高营养芦笋汁及其饮料的制备和体外消化酵解特性的研究

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芦笋口味鲜美,且富含多糖、皂苷、黄酮、氨基酸等营养成分,具有抗氧化、提高免疫力、抗癌防癌等保健作用。但芦笋呼吸旺盛,容易失水、木质化、腐败变质等,货架期短,而制取蔬菜汁可有效保留其活性成分。本研究采用酶解结合热烫、冻融、微波、超声、冻融超声五种破碎辅助处理制取芦笋汁,通过对比分析选择最优处理方法,再以芦笋汁为主要原料,开发了一种口味适宜的芦笋饮料。最后通过体外消化酵解试验探究其消化酵解过程中的营养物质和生物活性成分变化。最后研究结果如下:(1)主要通过热烫、冻融、超声、微波、冻融后超声5种破碎辅助处理制备芦笋汁,比较制取芦笋汁的各项理化指标差异,从而确定最佳破碎辅助处理方式。在五组中,冻融组的总糖和还原糖总量最高,浊度也最大;超声组的总糖和L*值较高;冻融+超声组的出汁率、可溶性固形物提取率、多酚、皂苷、Vc总量均最高,而热烫和微波组这些指标均较低,且微波组的蛋白质总量最低。但微波组的还原糖总量和L*值显著高于另外四组,热烫组的蛋白质总量和b*值最高,而a*值最低。综合比较,冻融+超声组制得芦笋汁生物活性成分最高,营养成分较高,因此综合品质较好。(2)对芦笋汁酶解工艺条件进行优化。单因素试验表明纤维素酶和果胶酶的最优添加量都是0.20%,最佳酶解时间为80 min,芦笋汁的可溶性固形物提取率最高。在单因素试验的基础,采用响应面法确定芦笋汁最佳酶解工艺参数,结果表明:复合酶解的最佳工艺参数为纤维素酶0.20%、果胶酶0.20%、复合酶解时间80 min,此时芦笋汁的可溶性固形物提取率最高。(3)将上述最佳工艺制得的芦笋汁进行芦笋饮料的配制,以感官评价、电子鼻响应值、电子舌响应值、浊度、色差值为评价指标。单因素试验的结果显示:各组芦笋饮料的电子鼻响应值基本重合,传感器W2S(醇类)的响应值最大;芦笋汁的最佳添加量是12%,此时感官评分最高,电子舌显示苦味和酸味适宜;脱脂乳粉的最佳添加量是4%,此时感官评分最高,a*值最低,口味浓淡适宜,既有牛乳的香气又有芦笋特有的香气。木糖醇的最佳添加量是8%,此时感官评分最高,甜味、苦味和酸味融合较好,电子舌甜味值和色泽适宜。后续通过正交试验确定了最佳配方:芦笋汁15%、脱脂乳粉5%、木糖醇6%,此配方下饮料的感官品质最佳,亮度也较高,得到的芦笋饮料呈乳白色,具有芦笋和牛乳的气味。将调配后的芦笋饮料进行复合稳定剂筛选,得出最佳稳定剂添加量为黄原胶0.05%+羧甲基纤维素钠0.1%,此时芦笋饮料的离心沉淀率最低。(4)基于体外模拟胃部消化、小肠消化和结肠发酵,探究了芦笋饮料在消化酵解期间的营养物质、生物活性成分和肠道微生态变化。结果表明,多酚和还原糖在经过胃肠消化后有所下降,结肠发酵后却显著上升;而皂苷和Vc的变化趋势恰恰相反,在胃肠消化后几乎全部保留并在结肠发酵时被更多地利用。胃肠消化可以显著提高ABTS自由基清除率,降低DPPH自由基清除率。在结肠发酵结束后,不同剂量芦笋饮料冻干粉的添加均降低了p H和丙酸含量,且发酵10 h后丙酸被全部降解或转化,而乙酸和丁酸含量有所提高,高剂量添加组乙酸含量总体上升幅度更大,而低、中剂量添加组的丁酸总体上升幅度较大。添加芦笋饮料降低了OTUs、Simpson和Shannon指数,并与空白样品之间微生物结构组成差异明显,添加芦笋饮料提高了变形菌门和放线菌门的相对丰度。与高剂量组相比,低、中剂量组能够更大程度地增加双歧杆菌数量,抑制大肠杆菌数量,因此益生元指数更高。综上所述:冻融结合超声辅助处理制得芦笋汁的出汁率和活性成分较高;添加纤维素酶和果胶酶各0.20%,酶解80 min时芦笋汁的可溶性固形物提取率最高;添加15%的该芦笋汁,再复配5%脱脂乳粉、6%木糖醇,0.05%黄原胶和0.1%羧甲基纤维素钠,制备一款感官品质最佳、色泽呈乳白色,具有牛乳和芦笋独特的气味、离心沉淀率最低的芦笋饮料。经过体外模拟消化后,发现皂苷、Vc、多酚能很大程度上避开胃肠消化,进入结肠发酵被后肠利用,低、中剂量芦笋饮料冻干粉的添加可促进双歧杆菌的生长。
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