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桑椹富含多种营养和活性成分,具有较高的保健功能,被国家卫生部列入“药食两用”植物名录。桑椹中的花青素、多羟基生物碱和酚类物质已证实是良好的降血糖功能因子,但新鲜桑椹由于碳水化合物含量较高而限制了其在糖尿病食品中的广泛应用。据此,通过微生物转化技术脱除桑椹中的碳水化合物,结合低温干燥技术研发富含益生菌的低糖型桑椹果粉是解决这一问题的有效途径,对于利用桑椹开发糖尿病功能食品具有重要的参考价值。本课题分别比较了乳酸菌、酵母菌单独发酵以及二者偶联发酵等三种工艺对新鲜桑椹全浆中碳水化合物的降解效果,跟踪发酵过程中桑椹营养成分和降糖功能因子等的理化指标的变化,在综合考虑发酵产物碳水化合物和功能因子变化基础上采用主成分分析法筛选出最优的发酵工艺。根据获得的最佳工艺利用喷雾冷冻干燥技术制备了低糖型桑椹精粉,并通过与其他原辅料配伍研发3种适于糖尿病患者食用的复合型代餐粉,完成样品的理化指标和粉体特性分析。具体的研究结果如下:(1)桑椹全浆单菌发酵工艺优化。比较了乳酸菌、酵母菌单独发酵对桑椹全浆的碳水化合物、功能成分指标(花色苷、1-脱氧野尻霉素和活菌数等)和外观品质指标(色泽)的综合影响。结果显示乳酸菌单独发酵桑椹全浆72 h时活菌总数达到最大值,但仍有86.49%果糖和66.12%葡萄糖尚未降解完全。酵母菌单独发酵桑椹全浆24 h时活菌总数已达到最大值,且果糖和葡萄糖已全部降解。通过综合评分筛选出单菌发酵的最佳工艺为乳酸菌单独发酵96 h。总体而言,酵母菌发酵对桑椹全浆中糖的利用率更高,但对功能性成分影响较大,而乳酸菌发酵对糖的利用率较慢,而对功能性成分影响较小。(2)桑椹全浆偶联发酵工艺研究。结果表明,在有氧条件下,乳酸菌发酵96 h后添加酵母菌继续发酵12 h时可完全降解桑椹中的碳水化合物。而在无氧条件下,乳酸菌发酵96 h后添加酵母菌继续发酵60 h时,果糖和葡萄糖的降解率分别为95.11%和84.93%。因此,后期酵母菌的加入可显著提高桑椹碳水化合物的降解效果。根据综合评分结果筛选出有氧条件下偶联发酵102 h为最优的发酵方式,脱糖率达100%,且对桑椹全浆的功能性成分和生物活性成分影响最小。(3)桑椹精粉系列产品加工工艺研究。以不同发酵工艺制备的桑椹发酵产物为研究对象,采用喷雾冷冻干燥技术,分别制备桑椹精粉(未发酵)、酵母发酵桑椹精粉和偶联发酵桑椹精粉,分析三者的营养成分、降糖功能因子和粉体特性。结果表明,酵母发酵桑椹精粉的活菌存活率和数量最高,分别为0.58%和6.42 lg CFU/g,花色苷含量的减少程度比偶联发酵粉的低,多酚物质和DNJ含量最高,分别为6.67 g/100g和26.48 mg/100g,且两种发酵后的桑椹精粉的α-葡萄糖苷酶抑制率和ORAC值均比桑椹精粉(未发酵)的高,以上结果说明发酵更有利于抵抗低温造成的影响。为考察不同辅料对纯桑椹粉中花色苷、益生菌降糖功能因子的保护作用,筛选出黄豆、燕麦等与桑椹发酵产物进行复配后经喷雾冷冻干燥制备3种桑椹复合精粉。样品的相关理化指标发现,辅料的添加均提高了样品中酵母菌的存活率和活菌总数,其中以黄豆桑椹粉的最高,分别为11.70%和7.05 lg CFU/g。且桑椹黄豆精粉的氨基酸、花色苷、多酚、DNJ、α-葡萄糖苷酶抑制率和ORAC值均优于桑椹燕麦精粉和桑椹荞麦精粉。所有桑椹精粉的水分活度均在0.6以下,吸湿性低,耐贮藏性高。粉末的容量和休止角较小,粉末的颗粒之间和颗粒内部空隙较多,疏松多孔,流动性较好。除偶联发酵桑椹粉外,其他的桑椹粉的粒径仅在1.60μm以下,粉末圆滑细腻。