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        白蘿卜不溶性膳食纖維提取方法的比較及其對(duì)餅干消化的影響

        2020-08-18 07:16:00張小康周子政鄧祥宜
        農(nóng)產(chǎn)品加工 2020年14期
        關(guān)鍵詞:凍干粉白蘿卜凍干

        李 琳,張小康,周子政,路 沖,潘 鑫,鄧祥宜

        (1.武漢設(shè)計(jì)工程學(xué)院食品與生物科技學(xué)院,湖北武漢 430205;2.武漢市農(nóng)科院蔬菜科學(xué)研究所,湖北武漢 430065)

        白蘿卜是生活中常見的、具食療藥理功能的根莖類蔬菜,富含多種維生素、不飽和脂肪酸、人體必需氨基酸及大量的膳食纖維[1-2]。目前,白蘿卜主要以鮮食、干制或腌制等為主,已有關(guān)于澄清型白蘿卜汁飲料、發(fā)酵型白蘿卜汁飲料、白蘿卜果蔬汁、凍干白蘿卜等產(chǎn)品的研究報(bào)道[2-3],但對(duì)其加工副產(chǎn)品(殘?jiān)┲猩攀忱w維的利用未見報(bào)道。

        膳食纖維是由果膠類物質(zhì)、纖維素、半纖維素、木質(zhì)素等組成的不能被人體消化吸收的成分,其具有較強(qiáng)的吸水、膨脹、持油等能力[4-6],能促進(jìn)腸胃蠕動(dòng)、改善腸道菌群、預(yù)防糖尿病、預(yù)防心血管疾病、防治結(jié)腸癌等[2]。膳食纖維分為水溶性膳食纖維(SDF,Soluble Dietary Fiber)和水不溶性膳食纖維(IDF,Insoluble Dietary Fiber)2種。白蘿卜渣(干基)中的膳食纖維主要以不溶性的形式存在,其中,IDF占52.27%,SDF占9.08%[2]。目前,已有其他果蔬膳食纖維在食品中的應(yīng)用研究[6-7]。因此,試驗(yàn)以烘干和凍干的白蘿卜粉為原料,采用酶法、酸法和堿法提取IDF,測定IDF的持水力、持油力、膨脹力,并將性質(zhì)最佳的IDF制作韌性餅干,研究其對(duì)餅干消化的影響,以期為深加工后的副產(chǎn)物——白蘿卜殘?jiān)诒=∈称泛偷蜔崃渴称分械膽?yīng)用提供參考。

        1 材料與方法

        1.1 材料與儀器

        白蘿卜粉,市售;將新鮮白蘿卜洗凈、切塊,置于真空冷凍干燥機(jī)中凍干,或60℃下烘至恒質(zhì)量,粉碎,過60目篩,即為凍干粉或烘干粉,于干燥器中保存?zhèn)溆谩?/p>

        檸檬酸、氫氧化鈉、磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、無水乙醇、3,5-二硝基水楊酸、酒石酸鉀鈉、苯酚,均為分析純,國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司提供;α-淀粉酶(10 000 U/g),上海一研生物科技有限公司提供;堿性蛋白酶(2.4 AU/g),諾維信(中國)生物技術(shù)有限公司提供;低筋小麥粉、色拉油、綿白糖、食用鹽、雞蛋、小蘇打,均購于超市。

        TG-16WS型臺(tái)式高速離心機(jī),長沙湘智離心機(jī)儀器有限公司產(chǎn)品;DHG-9240A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥機(jī),上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司產(chǎn)品;PL-6型遠(yuǎn)紅外線食品烘焙爐,廣東恒聯(lián)食品機(jī)械有限公司產(chǎn)品;722型可見分光光度計(jì),天津市普瑞斯儀器有限公司產(chǎn)品;FA 2014 B型電子天平,上海越平科技儀器有限公司產(chǎn)品;FD-1A-50型冷凍真空干燥機(jī),北京博醫(yī)康實(shí)驗(yàn)儀器有限公司產(chǎn)品;TA.XT-plus型質(zhì)構(gòu)儀,英國Stable Micro System公司產(chǎn)品。

        1.2 試驗(yàn)方法

        1.2.1 IDF的提取方法

        (1) 酶解法。取白蘿卜粉,以1∶30(g∶mL) 的料液比,加入濃度為0.05 mol/L的磷酸緩沖液(pH值8.0),再加入0.2%(V/W)的堿性蛋白酶,60℃下水浴2 h,以轉(zhuǎn)速5 000 r/min離心30 min,棄上清液,沉淀水洗至中性,60℃下烘干至恒質(zhì)量,即為IDF。

        (2) 酸提法。取白蘿卜粉,以1∶30(g∶mL)的料液比,加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的檸檬酸溶液,50℃下水浴0.5 h,以轉(zhuǎn)速5 000 r/min離心30 min,棄上清液,沉淀水洗至中性,60℃下烘干至恒質(zhì)量,即為IDF。

        (3) 堿提法。取白蘿卜粉,以1∶30(g∶mL) 的料液比,加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.01%的氫氧化鈉溶液,50℃下水浴0.5 h,以轉(zhuǎn)速5 000 r/min離心30 min,棄上清液,沉淀水洗至中性,60℃下烘干至恒質(zhì)量,即為IDF。

        1.2.2 IDF性質(zhì)的測定

        IDF性質(zhì)的測定參考楊曉寬等人[4]和薛山[8],并稍作修改,具體方法如下。

        (1)持水力。準(zhǔn)確稱取待測粉末1 g,置于50 mL離心管中,加入25 mL蒸餾水,攪拌均勻,室溫下靜置24 h,以轉(zhuǎn)速5 000 r/min離心10 min,棄上清液,稱濕質(zhì)量。

        (2) 持油力。準(zhǔn)確稱取待測粉末0.5 g,置于10 mL離心管中,加入8 mL大豆油,攪拌均勻,室溫下靜置24 h,以轉(zhuǎn)速5 000 r/min離心20 min,小心倒去上層油脂,稱得樣品持油后質(zhì)量。

        (3)膨脹力。準(zhǔn)確稱取待測粉末1 g,置于25 mL量筒中,先記錄其初始體積,再加入20 mL蒸餾水,振蕩均勻后在室溫下放置24 h,記錄其膨脹后的體積。

        1.2.3 膳食纖維餅干的制作及指標(biāo)測定

        (1) 餅干配方。按面粉質(zhì)量計(jì),色拉油16%,綿白糖20%,食鹽0.5%,蛋液20%,小蘇打0.5%,白蘿卜IDF(凍干粉、酶法提?。?0%,純凈水25%。

        將稱量好的材料調(diào)制成面團(tuán)。將面團(tuán)搟平整至厚度3 mm左右,刀切成型??鞠漕A(yù)熱10 min,上火150℃,下火160℃,烘烤時(shí)間10~15 min,室溫冷卻。以不加膳食纖維的餅干為對(duì)照。

        (2)含水量的測定方法。稱取磨碎后的樣品粉末2.5 g,105℃烘至恒質(zhì)量。

        (3)質(zhì)構(gòu)測定方法。選取厚度均勻一致的餅干為測試樣品。用TA.XT-plus食品物性測試儀進(jìn)行穿刺試驗(yàn),測定硬度,用P/2探頭,測前速度為2 mm/s,測中速度為2 mm/s,測后速度為2 mm/s。每個(gè)樣品測定8次,取平均值。

        1.2.4 膳食纖維餅干體外消化的試驗(yàn)

        麥芽糖標(biāo)曲的測定參照李繼偉等人[9],以麥芽糖含量X(mg)為橫坐標(biāo),以吸光值Y(OD540)為縱坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,所得回歸方程為Y=0.833X-0.022 4,R2=0.998 7。

        稱取膳食纖維餅干粉末1 g于150 mL三角瓶中,加入0.05 mol/L pH值7.0的磷酸鹽緩沖液50 mL,37℃下以轉(zhuǎn)速120 r/min搖勻5 min,取1 mL溶液,參照標(biāo)曲測定初始還原糖含量m0。然后向三角瓶中加入質(zhì)量濃度為0.01 g/mL的α-淀粉酶溶液2 mL(開始酶促反應(yīng)計(jì)時(shí)),分別再反應(yīng)2,5,10,20,60,90,120,180 min時(shí)取 0.2~0.6 mL樣品溶液,立即加入1.5 mL DNS試劑,參照標(biāo)準(zhǔn)曲線,測定540 nm處吸光度,并計(jì)算酶解新產(chǎn)生的還原糖總量M和酶促反應(yīng)速度ν。

        式中:mt——反應(yīng)時(shí)間內(nèi)的還原糖含量,mg;

        m0——初始還原糖含量,mg;

        V0——取樣的溶液體積,mL;

        V——總反應(yīng)體系的體積,mL。

        式中:M——水解新產(chǎn)生的還原糖總量,mg;

        t——反應(yīng)時(shí)間,min。

        試驗(yàn)以不加膳食纖維的餅干作為對(duì)照,設(shè)置2次平行,結(jié)果用平均值表示。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 不同提取方法白蘿卜IDF性質(zhì)比較

        2.1.1 持水力的比較

        不同方法提取IDF持水力的比較見圖1。

        圖1 不同方法提取IDF持水力的比較

        從烘干粉中提取的IDF持水力總體小于凍干粉。這可能是因?yàn)閮龈煞ㄓ欣谔}卜粉中IDF空間結(jié)構(gòu)的保持。從凍干粉中提取的IDF持水力依次為凍干酶提(凍酶)17.19 g/g>凍干堿提(凍堿)13.04 g/g>凍干酸提(凍酸)11.01 g/g。這可能是因?yàn)槊附鈼l件相對(duì)溫和,但酸或堿不可避免地破壞了膳食纖維的空間立體結(jié)構(gòu),導(dǎo)致持水力下降。

        2.1.2 持油力的比較

        不同方法提取IDF持油力的比較見圖2。

        圖2 不同方法提取IDF持油力的比較

        烘干和凍干對(duì)IDF持油力的影響差異不明顯,但總體仍為從凍干粉中以酶法獲得的IDF(凍酶)持油力最強(qiáng),為2.11 g/g。

        2.1.3 膨脹力的比較

        圖3 不同方法提取IDF膨脹力的比較

        不同方法提取IDF膨脹力的比較見圖3。

        從烘干粉中提取的IDF膨脹力總體小于凍干粉。從凍干粉中提取的IDF,酶法(凍酶) 的膨脹力最強(qiáng),為18.2 mL/g;酸法(凍酸)的膨脹力最差,為9.7 mL/g。這可能是因?yàn)樗釙?huì)溶解部分IDF,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變化,膨脹力下降。

        2.2 白蘿卜IDF餅干性質(zhì)測定的結(jié)果

        根據(jù)IDF性質(zhì)的比較,可以看出從凍干粉中以酶解法獲得IDF性質(zhì)最好,選用該IDF制作餅干(添加量10%)。

        膳食纖維餅干的含水量和硬度分析見表1。

        表1 膳食纖維餅干的含水量和硬度分析

        膳食纖維餅干表面平整、薄厚均勻、口感松脆,與對(duì)照風(fēng)味和口感無明顯差異。其中膳食纖維餅干含水量為1.66%,略高于對(duì)照(不加膳食纖維餅干)含水量1.14%,這可能是因?yàn)樯攀忱w維具有較強(qiáng)的保水能力,從而可以增加餅干的持水性。試驗(yàn)中,樣品與對(duì)照均符合GB/T 20980—2007[10]中韌性餅干含水量小于4%的要求。對(duì)于質(zhì)構(gòu)硬度而言,IDF餅干的硬度為1 474.78 N,略低于對(duì)照。

        2.3 膳食纖維餅干體外消化的測定結(jié)果

        酶解產(chǎn)生的還原糖總量與時(shí)間關(guān)系見圖4,酶促反應(yīng)速度與時(shí)間關(guān)系見圖5。

        圖4 酶解產(chǎn)生的還原糖總量與時(shí)間關(guān)系

        圖5 酶促反應(yīng)速度與時(shí)間關(guān)系

        由圖4可知,隨著時(shí)間的延長,膳食纖維餅干酶解產(chǎn)生的還原糖總量大幅度增加,60 min之后上升趨勢減緩??傮w上,添加膳食纖維的餅干酶解產(chǎn)生的還原糖總量一直低于對(duì)照。添加膳食纖維有利于減緩餅干消化時(shí)的糖釋放。由圖5可知,隨著時(shí)間的延長,酶促反應(yīng)速度都在大幅度下降,60 min之后下降趨勢減緩,后續(xù)整體消化速率保持較低水平。IDF餅干的消化速率一直低于對(duì)照,說明食用添加膳食纖維的餅干對(duì)控制血糖有一定的幫助。

        3 結(jié)論

        從白蘿卜烘干粉和凍干粉中提取IDF,并對(duì)其持水力、持油力、膨脹力進(jìn)行了比較,從凍干粉中提取的IDF總體較烘干粉理化性質(zhì)優(yōu)良。其中,從凍干粉提取的IDF又以酶法最優(yōu),其持水力為17.19 g/g,持油力為2.11 g/g,膨脹力為18.2 mL/g。其中,持水力和膨脹力2個(gè)指標(biāo)值遠(yuǎn)高于西方國家常用的標(biāo)準(zhǔn)麩皮膳食纖維的對(duì)應(yīng)指標(biāo)(持水力4 g/g,膨脹力4 mL/g)[11-12],也遠(yuǎn)優(yōu)于一些文獻(xiàn)中報(bào)道的其他IDF,如涼茶殘?jiān)袢~[13]、涼茶殘?jiān)疱X草[13]、天寶香蕉皮、紅雪茶渣[14]、薇菜[15]等。持油力指標(biāo)也較地瓜渣IDF[16]、馬鈴薯渣水IDF[17]等性質(zhì)優(yōu)良。因此,從凍干粉中提取的白蘿卜IDF性質(zhì)優(yōu)良,有一定的應(yīng)用前景。

        添加10%白蘿卜IDF的餅干表面平整、薄厚均勻、口感松脆,與對(duì)照無明顯差異,含水量為1.66%,硬度為1 474.78 N。IDF的添加不影響餅干的風(fēng)味和口感,但可降低淀粉的消化速率,降低單位時(shí)間內(nèi)酶解產(chǎn)生的還原糖總量,對(duì)血糖的控制有一定的幫助,在功能性食品的開發(fā)中有一定的應(yīng)用潛力。

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