刺梨和枸杞发酵饮料的开发与功效研究

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刺梨(Rosa roxburghii Tratt.)和枸杞(Lycium barbarum L.,Goji)是我国天然的植物资源,具有独特的药食价值,具有较高的市场价值,但刺梨和枸杞转化方式有限,且独特的风味降低了大众对它们的接受度。近年来,随着刺梨和枸杞受到研究者们的关注,它们的药理作用也逐渐得到研究,同时,如何使消费者能够更容易的接受它们也是问题之一。基于以上原因,本论文开展了对于刺梨和枸杞发酵饮料的开发与功效研究。主要研究结果如下:(1)分析刺梨粉和枸杞原浆的营养成分:刺梨粉水分含量为3.72±0.23%,脂肪含量为0.10±0.02%,蛋白质含量为0.71±0.03%,膳食纤维素含量为4.15±0.19%,碳水化合物含量为16.93±0.48%;枸杞原浆中脂肪含量为0,蛋白质含量为2.32±0.18%,膳食纤维素含量为0,碳水化合物含量为11.41±0.42%。(2)发酵菌株的筛选:本研究以实验室保藏的7株酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)为试验菌株,分别发酵刺梨汁、枸杞汁和刺梨枸杞复合汁,通过对比不同酵母菌发酵后发酵液的基础理化性质如p H值、维生素C含量、多酚含量、黄酮含量、胡萝卜素含量、总三萜含量、多糖含量、还原糖含量、枸杞酸含量,以及功能性指标如抗氧化能力、降尿酸能力、降血糖能力,筛选出一株发酵效果较强的酵母菌株(BYBC-GQZ),作为本实验的发酵菌株。(3)发酵工艺的优化:利用单因素试验与响应面试验考察各因素(发酵时间、刺梨粉料水比、枸杞原浆料水比、刺梨枸杞复配比、酵母菌接种量)对刺梨汁、枸杞汁和刺梨枸杞复合汁发酵工艺的影响。确定了刺梨汁、枸杞汁和刺梨枸杞复合汁中各个单因素对响应值的影响程度,并确定了最佳发酵条件,刺梨汁最佳发酵条件为发酵时间54h、料水比10g/150m L、接种量4%;枸杞汁最佳发酵条件为发酵时间55h、料水比70%、接种量3%;刺梨枸杞复合汁最佳发酵条件为发酵时间50h、刺梨枸杞复配比3:1、酵母菌接种量4%。刺梨汁、枸杞汁和刺梨枸杞复合汁发酵后对α-淀粉酶的抑制率均有提高,抑制率接近降血糖药物阿卡波糖溶液对α-淀粉酶的抑制率,200μg/m L的阿卡波糖对α-淀粉酶抑制率为64.134%,刺梨汁对α-淀粉酶抑制率为58.902%;枸杞汁对α-淀粉酶抑制率为55.443%;刺梨枸杞复合汁对α-淀粉酶抑制率为55.673%。(4)香气成分分析和游离氨基酸成分分析:对刺梨汁、枸杞汁和刺梨枸杞复合汁进行香气成分分析和游离氨基酸成分分析,结果表明:刺梨汁发酵后香气主要为谷物香气、油脂味和果香,主要香味物质为醇类,发酵后游离氨基酸含量降低;枸杞汁发酵后香气主要为果香和酒香,主要香味物质为醇类,发酵前后游离氨基酸含量不变;发酵前复配的刺梨枸杞复合汁香气主要为谷物香气和酒香,发酵后复配的刺梨枸杞复合汁香气主要为果香、酒香和花香,两种方式下的主要香味物质均由醛酮类转变为醇类,游离氨基酸含量减少。(5)发酵饮料的配方设计:对刺梨汁、枸杞汁和刺梨枸杞复合汁的发酵液进行配方试验,通过感官评价确定了异麦芽酮糖和甜菊糖、柠檬酸、抗性糊精、黄原胶和CMC在刺梨汁发酵液中的最适添加量分别为1.5%:0.01%、0.05%、1.5%、0.05%:0.05%,在枸杞汁发酵液中的最适添加量分别为1.5%:0.01%、0.10%、2.0%、0.05%:0.05%,在刺梨枸杞复合汁(发酵前复配)中的最适添加量分别为1%:0.005%、0.10%、1.0%、0.06%:0.06%,在刺梨枸杞复合汁(发酵后复配)中的最适添加量分别为1.5%:0.01%、0.10%、2.0%、0.05%:0.05%。检测发现经高温高压灭菌后的四种发酵饮料对α-淀粉酶的抑制率为刺梨汁52.645%、枸杞汁51.199%、刺梨枸杞复合汁(发酵前复配)51.445%、刺梨枸杞复合汁(发酵后复配)51.661%;对α-葡萄糖苷酶的抑制率为刺梨汁69.754%、枸杞汁59.264%、刺梨枸杞复合汁(发酵前复配)63.286%、刺梨枸杞复合汁(发酵后复配)65.870%。
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