论文部分内容阅读
刺梨(Rosa roxburghii Tratt)作为药食同源的植物,富含多种生物活性成分,具有很高的营养价值和药用价值。目前,刺梨产品的加工多以刺梨原汁为原料,而在刺梨原汁生产中产生的刺梨果渣得不到充分利用,造成刺梨资源浪费。本研究以刺梨果渣、刺梨原汁为原料制备刺梨酵素,对刺梨果渣酶解工艺、刺梨酵素发酵工艺进行优化,测定分析刺梨酵素发酵前后挥发性成分组成变化,并通过测定相关理化指标对刺梨酵素进行品质分析,同时对刺梨酵素的抗氧化、降血糖能力进行研究,以期得到具有一定保健功效的刺梨酵素产品,为刺梨酵素的工业化生产提供理论依据和数据支撑。研究的主要结论如下:1.刺梨果渣酶解工艺研究。确定干果渣的复水时间为10 min。通过单因素试验、响应面优化试验得出刺梨果渣最佳酶解条件为:酶的种类为果浆酶、酶解时间180 min、酶解温度47.0℃、酶解p H 5.0、酶添加量1.5%、料液比1:2.1。在此条件下,酶解率为23.16%。2.刺梨果渣酵素发酵工艺研究。在单因素试验的基础上进行工艺优化,得到刺梨果渣酵素最佳工艺条件。酵母菌发酵阶段:以CECA酵母进行发酵,发酵时间24.5 h、糖添加量5%、发酵温度24.7℃、酵母菌接种量0.21%,在此条件下,刺梨果渣酵素发酵物料的SOD活性为267.64 U/g,酵母菌活菌数为1.41×10~8CFU/g;乳酸菌发酵阶段:发酵时间16 h,乳酸菌接种量2%,发酵温度35℃,在此条件下,刺梨果渣酵素发酵物料的SOD活性为275.24 U/g,乳酸菌活菌数为1.97×10~8CFU/g。3.刺梨原汁酵素发酵工艺研究。在单因素试验的基础上进行正交试验,确定刺梨原汁酵素最佳发酵工艺条件。酵母菌发酵阶段:以SY酵母菌进行发酵,酵母菌接种量0.3%,发酵时间16 h,糖添加量5%,发酵温度27℃,在此条件下,制备的刺梨原汁酵素的SOD活性为7294.41 U/m L,酵母菌活菌数为1.46×10~8CFU/m L;乳酸菌发酵阶段:发酵时间32 h,发酵温度36℃,乳酸菌接种量2.5%,在此条件下,制备的刺梨原汁酵素的SOD活性为7709.89 U/m L,乳酸菌活菌数为1.50×10~8CFU/m L。4.刺梨酵素发酵前后挥发性成分分析。通过顶空固相微萃取与气质联用技术测定刺梨酵素发酵前后挥发性成分变化,刺梨果渣发酵前共检测出挥发性成分97种,其主要挥发性成分为醛酮类(33.74%)、酸类(18.68%)和醇类(14.36%);发酵后共检测出挥发性成分100种,其主要挥发性成分为醇类(21.83%)、酯类(10.5%)、酸类(7.83%)。刺梨原汁发酵前共检测出挥发性成分78种,其主要挥发性成分为醛酮类(26.09%)、酯类(17.97%)和酚类(10.5%);发酵后共检测出挥发性成分84种,其主要挥发性成分为醇类(65.16%)、酯类(18.57%)、酸类(7.7%)。两种刺梨原料经酵素发酵后其挥发性成分的数量都有所增加,主要种类也发生了变化,刺梨果渣的挥发性成分在发酵前和发酵后均比刺梨原汁丰富。发酵前,刺梨果渣和刺梨原汁共有成分有37种,分别占各自总挥发性成分的38.14%、60.26%,发酵后共有成分有46种,分别占各自总挥发性成分的47.42%、58.97%。通过主成分分析可知,不同刺梨原料制备的刺梨酵素具有挥发性成分组成相似的特点。5.刺梨酵素品质分析。通过测定各理化指标对刺梨酵素进行品质分析,刺梨果渣酵素液的有机酸、游离氨基酸、多糖、γ-氨基丁酸含量和乳酸菌活菌数高于刺梨原汁酵素液,p H、多酚、黄酮、SOD活性、总酸含量低于刺梨原汁酵素液;刺梨果渣酵素冻干粉的有机酸、游离氨基酸、多糖、γ-氨基丁酸含量高于刺梨原汁酵素冻干粉,多酚、黄酮、SOD活性、总酸含量和乳酸菌活菌数低于刺梨原汁酵素冻干粉。各酵素均满足T/CBFIA 08003-2017食用植物酵素标准中特征性理化指标的要求。所制备的刺梨酵素具有刺梨独特的风味及发酵香,酸味柔和,无明显外来杂质,与未发酵前相比,除多糖含量降低外,其余指标均呈不同幅度的增加。6.刺梨酵素体外抗氧化能力、降血糖能力研究。抗氧化能力方面,刺梨酵素对自由基有较强的清除作用和较强的铁还原力,刺梨原汁酵素的抗氧化能力强于刺梨果渣酵素,刺梨果渣酵素液、刺梨原汁酵素液、刺梨果渣酵素冻干粉、刺梨原汁酵素冻干粉在各自试验梯度里的DPPH自由基清除率分别为:93.28%、94.48%、90.53%、91.46%;ABTS自由基清除率分别为:98.10%、96.66%、96.76%、99.55%;羟基自由基清除率分别为:73.32%、97.5%、81.05%、93.28%;铁还原力吸光值分别为:1.31、0.91、0.81、1.62。通过相关性分析可知,多酚、黄酮是刺梨酵素的主要抗氧化物质。降血糖能力方面,刺梨酵素表现出较好的降血糖活性,刺梨原汁酵素的α-葡萄糖苷酶抑制能力优于刺梨果渣酵素,刺梨果渣酵素的α-淀粉酶抑制能力优于刺梨原汁酵素,刺梨果渣酵素液、刺梨原汁酵素液、刺梨果渣酵素冻干粉、刺梨原汁酵素冻干粉在各自的试验梯度里对α-葡萄糖苷酶抑制率分别为:83.85%、88.84%、47.45%、74.22%,对α-淀粉酶抑制率分别为:87.35%、90.69%、92.32%、76.81%,经相关性分析可知,多糖与刺梨酵素降血糖功效有密切联系。