发酵法制取刺梨果渣膳食纤维工艺优化及其特性分析

目的:通过混合菌种发酵刺梨果渣,提高总膳食纤维(TDF)含量,改善其理化特性,为刺梨果渣TDF的产业化生产与产品开发提供参考。方法:在单因素实验基础上,根据Box-Behnken实验设计以膳食纤维得率为响应值优化最佳工艺。结果:制取刺梨果渣可溶性膳食纤维最佳工艺为:混合菌种嗜酸乳杆菌(Lactobacillus acidophilus) GIM.1.208、戊糖乳杆菌(Lactobacillus pentosus) CICC.22210和生香酵母(Aroma-producing yeast)比例1:2:1、料液比1:5、接种量10%、发酵温度30℃、发酵时间52 h,此条件下SDF得率达11.590%,较原果渣提高76.53%,发酵法得到总膳食纤维(TDF)膨胀力、持水力和持油力均比原果渣有所提高。结论:微生物发酵法制备膳食纤维的同时能有效提高其品质指标,是一种简便的高品质膳食纤维制备方法。     

刺梨果渣膳食纤维提取改性及生物活性研究进展

[1]:刺梨主要分布于我国西南山区和丘陵地带,因刺梨富含多种氨基酸、碳水化合物、维生素及矿物质,以及黄酮、多酚和膳食纤维,成为贵州省推动“精准扶贫”、实施“乡村振兴战略”的重要支柱产业之一。目前,刺梨主要以开发饮料为主,刺梨果渣是刺梨经榨汁后得到的副产物,含有丰富的膳食纤维,是一种优质膳食纤维原料。膳食纤维素有“第七大营养素”之称,分为可溶性膳食纤维和不可溶性膳食纤维,两者均具有重要的生理功能。本文综述了国内外刺梨果渣膳食纤维的提取、改性及生物活性的研究进展,并对刺梨果渣膳食纤维提取改性研究中存在的问题及发展趋势进行总结展望,以期为刺梨果渣膳食纤维的利用提供理论依据。     

刺梨果渣膳食纤维的体外吸附性能

以发酵法制备的刺梨果渣膳食纤维为材料,模拟人体胃和肠道的p H值环境,探讨刺梨果渣可溶性和不可溶性膳食纤维对油脂、胆固醇、胆酸钠、亚硝酸盐和葡萄糖的吸附能力,为刺梨果渣膳食纤维产品的研发提供依据。结果表明,刺梨果渣及其膳食纤维对猪油的吸附量均高于花生油,其中膳食纤维的吸附量显著高于果渣(p0.05)。刺梨果渣膳食纤维对胆固醇和NO_2~-的吸附效果与p H值有关,不可溶膳食纤维对胆固醇的吸附能力在模拟肠道条件下强于可溶性膳食纤维(p0.05),在模拟胃环境下对胆固醇的吸附能力则不如可溶性膳食纤维(p0.05);两种膳食纤维对NO_2~-的吸附量均是模拟胃环境下高于模拟肠道环境的吸附能力(p0.05),但两种纤维之间的吸附能力差异不显著。而对于葡萄糖的吸附能力,刺梨果渣可溶性膳食纤维优于不可溶膳食纤维。试验说明刺梨果渣膳食纤维具有清除胆固醇、抑制膳食中脂肪的吸收和利用,还减少亚硝酸盐的吸收,可作为一种较为优质的膳食纤维资源。     

金盏花渣不溶性膳食纤维的提取

以富含不溶性膳食纤维的金盏花渣为原料,通过单因素实验和正交实验研究了化学法从金盏花渣中提取不溶性膳食纤维的工艺条件,测定了不溶性膳食纤维的性能。实验结果表明,提取金盏花渣不溶性膳食纤维的最佳工艺条件为碱液浓度1.3mol·L^-1,料液比1:13（g/mL）,提取时间110min,提取温度40℃。在此条件下不溶性膳食纤维的提取率为60.75%,颜色为近白色,纯度为40.59%,持水力为10.8g/g,溶胀性为12.68mL/g。      

金盏花渣不溶性膳食纤维的提取

以富舍不溶性膳食纤维的金盏花渣为原料,通过单因素实验和正交实验研究了化学法从金盏花渣中提取不溶性膳食纤维的工艺条件,测定了不溶性膳食纤维的性能.实验结果表明,提取金盏花渣不溶性膳食纤维的最佳工艺条件为碱液浓度1.3mol·L-1,料液比1:13(g/mL),提取时间110min,提取温度40℃.在此条件下不溶性膳食纤维的提取率为60.75%,颜色为近白色,纯度为40.59%,持水力为10.8g/g,溶胀性为12.68mL/g.     

响应面法优化香蕉皮水不溶性膳食纤维的提取工艺研究

以香蕉皮为原料,采用单因素实验和响应面分析法对香蕉皮水不溶性膳食纤维的提取工艺进行优化。在单因素的基础上,以膳食纤维的提取率为响应值,液固比、提取时间、提取温度及p H值为影响因素,根据Box-Behnken实验设计原理,采用四因素三水平的响应面分析法分析各个因素及交互作用对响应值的影响。结果表明,最佳的提取工艺条件为:液固比6∶1、提取时间67min、提取温度83℃、p H值6.0,在此条件下香蕉皮水不溶性膳食纤维的实际提取率为7.25%,与理论值7.42%相近,提取得到的膳食纤维的持水力为4.09g/g,膨胀率为10.31m L/g。响应面法优化香蕉皮水不溶性膳食纤维的提取工艺是有效可行的。     

椰子渣不溶性膳食纤维酶法提取

为提取椰子渣不溶性膳食纤维(insoluble dietary fiber,IDF,在测定椰子渣化学组成后经蛋白酶和脂肪酶分步酶解的单因素试验初步确定影响酶解各因素的适宜水平,在此基础上采用正交试验优化蛋白酶和脂肪酶一步酶解制备IDF的工艺条件,并测定产品的性能.结果表明,椰子渣含蛋白质14.80%、脂肪35.50%、膳食纤维22.30%以及其它碳水化合物20.85%:蛋白酶解适宜条件为:pH8.0～9.0、加酶量5.0%～6.0%、温度45～55℃,酶解4.0～5h;脂肪酶解适宜条件为:pH7.o～9.0、加酶量5.0%～6.0%、温度40～45℃、酶解4.0～5.Oh;一步酶解的适宜条件为pH8.5、48℃,酶用量5.5%、酶解3.5h,此条件下蛋白质、脂肪的去除率分别达到89.1%和83.6%:产品的持水率和膨胀率分别为3.25g/g和3.45ml/g,黏度为1.66mPa·s,产品纯度80.30%.因此椰子渣可经条件温和的一步酶解法制得较高纯度的IDF.     

基于响应面法优化薇菜干不溶性膳食纤维提取工艺的研究

以薇菜干为原料,通过响应面法优化了提取纤维素的α-淀粉酶酶解工艺与碱液水解工艺条件。结果表明,α-淀粉酶加入量0.7%,溶液pH5.8,酶解温度35℃,酶解时间1.0h,最大酶解率为60.68%。最佳碱解工艺参数为NaOH浓度0.5mol/L,碱浸泡温度为65℃,碱浸泡时间为2.0h,料液比为1∶10,不溶性膳食纤维提取率为38.86%。      

碱法提取桑椹果渣中不溶性膳食纤维工艺研究

以酿酒后桑椹果渣为原料,使用糖化酶对桑椹果渣进行去糖、碱提,通过单因素及正交试验进行桑椹果渣中不溶性膳食纤维的提取工艺条件优化,并对提取物进行理化特性研究。结果表明,桑椹果渣中不溶性膳食纤维最佳提取条件为：碱质量分数1.5%、碱提时间2.0 h、碱提温度60 ℃、料液比1∶12（g∶mL）,在此优化条件下,不溶性膳食纤维提取率达28.77%,其吸水膨胀性为4.81 mL/g、持水性5.23 g/g、持油性1.6 g/g。     

藕渣不溶性膳食纤维提取工艺及其理化性质分析

利用莲藕加工的副产物藕渣为原料,在单因素实验的基础上采用响应面分析法优化藕渣不溶性膳食纤维(IDF)的提取工艺,并对其最优提取条件下得到的藕渣IDF的理化性质进行分析。结果表明,藕渣IDF最佳提取工艺条件:NaOH浓度0.60 mol/L、碱解时间90 min、热稳定α-淀粉酶酶解时间60 min、碱性蛋白酶添加量2%,此工艺条件下藕渣IDF得率29.90%±0.06%,藕渣IDF的纯度为91.93%±1.16%,持水性(6.58±0.25) g/g,持油性(4.73±0.33) g/g,膨胀性(3.03±0.12) mL/g;同时,藕渣IDF的亮度值(L^*)为38.266±0.187,红度值(a^*)为3.412±0.027,黄度值(b^*)值为5.268±0.042。研究表明该法所制得的藕渣IDF得率、纯度较高,理化性质较好。     

动态高压微射流对刺梨果渣膳食纤维及其抑制淀粉消化和葡萄糖扩散的影响

本实验以刺梨果渣为原料,采用酶法制备可溶性膳食纤维（soluble dietary fiber,SDF）、不可溶性膳食纤维（insoluble dietary fiber,IDF）和全膳食纤维（total dietary fiber,TDF）,并采用动态高压微射流（dynamic high pressure microfluidization,DHPM）对刺梨果渣SDF进行改性处理,初步探索了刺梨果渣膳食纤维及DHPM处理SDF（DHPM-SDF）的理化特性及其对淀粉酶活力和葡萄糖扩散的影响。结果表明,IDF和SDF都能通过吸附葡萄糖、抑制葡萄糖扩散以及改变胰淀粉酶二级结构来减缓葡萄糖的流动进程和淀粉消化速率,其中,IDF对葡萄糖的吸附能力和抑制葡萄糖扩散能力分别是SDF的1.28 倍和1.99 倍,而SDF的胰淀粉酶活力抑制率是IDF的1.73 倍,并且,SDF对胰淀粉酶活力的抑制作用主要通过改变胰淀粉酶的α-螺旋和无规卷曲结构。TDF表现出与IDF相似的葡萄糖吸附能力和抑制淀粉酶活力的能力。与SDF相比,DHPM-SDF平均粒径增加了2.08 倍,使得其葡萄糖吸附能力和抑制葡萄糖扩散能力分别提高了28.13%和62.09%,并且DHPM-SDF能显著减少胰淀粉酶的α-螺旋和无规卷曲结构相对含量（P＜0.05）,其对淀粉酶活力的抑制能力是SDF的1.44 倍。因此,刺梨果渣膳食纤维,尤其是SDF可作为降血糖产品开发的潜在优良资源,并且DHPM是提高刺梨果渣可溶性膳食纤维降血糖活性的有效改性处理手段。     

刺梨果汁喷雾干燥制粉工艺优化

为研究刺梨果汁喷雾干燥过程中各工艺参数对刺梨品质的影响,获得刺梨果汁喷雾干燥制粉最佳工艺。本试验以刺梨果汁为原料,选择进风温度、进料浓度、进料流量和进风流量为工艺参数进行单因素试验,在单因素试验的基础上,以集粉率、Vc含量、黄酮含量及模糊数学综合评分为响应值,利用Box-Behnken中心组合方法对喷雾干燥参数条件进行响应面实验设计。结果显示喷雾干燥法制备刺梨果粉最优参数为：进风温度179 ℃,进料浓度5.9%,进料流量0.3 L/h,进风流量30 m3/h,此条件下得到刺梨果汁喷雾干燥集粉率为30.45%,Vc含量753.96 mg/100 g,黄酮含量277.70 mg/100 g,感官值85.95分,与响应面模型预测值符合;所获得的刺梨果粉粉质均匀、光泽明亮、具有典型的刺梨香气。本研究结果可作为提升刺梨喷雾干燥技术及开发新型刺梨产品的理论依据。     

高速逆流色谱法分离制备刺梨黄酮成分

应用高速逆流色谱法分离制备了刺梨中的黄酮类成分。以氯仿- 甲醇- 水(4:4:2,V/V)为两相溶剂系统,在主机转速为800r/min、流速1.0ml/min、检测波长254nm 条件下进行分离制备,所得分离收集液经高效液相色谱法检测,结果表明,从刺梨黄酮粗提物中分离得到了纯度分别为75.6%、95.1%、73.5%、89.1%、87.7% 的五种黄酮类成分;经干燥得对应样品重分别为21、8 、11、20、55mg。该法具有简便、快速的优点。     

响应面法优化葡萄皮渣中可溶性膳食纤维的酸法提取工艺

目的：利用响应面法对葡萄皮渣中可溶性膳食纤维的酸法提取工艺进行优化。方法：在单因素试验基础上选取试验因素与水平,根据Box-Behnken试验设计原理采用四因素三水平的响应面分析法,依据回归分析确定各工艺条件的影响因素,以可溶性膳食纤维得率为响应值作响应面和等高线图。结果：在分析各个因素的显著性和交互作用后,得出葡萄皮渣可溶性膳食纤维提取的最佳工艺为盐酸的浓度0.40mol/L、提取温度75℃、提取时间90min、料液比1:12(g/mL),在此工艺条件下可溶性膳食纤维得率为47.56mg/g。结论：响应面回归方程与实验结果拟合性好,此模型合理可靠,可用于实际预测。     

刺梨果渣的干燥模型建立及品质分析

为科学合理地选择刺梨果渣干燥保藏实用技术,以减少果渣原料品质变化和营养损失。以刺梨果渣为原料,采用热风干燥、远红外干燥和真空干燥方式,构建果渣干燥模型,确定最佳干燥技术。结果表明:Midilli和Kucuk数学干燥模型具有较高的决定系数R~2,较低的χ~2、误差平方和及均方根误差,对3种干燥方式的拟合度最高,可以用来描述和预测刺梨果渣的干燥进程;远红外50℃干燥为果渣最优干燥方式,此条件下刺梨果渣品质指标最优,L*值为44.12,ΔE为6.87,果渣复水性为7.53,VC损失率为20.54%,黄酮含量为1.97 mg/g。     

红枣果汁果渣与果酒果渣膳食纤维功能特性的比较研究

为了探究红枣果汁果渣与果酒果渣膳食纤维功能特性的差异,以红枣果汁果渣和果酒果渣为原料制备膳食纤维,通过测定膳食纤维的持水力、膨胀力、溶解性、持油力、阳离子交换能力以及吸附胆固醇、胆酸钠、葡萄糖能力,评价红枣果汁果渣与果酒果渣膳食纤维的功能特性。结果表明:红枣果酒果渣膳食纤维的持水力、膨胀力、溶解性、持油力、阳离子交换能力以及吸附胆固醇、胆酸钠、葡萄糖能力均显著高于果汁果渣膳食纤维(P<0.05),且随发酵天数延长,红枣果渣膳食纤维的功能特性均逐渐增加。发酵8 d时,果酒果渣膳食纤维持水力、膨胀力、溶解性、持油力、阳离子交换能力以及吸附胆固醇、胆酸钠、葡萄糖能力较果汁果渣膳食纤维分别提高了1.10、1.11、1.75、1.39、2.03、1.49、1.10和1.83倍,表明发酵有助于提高红枣果渣膳食纤维的功能特性。     

湘西野生刺梨果酒加工工艺优化

以湖南湘西地区野生刺梨为原料,对刺梨酒酿造中果汁护色、超声波辅助酶解浸提和发酵工艺条件进行优化。单因素和正交试验结果表明,刺梨最佳护色条件是用质量分数0.1%VC与0.2%柠檬酸复合液浸泡20min;超声波辅助复合酶浸提果汁最佳条件为果胶酶与纤维素酶两种复合酶总量为0.15%、配比为1:2、酶解温度50℃、酶解时间40min、酶解pH4.5;果酒发酵最佳工艺为接种3%活化干酵母条件下、发酵初始糖度18°Bx、初始pH4.5,于28℃条件下保温10d,酒体浓郁清香,色泽棕红透明,风格突出。     

响应面法优化纤维素酶提取苹果渣中水溶性膳食纤维

以苹果渣为原料,研究纤维素酶作用提取苹果渣中水溶性膳食纤维,通过单因素试验和响应面优化试验确定适宜的提取条件。结果表明：在纤维素酶用量0.67%、缓冲液pH5.55、酶解时间1.90h、酶解温度45℃条件下,水溶性膳食纤维提取率最高,为17.50%。     

刺梨果中多元酸和高级脂肪酸的分析研究

目的分析刺梨果中多元酸和高级脂肪酸的组成。方法采用硫酸甲酯化处理刺梨果样品，用气相色谱-质谱联用（GC-MS）分析其多元酸和高级脂肪酸含量，用面积归一化法得出各有机酸的相对含量。结果共分离、鉴定22种酸性组分，占总峰面积的97．04％。结论刺梨果中高级脂肪酸和多元酸成分为：亚油酸（37．75％）、亚麻酸（19．51％）、油酸（15．15％）、棕榈酸（8．53％）、硬脂酸（4．12％）、枸橼酸（3．74％）和苹果酸（1．49％）等。