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可溶性膳食纤维(SDF)在降血糖血脂,提高人体免疫,降低血管性疾病的中起着重要作用。此外,SDF被广泛用作食品添加剂以提高食品的稳定性和质构,改善食品的特性。脱脂米糠(DRB)膳食纤维中SDF含量较低,所以采用简便有效的改性方法使可溶性膳食纤维(IDF)向SDF转化,获得高产量的SDF尤为重要。本文使用响应面法(RSM)确定了绿色木霉的最佳发酵条件,旨在从DRB中获得最高产量的SDF,并探索SDF的结构特征和功能特性以及对小肠葡萄糖吸收和转运的影响。同时,将不同比例的发酵后可溶性膳食纤维(F-SDF)加入到面粉中制成饼干,研究F-SDF对饼干的物理特性和淀粉消化特性的影响,为开发功能性饼干提供理论和实践依据。本课题主要研究的内容和结果如下:(1)通过RSM确定了提取F-SDF的最佳发酵条件。在接种量大小为10%,pH为5.8和时间为41 h条件下,F-SDF的得率从10.5%显著增加到33.4%。(2)对比研究了发酵前制备的可溶性膳食纤维(B-SDF)和F-SDF理化特征和功能特性的差异。傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析得到B-SDF和F-SDF的光谱均具有多糖的特征吸收峰,并且B-SDF和F-SDF的官能团基本相似;X射线衍射(XRD)结果显示它们主要是非晶结构的物质;此外,通过扫描电子显微镜(SEM)观察到F-SDF具有比B-SDF更松散的结构,F-SDF的比表面积增加;高效阴离子交换色谱(HPAEC)分析表明发酵添加了 SDF的单糖组分(葡萄糖醛酸),并且还改变了 SDF单糖组成的比例。通过高效凝胶渗透色谱(HPGPC)分析证明F-SDF中两个新的组分出现是由于发酵过程中IDF转化形成。同时,热重分析(TGA)结果表明当温度小于200℃时,F-SDF呈现更为稳定的状态。绿色木霉发酵提高了 SDF的溶解性、持水力、持油力、胆固醇吸收能力而使其亚硝酸根离子清除能力略有所下降。这些功能特性的增加更有助于SDF在肠道中发挥代谢调节作用。(3)探究F-SDF对小肠葡萄糖吸收和转运的影响及其作用机制。F-SDF可能通过抑制α-葡萄糖苷酶的活性,延缓碳水化合物降解成葡萄糖;同时,F-SDF可抑制小肠上皮细胞葡萄糖转运蛋白SGLT-1、GLUT-2和Na+-K+-ATP酶的活性,延缓肠道葡萄糖的吸收和跨膜转运,降低餐后血糖水平。(4)探究F-SDF对面团及饼干的物理特性和饼干淀粉消化特性的影响。质构分析表明随着F-SDF添加量的增加,饼干面团的硬度、粘性、咀嚼性逐渐升高,而弹性、内聚性和回复力均随F-SDF的增加而降低。流变分析表明随着F-SDF含量的增加,G’逐渐减少,G"逐渐增加,tanδ呈上升趋势。这些结果表明F-SDF可以增加面团系统的粘度并增加面团的流动性。另外,与流变学中的峰值相对应的温度逐渐升高表明F-SDF的添加阻碍了淀粉的糊化。添加F-SDF降低了饼干的硬度、弹性、粘性、内聚性、咀嚼性和回复力。此外,F-SDF阻碍了面筋网络结构的形成,并减少了饼干的结晶区的面积,同时,F-SDF可以捕获面团中的水分,并改变饼干中的水分布。但是,添加F-SDF对饼干的颜色,气味和味道的影响较小。感官评价结果表明添加了 6%的F-SDF的饼干具有最高的可接受性。此外,F-SDF导致配方饼干的预计血糖指数(pGI)大大降低,具有降低饼干导致的餐后血糖水平的潜力。