超声技术对脱色黄秋葵果胶的提取及其在酸奶中的应用研究

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果胶作为食品添加剂,应用广泛且需求量大。目前主要从橘皮渣、苹果渣中提取果胶,由于来源限制,不能满足果胶产品的多样性和多功能应用,因此,来源广泛、价格低廉的黄秋葵果胶,成为有潜力的果胶新资源。但是,黄秋葵中夹带的大量色素,对果胶应用有负面影响,因此脱色是黄秋葵果胶(OP)提取前必要的前处理环节。将脱除的色素再加以利用,不仅能够减少环境的压力,更能够防止实际生产过程中的浪费,实现资源的分级利用。目前,已知干燥方式和超声处理对果胶提取及其品质有较大影响,在此基础上,本文细化研究干燥后原料干粉目数对果胶品质的影响;与此同时,重点开展超声辅助果胶提取及其在酸奶发酵中的作用机理研究。本文采用两种典型的干燥方式,即热风干燥和冷冻干燥(HD和FD)对黄秋葵进行干燥,随后将干燥的秋葵磨制成不同目数的干粉:60、80和120目(M60、M80和M120),将黄秋葵色素(OPI)脱除后应用于面条;再加以超声耦合温控辅助提取(CTUAE)粉末中的OP,研究前处理及超声协同对OP的影响,并将优化的果胶和超声耦合温控辅助发酵(CTUAF)技术应用于酸奶中。研究的主要内容与结果如下:(1)基于不同干燥技术和干粉颗粒目数,研究不同前处理方式对OPI提取得率、稳定性和抗氧化活性的影响。并最终将提取的OPI应用到面条中,揭示其在面条干燥和蒸煮过程中的颜色变化,并研究其对面条质构的影响。结果表明,FD-OPI比HD-OPI提取得率更高且颜色更偏绿,提取得率M60-OPI>M80-OPI>M120-OPI,抗氧化活性M120-OPI>M80-OPI>M60-OPI,此外,M80-OPI在相同浓度下颜色最深,稳定性更强,因此更适用于作为染色剂应用于面条,将面条的硬度和黏度分别提高了7.12%和43.25%。(2)在前处理基础上,协同CTUAE技术,研究其对OP提取得率、理化、功能和结构特性的影响;探索两种不同干燥方式对OP分子链表观形貌的影响;揭示果胶理化特性,如半乳糖醛酸(GalA)含量、酯化度(DE)、分子量(Mw)、粒径和链构象与其功能特性,如凝胶特性、流变特性、乳化特性、持水性(WHC)、持油性(OHC)和热特性之间的关联;对OP提取过程中超声场的时频域进行监测,探讨果胶提取过程中超声技术的效果。结果表明,FD相比于HD,防止OP主链裂解,从而提高其提取得率、Gal A、DE和Mw,并且保持更小的粒径和提高黏度,但HD OP在WHC和OHC上更为突出。此外,HD OP为树枝状刚性链,而FD OP为多分支缠绕的柔性链。CTUAE技术提高了OP提取得率和Gal A,降低了DE、Mw和粒径,提高了凝胶硬度和回复性,增强了乳化稳定性、WHC和热稳定性,降低了黏度。(3)果胶能够取代脂肪作为酸奶的稳定剂,为制作绿色低脂酸奶提供有利手段。本文优化了OP在搅拌型酸奶中的添加量,并采用CTUAF技术;对发酵过程中超声场的时频域进行监测,探讨由于OP加入改变溶液性质对超声场的影响;研究超声和OP对酸奶理化性质和结构特性的影响;揭示超声和OP对酸奶的运输和贮存的影响。结果表明,酸奶中的OP最优添加量为0.1%(ω),加入OP增加了发酵时的超声场强度,进而促使超声提高了酸奶发酵效率,观察到超声和OP可减少乳清损失,改善酸奶的硬度、流变性和气味,基于这些表观理化性质的改变,进一步研究了OP与酪蛋白结合,观察到其与酪蛋白的交联增加且填充了酪蛋白空腔。OP还可提高酸奶贮存中益生菌的存活率、防止酸奶后酸化和稳定酸奶质地。综上所述,将OP脱色转化为OPI提取,采用不同的黄秋葵粉末递次提取色素和果胶,并将OPI和OP分别应用到面条和酸奶中,利用超声提高了果胶提取得率,使其改性并且促进了酸奶发酵。
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