Vplyv sprejového a vákuového lyofilizácie na kvalitu tuhého nápoja Cistanche Deserticola a komplexu Jujube

Vplyv sprejového a vákuového lyofilizácie na kvalituCistanche deserticolaa jujube komplex tuhý nápoj LIU Lang, ZHANG Zhen, LI Wei, DU Jianming, SHI Jianli, CHEN Yixuan, JIN Lina (Vysoká škola potravinárskej vedy a inžinierstva, Gansu Agricultural University, Lanzhou, 730070, Čína)

Abstrakt V tejto štúdiipúšť Cistanche deserticola a jujuba, ktoré sú charakteristickými zdrojmi v provincii Gansu, sa používali ako suroviny na prípravu pevných nápojov sušením rozprašovaním (SD) a vákuovým lyofilizáciou (VFD). Boli skúmané účinky rôznych metód sušenia na mikroštruktúru, senzorický stav, fyzikálne vlastnosti, hygroskopickosť, rozpustnosť a antioxidačnú kapacitu tuhých nápojov.

Výsledky ukázali, že VFD má oveľa menšiu štruktúru pórov ako SD. AE vzorky SD bolo 35,37 a AE vzorky VFD bolo 46,25, čo vykazovalo zjavný farebný rozdiel. Senzorická detekcia rozdielov v kvalite nápojov. Fyzikálna analýza odtlačkov prstov ukázala, že SD má lepšiu stlačiteľnosť a uniformitu ako VFD a podobnosť medzi SD a VFD bola9.68%. Hygroskopické miery SD a VFD boli 19,64 % a 18,99 %. Hygroskopické zrýchlenie SD bolo -0.002 6 g/h2. Rozpustnosť vzoriek SD bola 96,58 %, čas rozpúšťania bol 52,38 s a čas navlhčenia bol 89,85 s. Výsledky ukázali, že miera zachytávania voľných radikálov DPPH vzoriek SD a VFD bola lepšia ako rýchlosť vzoriek VFD a miera zachytávania voľných radikálov DPPH vzoriek SD a VFD sa znížila o 50,64 % a 53,03 %. Výsledky ukázali, že metódy sušenia ovplyvnili mikroštruktúru tuhých nápojov a napokon aj senzorické, fyzikálne vlastnosti a antioxidačná kapacita tuhých nápojov získaných rôznymi metódami sušenia boli odlišné.Táto štúdia poskytla podporu a referenciu pre vývoj Cistanche deserticola a jujube.

Kľúčové slovásušenie rozprašovaním; vákuové sušenie mrazom; tuhý nápoj; fyzický odtlačok prsta; antioxidačná aktivita

Inovácia a vývoj pevných nápojov v Číne je pomerne rýchly a vyhliadky na trhu sú veľmi sľubné. V porovnaní s inými typmi nápojov sú tuhé nápoje bohaté na výživu, jedinečnú chuť a trvanlivosť pri skladovaní. Medzi spotrebiteľmi sú obľúbené, pretože sa ľahko prenášajú a dajú sa miešať a piť podľa osobných preferencií [1].

Hlavné procesy sušenia na výrobu pevných nápojov v súčasnosti zahŕňajú sušenie rozprašovaním (SD) a sušenie vymrazovaním vo vákuu (VFD) [2].

Cistanche deserticola YC Maje trváca bylina a špeciálny zdroj potravín a liekov v provincii Gansu. Obsahuje bohaté aktívne zložky ako sú polysacharidy, flavonoidy apolyfenoly[3]. Medzi účinnými látkami je obsahPolysacharidy Cistanche deserticolaje pomerne vysoká, čo má mnoho funkcií, ako sú antioxidačné, laxatívne účinky a účinky na črevnú flóru [4]. Použitie Cistanche deserticola sa sústreďuje najmä na klinickú medicínu a vývoj a využitie zdravotníckych produktov. V súčasnosti je len málo potravín využívajúcich Cistanche deserticola ako suroviny a má veľké vyhliadky na rozvoj. Červené datle (Zizyphus Jujuba Mill) sú zrelé plody čeľade Rhamnaceae. Majú dlhú históriu pestovania a sú bohaté na živiny. Sú obľúbeným jedlom. Podľa správ z literatúry červené datle obsahujú aktívne zložky, ako sú polysacharidy a fenoly [5]. Polysacharidy z datlí sú jednou z dôležitých aktívnych zložiek, ktoré môžu posilniť imunitné funkcie, odolávať oxidácii a zlepšiť gastrointestinálne prostredie [6]. Výrobky z červených datlí sú bohaté na živiny, majú vysokú hodnotu a majú veľký dopyt na trhu. Horúcou témou je aj vývoj produktov z červených datlí. Polysacharidy majú dobrú antioxidačnú kapacitu, ktorá je často vyjadrená mierami klírensu DPPH a ABTS. Kvalita pevných nápojov získaných rôznymi spôsobmi sušenia je rôzna. Spomedzi nich sú predmetom záujmu verejnosti základné fyzikálne vlastnosti, rozpustnosť, výživa a senzorické vlastnosti. V súčasnosti sa výskum tuhých nápojov sústreďuje väčšinou na aktívne zložky a príchute a medzi základnými fyzikálnymi a chemickými vlastnosťami a mikroštruktúrou samotných tuhých nápojov existuje len malá súvislosť. V tejto štúdii boli ako hlavné suroviny použité púštne Cistanche deserticola, červené datle atď. Sušenie rozprašovaním a sušenie vymrazovaním vo vákuu sa vybrali podľa skutočných výrobných podmienok. Pevné nápoje sa pripravovali extrakciou vody, koncentráciou, sušením a inými procesmi. Najprv sa porovnal senzorický stav tuhého nápoja s výsledkami skenovacej elektrónovej mikroskopie a zmerali sa základné fyzikálne vlastnosti získaného tuhého nápoja Cistanche a červených datlí. Potom sa fyzický odtlačok použil na porovnanie a analýzu fyzikálnych vlastností tuhého nápoja a hygroskopická krivka tuhého nápoja sa preložila a zmerala sa rozpustnosť. Potom bola vzorka rozpustená, aby sa simulovalo in vitro gastrointestinálne trávenie, a kvalita tuhého nápoja bola spojená s jeho mikroštruktúrou, čo poskytlo referenciu pre vývoj a výskum kvality nových pevných nápojov v budúcnosti.

1 Materiály a metódy

1.1 Materiály, činidlá a nástroje

Materiály a činidlá: Desert Cistanche deserticola pochádzala z okresu Minqin, mesto Wuwei, červené datle boli z Lanzhou, biely cukor (komerčne dostupný), kyselina citrónová (potravinárska kvalita; Henan Shengfa Biotechnology Co., Ltd.), maltodextrín (potravinárska kvalita; Shandong Xiwang Sugar Co., Ltd.), bravčový pepsín (1:3 000 Shanghai Yuanye Technology Co., Ltd.), bravčový trypsín (1:4 000 Shanghai Yuanye Technology Co., Ltd.), DPPH (1,1-difenyl-2-pikrylhydrazyl; Hefei Bomei Biotechnology Co., Ltd.) a ostatné činidlá boli domácej analytickej kvality. Prístroje: Rotačný odparovač (RE52CS-1; Shanghai Yarong Biochemical Instrument Factory); rozprašovacia sušička (BILON-6000Y; Shanghai Bilang Instrument Manufacturing Co., Ltd.); vákuová lyofilizácia (scientz{10}}F/A; Ningbo Xinzhi Biotechnology Co., Ltd.); elektrická pec (HGZF-Ⅱ/H101-3; Shanghai Yuejin Medical Instrument Co., Ltd.); laserový analyzátor veľkosti častíc (Bettersize2600; Dandong Better Instrument); magnetické miešadlo s konštantnou teplotou (súprava HHS{14}}; Shanghai Yuejin Medical Instrument Co., Ltd.); vysokorýchlostná chladená odstredivka (TGL-16M; Hunan Xiangyi Laboratory Instrument Development Co., Ltd.); celopásmová čítačka mikrodoštičiek (SpectraMaxABS Plus; Shanghai Meigu Molecular Instrument Co., Ltd.); environmentálny rastrovací elektrónový mikroskop (Japan Electron Optics Co., Ltd.).

1.2 Skúšobná metóda

1.2.1 Priebeh procesu prípravy zložených pevných nápojov

Príprava toku pevného nápoja: prášková surovina → extrakcia → zlučovanie → zahusťovanie → sušenie → drvenie → hotový výrobok. Odvážte práškovú surovinu podľa pomeru púštnej cistanche k červeným datliam 3,45:6,55, dobre premiešajte, pridajte čistú vodu podľa pomeru materiál-kvapalina 1:4{{10}} g/ml varte pri 75 stupňoch 3,5 hodiny a prefiltrujte. Pridajte do extraktu 0,4 % kyseliny citrónovej, 7 % bieleho cukru a 0,9 % maltodextrínu v pomere k príprave nápojového zásobného roztoku. Zásobný roztok premiešajte a umiestnite do rotačného odparovača, aby ste ho skoncentrovali na hustotu 1.2-1,3 g/cm3. Výťažok uzavrite plastovým obalom na neskoršie použitie.

(1) Príprava vzorky SD: Nápojový zásobný roztok sa nasal do rozprašovacej sušičky na sušenie. Teplota vstupného vzduchu bola nastavená na 160 stupňov, rýchlosť peristaltického čerpadla bola 15 ot./min. a prietok vstupného vzduchu bol 40 m3/h. Vzorka sa preosiala cez 80-sito.

(2) Príprava vzorky VFD: Hrúbka extraktu v kultivačnej miske sa kontroluje na približne 5 mm. Predmrazí sa v chladničke na 48 hodín a potom sa premiestni do vákuovej mraziacej sušičky. Počas procesu sušenia sa tlak udržiava pod 20 Pa, kým sa sušenie nedokončí. Po sušení počas 48 hodín sa vzorka vyberie a rozdrví cez 80- sito, čím sa získa vzorka.

1.2.2 Senzorické a mikroštruktúrne určovanie tuhých nápojov

1.2.2.1 Mikroštruktúra

Podmienky stanovenia rastrovacím elektrónovým mikroskopom (SEM): fixácia vzorky obojstrannou páskou, galvanické pokovovanie a nástrek zlatom, vloženie do rastrovacieho elektrónového mikroskopu, pozorovanie a fotografovanie mikroštruktúry. S odkazom na literatúru Chen Henghui et al. [8], zväčšenie je zvolené ako 50, 100 a 500-násobné.

1.2.2.2 Stanovenie farby

Vzorka sa pridá na naplnenie kultivačnej misky a L*, a* a b* vzorky sa merajú kolorimetrom a vypočíta sa celkový farebný rozdiel.

1.2.2.3 Senzorické hodnotenie tuhých nápojov GB 7101-2022 „Nápoje s národnou normou bezpečnosti potravín“ opisuje farbu, chuť, vôňu a textúru vzoriek pred a po zmiešaní.

1.2.3 Fyzické odtlačky prstov a podobnosť tuhých nápojov získaných rôznymi metódami sušenia

S odkazom na metódu Chen Henghui et al. [7,8] boli merané tieto sekundárne ukazovatele: hustota po strasení (TD), objemová hmotnosť (BD), kompresia (DC), pórovitosť (P), sypný uhol ( ), Hausnerov pomer (HR), absorpcia vlhkosti ( H), obsah vody (W), stredná veľkosť častíc (D50), šírka distribúcie veľkosti častíc (Span), rozsah veľkosti častíc (Width). S odkazom na metódu Chen Anli et al. [9,10] boli ukazovatele prevedené a zlúčené do 5 primárnych ukazovateľov: stohovanie, stlačiteľnosť, tekutosť, stabilita a rovnomernosť. Primárne ukazovatele sa považujú za 5 rozmerov súradníc a na získanie podobnosti sa vypočíta euklidovská vzdialenosť. Čím je podobnosť bližšia k 0, tým sú fyzikálne vlastnosti menej podobné. Vypočítané podľa nasledujúceho vzorca: Euklidovská vzdialenosť:

1.2.4 Štúdia hygroskopickosti

1.2.4.1 Zber údajov o hygroskopickosti

Pozri metódu Wang Yangyang et al. [11] a upravte ho, zmerajte zmenu hmotnosti pred a po absorpcii vlhkosti v rôznych časových bodoch (2, 4, 6, 8, 10, 12, 18, 24, 36, 48, 60, 72, 84, 96, 108 , 120, 132, 144, 156, 168 h) a vykonajte 2 paralelné testy. Miera absorpcie vlhkosti

vzorec je nasledovný:

Kde: m1-hmotnosť misky a vzorky pred absorpciou vlhkosti, g; m2-hmotnosť misky a vzorky po absorpcii vlhkosti, g; m0-hmotnosť riadu, g.

1.2.4.2 Prispôsobenie údajov

S odkazom na metódu Yang Wei et al. [12] sa proces absorpcie vlhkosti tuhých nápojov zobrazil pomocou údajov z grafu, preložili sa údaje o absorpcii vlhkosti, porovnal sa stupeň prispôsobenia rovnice krivke absorpcie vlhkosti a na analýzu sa vybral vhodný model na základe stupňa montáže.

1.2.5 Rozpúšťacia schopnosť

Rozpustnosť, čas rozpúšťania a čas ponorenia sa určili podľa metódy Chen Anli et al. [9].

1.2.6 Simulácia gastrointestinálneho trávenia in vitro

Tráviaci roztok bol pripravený podľa metódy Qin, Shi Cui a kol. [13,14] a upravené. Pevný nápoj bol pripravený do 1 mg/ml roztoku. Gastrointestinálne trávenie in vitro bolo simulované podľa spôsobu podľa Zheng Min a kol. [15]. Stanovila sa rýchlosť zachytávania voľných radikálov DPPH štiepeného roztoku. Rýchlosť zachytávania voľných radikálov DPPH roztoku vitamínu C bola stanovená ako kontrola.

Príprava simulovanej žalúdočnej šťavy: Presne odvážte 2,5 g pepsínu, pridajte malé množstvo vody, aby sa rozpustil, pridajte 4,10 ml HCl a potom pridajte vodu na objem 250 ml. pH 1 mol/l roztoku HCl sa upravilo na 1,3 a skladovalo sa pri 4 stupňoch.

Príprava simulovanej črevnej tekutiny: presne vezmite 1,36 g dihydrogenfosforečnanu draselného a rozpustite ho vo vode, rozrieďte na 20}0 ml 4% roztokom NaOH, upravte pH na 7,0 roztokom 1 mol/l NaOH a rozpustite 20 g prasačieho trypsínu vo vode. Po zmiešaní týchto dvoch roztokov pridajte vodu na zriedenie na 400 ml a skladujte pri 4 stupňoch.

Stanovenie rýchlosti zachytávania voľných radikálov DPPH: pozri metódu Wan Liujing et al. [16] a upravte ho. Účinok zachytávania voľných radikálov DPPH je určený vzorcom:

Kde: A0 je absorbancia kontrolnej skupiny meraná pomocou 10 μl bezvodého etanolu + 190 μl bezvodého etanolu-DPPH; A1 je absorbancia roztoku vzorky meraná pomocou 10 μl digesčného roztoku + 190 μl bezvodého etanolu-DPPH. Kontrolou a vzorkou je absorbancia pri 515 nm.

1.2.7 Spracovanie údajov

Na spracovanie a analýzu údajov bol použitý softvér Origin2022, spss26, excel a ďalší softvér.