一种有助于调节血糖稳态的蚕蛹营养食品基料及其制备方法与应用

本发明属于食品加工的，具体涉及一种有助于调节血糖稳态的蚕蛹营养食品基料及其制备方法与应用。

背景技术：

1、糖代谢紊乱属于内分泌代谢疾病，表现为由血糖的异常升高或者降低；其中，以高血糖为特征的糖尿病已经成为继肿瘤、心血管病之后第3大严重威胁人类健康的慢性疾病，其发病机制与遗传背景及饮食结构密切相关。由此，通过膳食补充具有调控血糖稳态功能的营养健康食品，对于预防高血糖及其诱发的多种慢性心血管疾病具有非常重要的意义。

2、蚕蛹是一种富含优质蛋白、功能性脂肪酸和多种生物活性物质的昆虫食品。干蚕蛹中粗蛋白含量约为60％，18种氨基酸齐全，必须氨基酸占总氨基酸的42％左右，且必须氨基酸与非必须氨基酸的比例约为0.7，非常符合fao/who建议的理想氨基酸模式，属于一种高品质的全价昆虫蛋白。此外，蚕蛹中还含有多种维生素(维生素a、维生素b、维生素d等)、微量元素(铁、锌、硒等)以及不饱和脂肪酸、多糖(壳聚糖)、抗菌肽、溶菌酶、甾醇等功能性成分，对人体代谢平衡具有非常积极的健康效应。目前，有研究表明蚕蛹具有辅助降血糖的功效。

3、家蚕结茧后，为防止蚕蛹自动羽化成蛾“破茧而出”，通常会将鲜茧进行烘干处理，杀死其中的蚕蛹，同时将蚕茧干燥至安全水分便于贮藏。但是，由于鲜茧烘干过程中高温处理时间较长，易引发蚕蛹蛋白发生变性，导致蚕蛹蛋白的溶解性、乳化性、起泡性和持水性等功能特性变差，并且颜色加深、出现腥味，影响了蚕蛹的食用风味感官品质下降。此外，蚕蛹中还存在小热休克蛋白、卵黄原蛋白、几丁质酶等多种致敏性蛋白。综上，由于现有的蚕蛹原料在蛋白功能特性、风味品质及食用安全性(致敏性)等方面存在的诸多不足，严重限制了蚕蛹蛋白在食品工业领域的广泛应用，造成了优质资源的浪费。为此，通过多种绿色安全加工技术对蚕蛹原料加以处理，改善其功能特性和营养风味品质是解决其在食品领域实现广泛应用的关键环节。

技术实现思路

1、本发明的目的之一在于提供一种有助于调节血糖稳态的蚕蛹营养食品基料的制备方法。

2、本发明的目的之二在于提供一种由上述制备方法制得的蚕蛹营养食品基料。

3、本发明的目的之三在于提供上述蚕蛹营养食品基料的应用。

4、本发明的第一个目的，通过以下技术方案实现。

5、一种有助于调节血糖稳态的蚕蛹营养食品基料的制备方法，包括以下步骤：

6、(1)蚕蛹准备：从家蚕幼虫五龄第一日起至停食吐丝，每日喂饲含鼠李糖乳杆菌的新鲜桑叶一次，其余时间正常喂饲普通新鲜桑叶，或者，每日采用含鼠李糖乳杆菌的新鲜桑叶替代部分普通新鲜桑叶进行喂饲；

7、然后，取吐丝结茧后的新鲜蚕蛹，进行冷冻干燥和粉碎，得到蚕蛹粉；

8、(2)蚕蛹固态发酵产物制备：将蚕蛹粉与发酵辅料、水混合均匀，得到发酵混合料；然后，对发酵混合料接种清酒乳杆菌和枯草芽孢杆菌，进行发酵；发酵结束后进行冷冻干燥和粉碎，得到的蚕蛹固态发酵产物就为所述蚕蛹营养食品基料。

9、本发明在蚕蛹准备时，利用鼠李糖乳杆菌lgg(lactobacillus rhamnosus gg)添食家蚕能够获得高品质蚕蛹。具体地，在家蚕幼虫五龄第一日起，在新鲜桑叶上均匀喷洒鼠李糖乳杆菌lgg菌液，稍晾干后喂饲家蚕，喂饲6～8日，直至家蚕停食吐丝。在此期间，由于家蚕对外源微生物的免疫应答机制，其体内产生了新的生物活性物质，使蚕蛹体内的抗氧化酶活性显著提升，因此获得更高品质的蚕蛹；由于抗氧化是蚕蛹食品调节血糖稳态的重要途径之一，由此同时提升了所述蚕蛹营养食品基料调节血糖的效果。经动物实验发现，相较于现有喂饲普通桑叶所获得的普通蚕蛹，本发明准备的蚕蛹对2型糖尿病小鼠的血糖的调节效果更优。

10、蚕蛹作为一种食用昆虫，其特殊的外形、少量的腥臭异味及潜在致敏风险是影响其食用体验的不利因素，本发明在步骤(2)中利用微生物发酵改善其食用风味品质；而且经过发酵后，蚕蛹固态发酵产物中的小分子活性肽显著增加，使所述蚕蛹营养食品基料具有良好的调节血糖稳态的效果，实现对糖尿病小鼠的血糖更好的调节作用。

11、本发明采用的枯草芽孢杆菌可以分泌高活性几丁质酶、蛋白酶和淀粉酶，可以全面、高效分解蚕蛹的外皮几丁质及蚕蛹蛋白。清酒乳杆菌在发酵过程中，其分泌的胞外多糖则具有强烈的α-葡萄糖苷酶抑制能力及抗氧化能力，可有效调节血糖代谢稳态；此外，清酒乳杆菌还能产生大量风味化合物，提高发酵产物的风味品质。枯草芽孢杆菌和清酒乳杆菌二者同时作用，可以发挥协同作用，高效水解蚕蛹中的营养成分，将易导致过敏的大分子蛋白降解为小分子蛋白肽，将不易吸收利用的蚕蛹外皮几丁质降解为小分子低聚糖，提高了蚕蛹尤其是蚕蛹蛋白的生物可及性和降血糖功能，降低了蚕蛹致敏性，同时改善了风味。

12、在步骤(1)中，本发明所述每日喂饲含鼠李糖乳杆菌的新鲜桑叶一次，是指每日采用含鼠李糖乳杆菌的新鲜桑叶代替普通新鲜桑叶喂饲家蚕一次；例如，若每天喂饲家蚕两次，则一次喂饲含鼠李糖乳杆菌的新鲜桑叶，一次喂饲普通新鲜桑叶；所以含鼠李糖乳杆菌的新鲜桑叶的喂饲量与常规普通新鲜桑叶一次喂饲量相同即可。具体地，在家蚕幼虫五龄第一日起至停食吐丝期间，每头家蚕幼虫的含鼠李糖乳杆菌新鲜桑叶的累计喂饲量约占其累计食桑量的30～50％。

13、优选地，当每日采用含鼠李糖乳杆菌的新鲜桑叶替代部分普通新鲜桑叶进行喂饲时，在家蚕幼虫五龄第一日起至停食吐丝期间，每头家蚕幼虫的含鼠李糖乳杆菌新鲜桑叶的累计喂饲量占其累计食桑量的30～50％。

14、优选地，在步骤(1)中，将菌株浓度约为107～108cfu/ml的鼠李糖乳杆菌液均匀喷洒于新鲜桑叶表面，喷洒量为新鲜桑叶质量的5～10％，并保持环境阴凉通风，待桑叶表面无明显水分后得到含鼠李糖乳杆菌的新鲜桑叶，即可喂饲家蚕幼虫；取吐丝结茧后4～5日的新鲜蚕蛹，进行冷冻干燥和粉碎，得到蚕蛹粉。

15、优选地，所述发酵辅料为山药粉与菊芋粉，其中山药粉与菊芋粉的质量比为15～30:3～5。山药和菊芋均为具有调节血糖活性的食品原料，作为碳源与蚕蛹粉混合，不仅确保发酵的顺利进行，而且使蚕蛹固态发酵产物中除了含有丰富的小分子活性肽之外，山药低聚糖和菊芋低聚糖两种具有调节血糖稳态的活性低聚糖的含量也显著增加；因此，采用山药粉与菊芋粉作为发酵辅料，能够进一步提升蚕蛹营养食品基料调节血糖的效果，并且令其风味得到显著改善。

16、优选地，在步骤(2)中，所述发酵辅料的添加量为蚕蛹粉质量的5～20％；蚕蛹粉和发酵辅料的总量与水的质量比为2～3:1～2，即发酵混合料的料水质量比为2～3:1～2。

17、优选地，在步骤(2)中，清酒乳杆菌和枯草芽孢杆菌混合后，按107～108cfu/g浓度接种至发酵混合料中，接种后在25～35℃发酵2～5天；其中清酒乳杆菌和枯草芽孢杆菌的质量比为2～5:5～10。

18、为了改善蚕蛹固态发酵产物的水溶性，本发明进一步增加步骤(3)蚕蛹固态发酵产物-桑叶低聚糖粉末制备，即利用桑叶低聚糖与蚕蛹固态发酵产物进行糖基化反应，制得蚕蛹固态发酵产物-桑叶低聚糖粉末。

19、步骤(3)的具体操作为：将蚕蛹固态发酵产物与桑叶低聚糖混合均匀，用磷酸缓冲液在搅拌条件下，配制成上述两者质量分数为15％的母液，冷藏10～12h；取出母液，稀释至质量分数为1～3％的混合液，然后转入密闭容器中，在50～70℃下反应7～12天；待反应结束后将混合液冷却到室温，进行透析处理，然后冷冻干燥和粉碎，得到蚕蛹固态发酵产物-桑叶低聚糖粉末，即为本发明所述蚕蛹营养食品基料。

20、本发明引入具有降血糖活性的桑叶低聚糖与蚕蛹固态发酵产物进行糖基化反应，改善蚕蛹营养食品基料的水溶解性，进而提高其生物可及性，从而提升调节血糖的效果；而且本发明制得的蚕蛹固态发酵产物-桑叶低聚糖粉末，为具有降血糖的动物源活性肽与植物源低聚糖经糖基化反应的产物，因此其降血糖效果好、风味佳、理化特性好，易溶于水，解决了蚕蛹在食品领域广泛应用的关键问题。

21、优选地，桑叶低聚糖通过以下方法制得：向桑叶多糖添加木聚糖酶，进行酶解；然后，采用纳米陶瓷膜截留酶解产物内分子量≥342的组分，同时将低聚糖中的单糖和双糖分离出去，得到所述桑叶低聚糖。采用纳米陶瓷膜截留酶解产物得到桑叶低聚糖的工艺条件为：操作压力1.5～1.8mpa，温度40～50℃，通量15～20l/min，保留截留液。更优选地，桑叶多糖添加木聚糖酶进行酶解的条件为50～70℃、ph值3.5～6.0。

22、优选地，蚕蛹固态发酵产物与桑叶低聚糖按5～10:1～2质量比混合均匀。

23、优选地，用浓度为0.1mol/l的磷酸缓冲液在1000～2000rpm转速条件下配制成质量分数为15％的母液，4℃下冷藏10～12h。

24、优选地，所述透析处理为在4℃蒸馏水中进行透析处理24～48h。

25、为实现本发明的第二个目的，本发明提供一种由上述制备方法制得的有助于调节血糖稳态的蚕蛹营养食品基料。

26、为实现本发明的第三个目的，本发明提供上述有助于调节血糖稳态的蚕蛹营养食品基料在制备辅助降血糖的功能食品中的应用。

27、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

28、(1)本发明在蚕蛹准备时利用鼠李糖乳杆菌lgg添食家蚕获得高品质蚕蛹，使由其制备所得的蚕蛹营养食品基料对比普通桑叶饲喂所获得的普通蚕蛹具有更好的调节血糖稳态的效果；而且本发明利用枯草芽孢杆菌和清酒乳杆菌发酵使所述蚕蛹营养食品基料具有对糖尿病小鼠的血糖的更好的调节作用，并且改善其食用风味品质。

29、(2)本发明采用山药和菊芋作为发酵辅料，一是由于两种原料本身即为有助于维持血糖正常水平的食品原料，二是两种原料富含功能性碳水化合物，可以提供发酵所需要的碳源，提高发酵效率。由此，两种原料的加入可以进一步提升蚕蛹营养食品基料调节血糖的效果。

30、(3)蚕蛹、山药和菊芋的混合物接种枯草芽孢杆菌和清酒乳杆菌发酵后，将蚕蛹蛋白水解为小分子肽，并释放或暴露出大量的谷氨酸、天冬氨酸、苯丙氨酸、丙氨酸、甘氨酸和酪氨酸等呈味氨基酸，促使蚕蛹的滋味变得更为鲜美。因此，蚕蛹原有的不良风味得到很大的改善，并且降低了蚕蛹致敏性。

31、(4)本发明引入具有降血糖活性的桑叶低聚糖与蚕蛹固态发酵产物进行糖基化反应，改善其水溶解性，提升食品摄入后的生物可及性和生物利用度，进一步保证稳定血糖的效果。

32、(5)本发明通过发酵和糖基化反应的集成应用改善蚕蛹蛋白功能特性、风味品质及致敏性，实现蚕蛹蛋白在功能食品领域的应用；

33、具体是，本发明制得的蚕蛹营养食品基料具有降血糖效果好、风味佳、理化特性好的特性，易溶于水，经过杀菌处理后即可直接冲水服用；本发明制得的蚕蛹营养食品基料可有助于高血糖人群维持血糖稳态。