改性黑米膳食纤维功能特性、降胆固醇功效及应用研究

来源 :河北工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ZWH815117176
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黑米中含有丰富的膳食纤维,但大部分为不溶性膳食纤维,限制了黑米资源的利用。为提升其综合利用率,促进黑米相关产品的开发,本文通过粗糙脉孢菌对黑米进行发酵改性处理,探究其改性工艺,目的是提高黑米中可溶性膳食纤维含量,比较未发酵改性黑米膳食纤维与发酵改性黑米膳食纤维的结构特性及体外功能特性,并通过动物试验评价发酵改性黑米膳食纤维的降胆固醇功效及其对肠道菌群的影响,开发出发酵改性黑米膳食纤维咀嚼片。研究结果如下:(1)发酵改性黑米工艺研究。以黑米为原料,利用粗糙脉孢菌发酵产生高活性纤维素酶系改性黑米,以提高其膳食纤维含量,特别是可溶性膳食纤维比例,以纤维素酶活力为指标,对发酵改性工艺进行优化,得出最佳发酵时间6 d、发酵温度29℃、料液比1:0.6 g/m L,在此发酵改性条件下,粗糙脉孢菌的产纤维素酶活力为2.399 U。(2)发酵改性黑米膳食纤维功能特性研究。对发酵改性前后黑米膳食纤维的组成成分、体外功能特性及结构进行研究,发酵改性极显著提升了黑米可溶性膳食纤维含量,由17.31%提升至29.69%;发酵改性极显著降低了黑米不溶性膳食纤维含量,由62.13%降低至51.96%。发酵改性后黑米膳食纤维的持水力、持油力和吸水膨胀力均极显著提升,持水力从2.91 m L/g提升至6.80 m L/g;持油力从1.30 g/g提升至3.42 g/g、吸水膨胀力从2.33 g/g提升至4.33 g/g;对胆固醇吸附能力极显著提升至49.21 mg/g(p H=2)和59.22 mg/g(p H=7),对葡萄糖和胆酸钠吸附能力均极显著提升,分别提升至8.72 mg/g和0.58 mg/g。扫描电镜结果表明发酵改性使黑米膳食纤维具有疏松多孔的结构;X射线衍射结果表明发酵改性未改变黑米膳食纤维的晶体结构。(3)发酵改性黑米膳食纤维降胆固醇功效研究。以雄性C57BL/6J小鼠为研究对象,建立高胆固醇血症小鼠模型,采用灌胃方式分别给予小鼠高剂量(FBH)和低剂量(FBL)发酵黑米膳食纤维,经过5周喂养,FBH小鼠平均体重28.19 g,FBL小鼠平均体重30.54 g,与模型组(FG)小鼠相比,分别降低14.12%和6.0%。喂养发酵改性黑米膳食纤维小鼠的心脏、肝脏、脾脏、肾脏及附睾脂肪重均显著降低。FBH小鼠的TBA降低至8.093μmol/g,CYP7A1提升至2.097 ng/m L(p<0.01),HMGCR降低至526.027 pg/m L,LCAT降低至4.53 ng/m L,Apo-A1提升至2.566μg/m L,Apo-B降低至349.166μg/m L,小鼠胆固醇代谢相关指标均恢复正常。与FG小鼠相比,FBH干预小鼠体内丙酸与戊酸含量均恢复正常,乙酸、丁酸和异丁酸含量得到改善,同时肠道菌群得到有效调控,提升了Akkermansia菌水平,降低了Firmicutes菌水平。(4)发酵改性黑米膳食纤维咀嚼片制备研究。以发酵改性黑米膳食纤维为原料,麦芽糊精、硬脂酸镁和甜菊糖苷为辅料,采用直接压片法制备发酵改性黑米膳食纤维咀嚼片,以产品的综合评分为指标,对发酵改性黑米膳食纤维咀嚼片配方进行优化。最终确定麦芽糊精添加量30%,硬脂酸镁添加量3%,甜菊糖苷添加量0.09%,此时咀嚼片硬度59.8 N,脆度35.45 N,片重差异1.43%,感官评分91,综合评分25.61,产品品质优良,硬度适中,口感清爽。
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