚糖和阿拉伯膠的混合物；或者，所述包埋層為質量比為(3.2～3.4):(2.8～3.2):(3.4～4.0)的菊粉、可溶性大豆多糖和明膠的混合物。

13、本發明對包埋層的組合方式以及用量比例進行優化篩選，采用的特定原料組合能夠使得包埋的效果得到顯著提升。

14、作為優選，所述包埋菌劑中，ara占干物質含量23～25％。

15、第二方面，本發明提供所述用于生產原生富含ara牛奶的包埋干菌體的制備方法，包括：將包埋層原料與醇類試劑混合溶解，得到包材，將所述包材通過靜電噴霧或靜電紡絲的方式對高山被孢霉干菌體進行包封。

16、現有包埋技術一般采用噴霧干燥的方式，但高入口溫度和瞬間脫水會對高山被孢霉干菌體造成熱損傷導致ara氧化程度加深，造成ara含量的損失，隨之降低奶牛自身的抗氧化能力和產出牛奶的抗氧化能力。本發明中采用靜電紡絲和電噴霧法包埋方式，在以上包材中包封高山被孢霉干菌體。此過程利用電場快速干燥分散液，沒有施加高溫，從而減少ara的氧化，最大化保證ara原料的攝入，從而提升牛奶中的原生ara含量，提升奶牛自身的抗氧化能力和產出牛奶的抗氧化能力。

17、作為優選，所述靜電噴霧的條件包括：氣體流速為30～35nm3/h，進風溫度為70～80℃，物料泵流量為20～30r/min，靜電壓為20～25kv，霧化壓力為220～230kpa。

18、作為優選，所述靜電紡絲的條件包括：接收距離為15～17cm，推進速度為0.002～0.004mm/s，施加電壓為10～35kv，溫度為30～35℃，濕度為37.5％～40％，時間為12～24h。

19、進一步優選，所述包埋層的原料與所述醇類試劑的質量比為1:6～12；所述醇類試劑為(95％)乙醇或聚乙二醇。

20、進一步優選，以80～250rpm/min的速率進行攪拌溶解。

21、第三方面，本發明提供一種用于生產原生富含ara牛奶的飼料，含有所述包埋菌劑或所述包埋菌劑的制備方法得到的包埋菌劑。

22、根據本發明，ara具有抗氧化能力，奶牛攝入ara原料對奶牛自身健康的影響有積極作用，提高奶牛自身的抗氧化能力，抵御疾病，提升奶牛的抗氧化能力，對奶牛的健康有正向影響。而且奶牛生產出的牛奶中的抗氧化能力也得到了提升，可以對飲用牛奶的消費者產生促進人體健康的作用，同時還能提高奶牛血清和牛奶中的過氧化氫酶(cat)和超氧化物歧化酶(sod)的含量。

23、作為優選，所述飼料包括質量比為10～15：25～35：45～65的包埋干菌體、精飼料和粗飼料；其中，所述精飼料優選選自酵母粉、維生素、礦物質、玉米粉和豆粕中的至少一種；所述粗飼料優選選自青貯玉米、燕麥草、苜蓿草和牧草中的至少一種。

24、第四方面，本發明提供所述的用于生產原生富含ara牛奶的飼料的制備方法，包括：按比例將包埋菌劑、精飼料和粗飼料進行混合。

25、優選的，按比例將所述包埋菌劑與所述精飼料混合，得到混合料，然后將所述混合料與所述粗飼料進行tmr混合。根據本發明，tmr是英文total?mixed?rations(全混合日糧)的簡稱，所謂全混合日糧(tmr)是一種將粗料、精料、礦物質、維生素和其它添加劑充分混合，能夠提供足夠的營養以滿足奶牛需要的飼養技術。全混合日糧(tmr)是按照反芻動物不同生理階段的營養需要，把切碎(揉搓)適當長度的粗飼料、精飼料和各種營養添加劑按照一定的配比進行充分攪拌混合而得到的一種營養相對均衡的日糧。

26、再一方面，本發明還提供所述原生富含ara牛奶的制備方法，由采用所述用于生產原生富含ara牛奶的飼料或所述用于生產原生富含ara牛奶的飼料的制備方法所得飼料飼喂的奶牛生產加工得到。

27、作為優選，所述的原生富含ara牛奶的制備方法，包括采用蒸汽直接式殺菌的滅菌工藝。本發明中，該方法能夠避免現有牛奶加工方式對牛奶造成較大的熱損傷，降低牛奶的抗氧化能力。牛奶加工方式采用的蒸汽直接式殺菌，減少了牛奶的受熱強度，進一步更好地保留牛奶的抗氧化能力。

28、進一步優選，所述蒸汽直接式殺菌采用蒸汽浸入式或蒸汽注入式，所述蒸汽直接式殺菌的處理溫度為130～139℃，優選為131～135℃，處理時間為0.09～5s。

29、根據本發明，目前市售長保質期純牛奶使用的殺菌工藝一般為高溫條件下4～6s的列管式uht殺菌，殺菌強度高，雖然可以使產品的保質期延長，但嚴重的熱處理導致牛奶中的營養成分損失嚴重，尤其是其中的功能活性物質，而且牛奶會產生蒸煮味，破壞原有的風味。現有方法中采用的uht超高溫瞬時滅菌，雖然可以延長產品貨架期，但活性物質保留情況差，造成活性物質保留率很低。而目前巴氏殺菌的保質期過短不利于長途運輸，且需要冷鏈運輸，較強的供應鏈能力，故產品的售賣輻射范圍小。本發明牛奶加工方式采用蒸汽直接式殺菌處理，能夠克服現有問題，通過結合蒸汽直接式殺菌處理方式及并對其處理溫度進行優化，能夠減少牛奶的受熱強度，使牛奶中ara含量進一步提升10％左右，同時過氧化氫酶含量和超氧化物歧化酶含量也進一步提升，更好地保留牛奶的抗氧化能力。

30、作為優選，所述的原生富含ara牛奶的制備方法包括：對所述飼料飼喂的奶牛生產的生乳進行凈乳、除雜、ro膜濃縮，然后進行脂肪分離、稀奶油高溫殺菌、雙效除菌，然后進行所述蒸汽直接式殺菌，均質和無菌灌裝。

31、進一步優選，所述ro膜濃縮的濃縮比為1.25，溫度4～7℃，通過ro膜濃縮工藝，能提高牛奶中ara含量；所述脂肪分離的溫度為45～60℃，脫脂乳脂肪含量≤0.5g/100g；所述稀奶油高溫殺菌的殺菌溫度為135～154℃，0.09～3s；所述雙效除菌優選采用兩臺離心除菌機串聯，對脫脂乳進行除菌處理，兩臺離心除菌機設定參數相同，設定參數為45～60℃，4000～6000r/min，運行時長40～80s，通過該物理除菌方式能夠除去牛奶中的95％～99％芽孢；蒸汽直接式殺菌采用蒸汽浸入式或蒸汽注入式，無菌后均質，使脂肪分散均勻，保證產品體系在貨架期內的穩定性。本發明提供的牛奶在完成無菌灌裝后可在常溫下貯藏6～12個月，原生ara含量大于15mg/100g。

32、本發明中，將所述飼料對奶牛進行連續飼喂，所述奶牛為泌乳期10～210天的奶牛，連續飼喂15～25天，包埋高山被孢霉干菌體的攝入量為250g/天/頭牛。按照50、100、150、200、250g/天/頭牛的包埋高山被孢霉干菌體飼喂梯度進行飼喂，每個梯度飼喂3～5天，在兩周內達到250g的包埋高山被孢霉干菌體飼喂量。

33、另一方面，本發明提供的原生富含ara牛奶，由所述的富含ara牛奶的制備方法得到。

34、本發明的有益效果至少在于：ara是類二十碳烯酸的主要前體，能夠參與抗氧化系統內生物活性成分的調節和激活，具有抗氧化能力，本發明通過優化包埋材料對含有ara的原料進行包埋，針對原料的性質優化包埋工藝，喂養奶牛含有ara的飼料，顯著提高牛奶中的原生ara含量，通過對包埋的優化、含ara牛奶的加工方式改進，提升了牛奶的抗氧化功能，生產出的牛奶為富含更多的多種抗氧化物質的原生富含天然ara抗氧化牛奶，可以對飲用牛奶的消費者產生促進人體健康的作用，且穩定性和口感與純牛奶無差異，符合純天然、無添加的消費趨勢。