CN112385804B - 一种低生糖指数南瓜粉及其制备方法与应用 - Google Patents
一种低生糖指数南瓜粉及其制备方法与应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及食品加工技术领域,公开了一种低生糖指数南瓜粉及其制备方法与应用。该方法包括以下步骤:(1)将南瓜洗净、去皮、剖切、去瓤去籽、分切,然后组织捣碎,得到南瓜浆料;(2)对南瓜浆料进行高压脉冲电场处理;(3)对步骤(2)中得到的产物依次进行冷冻、解冻处理;(4)重复步骤(2)和步骤(3),进行二次高压脉冲电场‑冻融处理;(5)真空干燥、粉碎,得到南瓜粉。该方法以纯物理方法制备南瓜粉,将高压脉冲电场作为一种短时、可连续的物理改性技术并与冻融处理结合,得到的南瓜粉生糖指数较低,可用于糖尿病人群的低血糖指数食品中。
Description
技术领域
本发明涉及食品加工技术领域,具体涉及一种低生糖指数南瓜粉及其制备方法与应用。
背景技术
随着我国人口老龄化与生活方式的变化,糖尿病发生率显著提高,从1980年的0.67%上升至2013年的10.4%,也有资料报道我国达到11.6%,如今糖尿病已成为继心脑血管疾病、肿瘤后威胁人类健康的慢性非传染性疾病。合理饮食是预防和辅助药物治疗糖尿病的重要措施,调整好摄入能量、膳食结构及餐次分配比例对控制血糖具有较好的效果,也是糖尿病医学营养治疗的重要手段。在保证能量供应的同时血糖反应低的食物是糖尿病病人膳食时应优先考虑的食材。食物对血糖的影响不仅与糖类的含量有关,还与糖类的来源、类型、物理性状、化学结构、加工方式、贮存条件等有关。南瓜属葫芦科蔓生草本植物,富含多种营养物质,如淀粉、活性多糖、纤维素,具有很好的食疗保健功效,是良好的中老年辅助食品,其中南瓜对糖尿病的预防作用最受瞩目。谭桂军研究发现南瓜具有防治糖尿病的功效是几种成分共同作用的结果,其中,活性多糖对糖尿病具有很好的调节作用,但研究表明,不同品种南瓜的活性多糖含量有一定差异,2015年,陈龙胜等,测定多个不同品种南瓜多糖含量为13.42mg/g至74.11mg/g,一般约为27-50mg/g[陈龙胜,许舒雯,彭丽华等,不同品种南瓜多糖含量测定及比较,安徽农业科学,2015,43(36):149-150]。2016年,滕安国等检测得到蜜本南瓜粉水分含量6.28%,总膳食纤维含量20.81%,不溶性膳食纤维0.61%,可溶性膳食纤维19.05%,粗蛋白16.67%,灰分8.06%[滕安国,贾鸿茭,王稳航,3种南瓜粉成分分析及其在猪肉乳化香肠中的应用研究,食品科技,2016,41(02):147-152]。2013年,薛淑静等,测定蜜本南瓜粉水分10.8%,粗蛋白11.25%,脂肪1.32%,灰分6.84%,可溶性膳食纤维5.8%,总膳食纤维16.9%[薛淑静,关健,周明等,南瓜粉对其营养强化挂面品质的影响,食品科学技术学报,2013,31(6):46-50,62]。2017年,张迅等将密本南瓜去皮去瓤制粉,100~200目,水分含量10%,灰分含量5.37%,粗脂肪3.14%,蛋白质7.2%,还原糖0.35%,总膳食纤维9.91%,可溶性膳食纤维6.42%,不溶性膳食纤维3.49%。[张迅,罗嘉妮,钟耕,不同粒度密本南瓜粉的物化特性及抗氧化性,食品科学,2017,38,(21):132-137]。2017年,邓桂兰以不同提取方法提取蜜本南瓜粉多糖,优化提取率为3.83%[邓桂兰,不同提取方法对南瓜多糖提取率及抗氧化活性的影响,粮食与油脂,2017,30(9):98-100]。
因此,南瓜中多糖普遍含量不高,因此提高天然食品中抗性淀粉含量至关重要,除了南瓜多糖以外,南瓜中的含有一定比率的淀粉,包括直链淀粉和支链淀粉。2003年,郑诗超将南瓜削皮,以水磨法沉淀法提取南瓜淀粉,用CaCl2和KI溶液的电位滴定法测定淀粉含量,同时对比测定了玉米淀粉及木薯淀粉,淀粉总质量以100计,测得南瓜淀粉的直链含量和支链淀粉含量分别为33.3%,69.7%,玉米淀粉分别是28.8%,71.2%,木薯淀粉分别为18.2%,81.8%。说明南瓜淀粉中直链淀粉与支链淀粉比例为1:2[郑诗超,屠大伟,宋来庆,南瓜淀粉性质的研究,食品工业,2003,3:9-11]。2018年,李晓娟等以脱脂南瓜粉为原料,分离南瓜淀粉,按质量百分含量计算,以双波长法测定南瓜中直链淀粉占南瓜粉质量的21.64%,支链淀粉占南瓜粉质量的50.19%,实验中总淀粉含量71.83%[李晓娟,李柱刚,王殉等,双波长法测定南瓜中直链与支链淀粉含量,[J],食品工业科技,2018,39(8):232-235,244]。2013年,周爱梅等采用酸水解法测定三个品种南瓜粉淀粉含量为84.89%~86.48%[周爱梅,杨慧,杨磊等,不同品种南瓜淀粉的理化特性对比研究[J],现代食品科技,2013,29(8):1784-1790]。淀粉属于均一性多糖,有研究表明常吃富含直链淀粉的食物能降低机体对胰岛素的需求,这可能是南瓜具有降糖作用的原因之一。南瓜中直链与支链淀粉含量的比率,不仅是影响食用口感的关键,同时也是影响其功效的要素之一。尤其是其中的直链淀粉,可形成抗性淀粉(Resistant Starch)而发挥降糖降脂作用。
抗性淀粉就是一类特殊的糖类,它是指不能在健康人体小肠中消化吸收的淀粉及其降解物的总称。与可消化淀粉相比,抗性淀粉在维持餐后血糖稳定、提高机体胰岛素敏感性、防治肠道疾病、降脂、控制体重、促进矿物质吸收等方面具有生理功能。抗性淀粉的发现被***粮农组织和世界卫生组织认为是近年来糖类与健康关系研究中的一项重要成果。
为了弥补目前南瓜粉天然生物活性多糖含量不高的不足,提高南瓜粉降糖降脂效果,有必要采用新的技术方法,因此提高天然食品中抗性淀粉含量至关重要将南瓜粉中直链淀粉转化为抗性淀粉,得到低生糖指数(GI)的南瓜粉,进一步提高南瓜粉的保健功效。
当前,制备抗性淀粉方法有压热、辐照、微波、复合酶处理等多种,2020年,郑妍等以马铃薯淀粉为原料,分别采用压热、辐照和微波3种方法制备抗性淀粉,并研究其对马铃薯抗性淀粉含量及物化特性的影响,测定指标包括抗性淀粉含量、溶解度、膨胀度、透明度和链构象。结果表明,马铃薯淀粉经压热、微波和辐照处理后抗性淀粉含量显著增加(p<0.05),且辐照处理制备的抗性淀粉含量最高。[郑妍,曹珏,方泽栋等,不同方法制备的马铃薯抗性淀粉物化特性研究,农产品加工,2020,14:10-12,18]。其中,压热法步骤:取马铃薯淀粉,加入蒸馏水配置成15%(W/V)淀粉乳溶液,混匀后沸水浴预糊化15min;将糊化后的淀粉在0.1MPa,121℃的条件下压热处理15min;取出压热后的淀粉冷却至室温,并于4℃冰箱中冷藏24h;然后在30℃培养箱中培养24h,重复循环3次;最后经冻干、粉碎、过筛后制得马铃薯抗性淀粉。辐照法步骤:取马铃薯淀粉,加入蒸馏水配置成15%(W/V)淀粉乳溶液,混匀后于沸水浴中预糊化15min;将糊化后的淀粉用60Co进行辐照处理,放射源活度为60万居里,在静态常温条件下辐照,总剂量为10kGy,剂量率为5Gy/min;取出辐照后的淀粉于4℃冰箱中冷藏24h,然后在30℃培养箱中培养24h,重复循环3次;最后经冻干、粉碎、过筛后制得马铃薯抗性淀粉。微波法步骤:取马铃薯淀粉,加入蒸馏水配置成15%(W/V)的淀粉乳溶液,混匀后于沸水浴中预糊化15min;将糊化后的淀粉在700W的微波功率下处理3min;取出微波后的淀粉冷却至室温,并于4℃冰箱中冷藏24h,然后在30℃培养箱中培养24h,重复循环3次;最后经冻干、粉碎、过筛后制得马铃薯抗性淀粉。
2019年,宋家钰采用压热-酶解法制备抗性苦荞、黑豆抗性淀粉[宋家钰,苦荞、黑豆抗性淀粉改性及其应用研究,安徽工程大学硕士论文,2019],优化条件为:在普鲁兰酶添加量为6.29npun/g干淀粉,压热温度为101.16℃,压热时间为30min,酶解时间为8.08h的改性条件下,苦荞抗性淀粉得率为19.36%;在普鲁兰酶添加量为4.10npun/g干淀粉,压热温度为90.4℃,压热时间为30min,酶解时间为7.26h的改性条件下,黑豆抗性淀粉得率为12.5%。2018年,杨小玲等以红薯淀粉为原料,柠檬酸、丙酸、乳酸、盐酸分别为酸解剂,通过超声辅助酸解法制备抗性淀粉。以质量分数为1%的丙酸溶液酸解质量分数为20%的淀粉乳,依次经过超声处理15min,恒温振荡4h,冷冻干燥,其抗性淀粉的含量24.8%[杨小玲,赵维,陈佑宁等,超声波辅助酸法制备红薯抗性淀粉及其结构表征,中国粮油学报,2018,33(1):107-110,117]。
以上方法涉及化学试剂和酶,或者压力、热处理等原料或工艺,操作流程相对繁琐,成本较高。
2018年,隋勇,梅新,何建军等,申请了中国专利《一种利用压热联合辐照技术制备抗性淀粉的方法》专利,申请号:201811021532.8,公开号:CN109456414A。利用压热联合辐照技术制备抗性淀粉的方法,包括以下步骤:步骤一,预糊化;步骤二,压热;步骤三,辐照;步骤四,老化;步骤五,干燥。郑妍等,采用辐照法制备马铃薯抗性淀粉,抗性淀粉含量12.36%[郑妍,曹珏,方泽栋等,不同方法制备的马铃薯抗性淀粉物化特性研究,农产品加工,2020,14:10-12,18]。这些方法需要预先将淀粉制成15%-20%的淀粉乳,用水量较大,后续工艺涉及较多大量的脱水干燥,影响生产效率;同时,辐照法或者压热联合辐照发制备抗性淀粉,不涉及化学试剂和酶等的使用,工艺相对简便,但要采用60Co放射源,对安全生产的条件要求很高,放射源属于国家严格控制的资源要素,不便于方便使用;且南瓜粉含有少量脂肪,经过总剂量为10kGy左右的辐射,往往会产生辐射味,不利于南瓜粉的后续利用。
为此,本发明提供了一种新的制备南瓜粉的方法。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的在制备南瓜粉的过程中涉及化学试剂和酶的使用,导致操作流程相对繁琐,较高成本;放射源的使用带来操作安全性及非便利性困扰的问题,提供一种低生糖指数南瓜粉及其制备方法与应用,该方法以纯物理方法制备低生糖指数南瓜粉,将高压脉冲电场作为一种短时、可连续的物理改性技术并与冻融处理结合,具有生产效率高、成本低、适用性广等优点,同时,该方法简化了生产工艺,缩短了制备周期,增加了产品抗性淀粉的含量及得率,而且该方法生产工艺绿色环保,产生的废水较少;该方法得到的南瓜粉,生糖指数较低,可用于糖尿病人群的低血糖指数食品中,改善患者的糖尿病状况。
为了实现上述目的,本发明一方面提供了一种利用高压脉冲电场-冻融双循环技术制备低生糖指数南瓜粉的方法,该方法包括以下步骤:
(1)将南瓜洗净、去皮、剖切、去瓤去籽、分切,然后组织捣碎,得到南瓜浆料;
(2)对南瓜浆料进行高压脉冲电场处理;
(3)对步骤(2)中得到的产物依次进行冷冻、解冻处理;
(4)重复步骤(2)和步骤(3),进行二次高压脉冲电场-冻融处理;
(5)真空干燥、粉碎,得到南瓜粉。
优选地,步骤(1)中组织捣碎的过程包括:向分切后的南瓜中加水或不加水,用擂溃机打碎后,再用组织捣碎机将南瓜充分捣碎成泥状。
优选地,步骤(1)中得到的南瓜浆料中的水分含量为20-30质量%。
优选地,采用恒流泵将南瓜浆料输送到高压脉冲电场处理室中进行高压脉冲电场处理。
优选地,恒流泵输送南瓜浆料的输送速度为500-2000L/h。
优选地,步骤(2)中高压脉冲电场处理的条件为:脉冲电场强度为10-30kV/cm;脉冲频率为100-900Hz;脉冲宽度为1-10μs;脉冲处理时间为5-30min。
优选地,步骤(3)中冷冻处理的条件为:冷冻温度为-10-0℃;冷冻时间为10-36小时。
优选地,步骤(3)中解冻处理的条件为:解冻温度为20-45℃;解冻时间为9-20小时。
本发明第二方面提供了一种前文所述的方法制备的低生糖指数南瓜粉,所述低生糖指数南瓜粉的血糖生成指数≤68.7。
本发明第三方面提供了一种前文所述的低生糖指数南瓜粉在改善糖尿病中的应用。
本发明所述的方法以纯物理方法制备南瓜粉,将高压脉冲电场作为一种短时、可连续的物理改性技术并与冻融处理结合,方法简单,生产效率高、成本低、适用性广,而且,该方法避免使用化学试剂、酶、放射源,绿色环保,安全便利。该方法得到的南瓜粉,生糖指数较低,可用于糖尿病人群的低血糖指数食品中。
附图说明
图1是测试例1中得到的不同方法处理下的南瓜粉对小鼠血糖影响曲线图。
图2是测试例2中得到的不同方法处理下的南瓜粉对小鼠血糖影响曲线图。
图3是测试例3中得到的不同方法处理下的南瓜粉对小鼠血糖影响曲线图。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明,并不用于限制本发明。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值,这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说,各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间,以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围,这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明一方面一种利用高压脉冲电场-冻融双循环技术制备低生糖指数南瓜粉的方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
(1)将南瓜洗净、去皮、剖切、去瓤去籽、分切,然后组织捣碎,得到南瓜浆料;
(2)对南瓜浆料进行高压脉冲电场处理;
(3)对步骤(2)中得到的产物依次进行冷冻、解冻处理;
(4)重复步骤(2)和步骤(3),进行二次高压脉冲电场-冻融处理;
(5)真空干燥、粉碎,得到南瓜粉。
在本发明所述的方法中,先将分切后的南瓜进行组织捣碎,然后将高压脉冲电场处理和冻融处理联合使用,干燥、粉碎即可得到成品。
本发明所述的冻融处理是指先经过冷冻处理,再进行解冻处理。
该方法采用纯物理方法进行制备,方法简单,生产效率高、成本低、适用性广;且该方法避免使用化学试剂、酶、放射源,绿色环保,安全便利。
本发明所述的方法中,组织捣碎的过程中可以根据实际情况加水或加少量的水,只要能将南瓜充分组织捣碎即可。
在一种优选实施方式中,步骤(1)中组织捣碎的过程包括:向分切后的南瓜中加水或不加水,用擂溃机打碎后,再用组织捣碎机将南瓜充分捣碎成泥状。
为了方便后续操作的进行以及不影响得到的南瓜粉产物的生糖指数,需要根据实际情况向分切后的南瓜中加水或不加水,以调节南瓜浆料中的含水量。
调节南瓜浆料中的含水量所要达到的标准为:步骤(1)中得到的南瓜浆料中的水分含量为20-30质量%。
在具体实施方式中,步骤(1)中得到的南瓜浆料中的水分含量可以为20质量%、21质量%、22质量%、23质量%、24质量%、25质量%、26质量%、27质量%、28质量%、29质量%、30质量%这些点值中任意两个所构成的范围。
在优选实施方式中,步骤(1)中得到的南瓜浆料中的水分含量为22-28质量%。在更为优选的实施方式中,步骤(1)中得到的南瓜浆料中的水分含量为24-26质量%。
为了保证后续可以稳定、均匀的对南瓜浆液进行高压脉冲电场处理,在具体实施方式中,可以采用恒流泵将南瓜浆料输送到高压脉冲电场处理室中进行高压脉冲电场处理。
进一步地,恒流泵输送南瓜浆料的输送速度为500-2000L/h。
在具体实施方式中,恒流泵输送南瓜浆料的输送速度为500L/h、600L/h、700L/h、800L/h、900L/h、1000L/h、1100L/h、1200L/h、1300L/h、1400L/h、1500L/h、1600L/h、1700L/h、1800L/h、1900L/h、2000L/h这些点值中任意两个所构成的范围。
在优选实施方式中,恒流泵输送南瓜浆料的输送速度可以为600-1800L/h。在更为优选的实施方式中,恒流泵输送南瓜浆料的输送速度可以为800-1200L/h。
在本发明所述的方法中,步骤(2)中高压脉冲电场处理的条件为:脉冲电场强度为10-30kV/cm;脉冲频率为100-900Hz;脉冲宽度为1-10μs;脉冲处理时间为5-30min。
在具体实施方式中,脉冲电场强度可以为10kV/cm、12kV/cm、14kV/cm、16kV/cm、18kV/cm、20kV/cm、22kV/cm、24kV/cm、26kV/cm、28kV/cm、30kV/cm这些点值中任意两个所构成的范围。
在优选实施方式中,脉冲电场强度可以为10-25kV/cm。在更为优选的实施方式中,脉冲电场强度可以为15-20kV/cm。
在具体实施方式中,脉冲频率可以为100Hz、200Hz、300Hz、400Hz、500Hz、600Hz、700Hz、800Hz、900Hz这些点值中任意两个所构成的范围。
在优选实施方式中,脉冲频率可以为100-500Hz。
在具体实施方式中,脉冲宽度可以为1μs、2μs、3μs、4μs、5μs、6μs、7μs、8μs、9μs、10μs这些点值中任意两个所构成的范围。
在优选实施方式中,脉冲宽度可以为1-8μs。在优选实施方式中,脉冲宽度可以为4-5μs。
在具体实施方式中,脉冲处理时间可以为5min、8min、10min、12min、15min、18min、20min、23min、25min、27min、30min这些点值中任意两个所构成的范围。
在优选实施方式中,脉冲处理时间可以为5-15min。在优选实施方式中,脉冲处理时间可以为8-10min。
为了得到血糖生成指数低的南瓜粉,需要合理控制冷冻处理条件和解冻处理条件。
步骤(3)中冷冻处理的条件为:冷冻温度为-10-0℃;冷冻时间为10-36小时。
在具体实施方式中,冷冻温度可以为-10℃、-9℃、-8℃、-7℃、-6℃、-5℃、-4℃、-3℃、-2℃、-1℃、0℃这些点值中任意两个所构成的范围。
在优选实施方式中,冷冻温度可以为-10-4℃。
在具体实施方式中,冷冻时间可以为10小时、13小时、15小时、18小时、20小时、23小时、25小时、28小时、30小时、33小时、36小时这些点值中任意两个所构成的范围。
在优选实施方式中,冷冻时间可以为12-26小时。在更为优选的实施方式中,冷冻时间可以为16-25小时。
步骤(3)中解冻处理的条件为:解冻温度为20-45℃;解冻时间为9-20小时。
在具体实施方式中,解冻温度可以为20℃、23℃、25℃、27℃、30℃、32℃、35℃、38℃、40℃、42℃、45℃这些点值中任意两个所构成的范围。
在优选实施方式中,解冻温度可以为20-35℃。
在具体实施方式中,解冻时间可以为9小时、10小时、11小时、12小时、13小时、14小时、15小时、16小时、17小时、18小时、19小时、20小时这些点值中任意两个所构成的范围。
在优选实施方式中,解冻时间可以为10-20小时。在更为优选的实施方式中,解冻时间可以为10-15小时。
本发明第二方面提供了一种前文所述的方法制备的低生糖指数南瓜粉,所述低生糖指数南瓜粉的血糖生成指数≤68.7。
本发明第三方面提供了一种前文所述的低生糖指数南瓜粉在改善糖尿病中的应用。本发明所述的方法得到的南瓜粉,生糖指数较低,可用于糖尿病人群的低血糖指数食品中。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述,但本发明的保护范围并不仅限于此。
本发明测试例中的南瓜粉对照的制备方法为:将南瓜洗净、去皮、剖切、去瓤去籽、分切,然后组织捣碎,得到水分含量为20-30质量%的南瓜浆料,然后直接进行50℃真空干燥,得到南瓜粉对照。
实施例1
南瓜洗净,去皮,剖切,去瓤去籽,分切,充分组织捣碎后,得到水分含量为20-30质量%的南瓜浆料,南瓜浆料经恒流泵向前驱动,输送速度为500-800L/h,进入高压脉冲电场处理室,同时开启电源220V/50HZ,脉冲电场强度为10-30kV/cm,脉冲处理时间为5-30min、脉冲频率为100-900Hz、脉冲宽度为1-10μs,物料高压脉冲处理后,在-10-4℃冷冻10-15小时,35-45℃解冻处理15-20小时,再重复进行二次高压脉冲电场-冻融处理,50℃真空干燥,粉碎,得到南瓜粉。
对比例1
按照实施例1的方法实施,不同的是,重复高压脉冲电场处理两次,但不进行冻融处理。
对比例2
按照实施例1的方法实施,不同的是,重复冻融处理两次,但不进行高压脉冲电场处理。
对比例3
采用压热联合辐照法制备南瓜粉(参照郑妍方法:郑妍,曹珏,方泽栋等,不同方法制备的马铃薯抗性淀粉物化特性研究,农产品加工,2020,14:10-12,18)。
测试例1
抗性淀粉的测定:称取适量南瓜粉样品,在37℃下用胰淀粉酶和淀粉葡糖苷酶在摇动水浴中孵育16h。加入等体积的乙醇终止反应,离心回收抗性淀粉。乙醇水溶液(50%V/V)洗涤2次,离心除上清液。将沉淀溶解在浓度为2mol/L KOH溶液中,在冰水浴中通过磁力搅拌器剧烈搅拌。将该溶液用乙酸盐缓冲液中和,并用葡萄糖氧化酶/过氧化物酶试剂(GOPOD)测量葡萄糖含量,通过系数转换得到抗性淀粉含量,取三次采样测定结果平均值,结果如表1所示。
血糖生成指数测定:参考方冲的方法[方冲,不同添加物对挤压重组米血糖生成指数及性质的影响,江南大学硕士论文,2018]。称取100mg样品置于50mL离心管中,加入2mL水,沸水浴10min糊化,再添加13mL pH值为5.2的0.2mol/L的乙酸-乙酸钠缓冲液,在37℃恒温水浴下平衡10min,再加0.2mL的混合酶液(猪胰α-淀粉酶290U/mL,糖化酶15U/mL),在37℃恒温水浴下振荡(转速为150r/min)并计时。振荡反应0min,30min,60min,90min,120min,180min后分别取0.1mL上清液加入至2mL无水乙醇进行灭酶处理,用GOPOD葡萄糖试剂盒在510nm处比色测定葡萄糖含量,每个样品平行测定3次取平均值,绘制淀粉水解曲线。以未糊化的南瓜粉水解曲线作为对照组。根据拟合方程及Origin软件计算水解指数,公式计算得到GI值,结果如表2所示。
小鼠试验、建模及血糖测定,参考周一鸣方法[周一鸣,李保国,崔琳琳等,苦荞抗性淀粉对糖尿病小鼠生理功能影响的研究,中国粮油学报,2015,5:24-28]昆明小鼠115只,雄性,清洁级,体重(22±2)g:湖北疾病预防控制中心,链脲佐菌素/STZ(药品级):sigma公司。随机选择10只作为正常对照组,105只造模,其中81只造模成功,随机选择70只,分为七组,每组10只。小鼠的普通饲料基于实验鼠GB14924.3-2010标准予以制备,小鼠共分八组:正常对照、糖尿病对照、二甲双胍药物组、5个不同南瓜粉实验组,每组10只;其中,5个不同南瓜粉实验组饲料,是小鼠普通粉状饲料,添加15%的不同南瓜粉制成;其它各组均给予普通饲料。二甲双胍药物组每天灌胃100mg/kg二甲双胍。每次禁食12h后尾尖采血,以血糖仪测定血糖,测试结果如表3、图1所示。
数据处理:用SPSS17.0进行数据处理,结果以x±s表示,组间比较采用t检验,P<0.05有统计学差异。
表1不同方法处理下的南瓜粉抗性淀粉含量(x±s,%)
测量指标 | 南瓜粉对照 | 实施例1 | 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 |
抗性淀粉 | 0.32±0.04 | 3.78±0.43b | 2.13±0.12b | 1.04±0.06a | 3.62±0.52b |
注:a,p<0.05,b,p<0.01,与南瓜粉对照比较。
由表1可知,经过不同方法处理过的南瓜粉中抗性淀粉含量显著高于南瓜粉对照(p<0.05或p<0.01)。其中,本实施例高压脉冲电场-冻融双循环法处理后的南瓜粉中抗性淀粉含量最高,为3.78%,是南瓜粉对照的11.8倍,与压热联合辐照法3.62%无统计学差异,高压脉冲电场—冻融法、压热联合辐照法都高于高压脉冲电场法的2.13%及冻融法的1.04%。因此,本实施例高压脉冲电场-冻融法得到的南瓜粉,抗性淀粉含量高于压热联合辐照法、高压脉冲电场法、冻融法、以及南瓜粉对照。
表2不同方法处理下的南瓜粉血糖生成指数(n=10)
注:a,p<0.05,与南瓜粉对照比较。
由表2可知,经过不同方法处理过的南瓜粉中血糖生成指数都低于南瓜粉对照,其中,本实施例高压脉冲电场-冻融双循环法处理后的南瓜粉中血糖生成指数67.1%,略低于压热联合辐照法的68.5%,但无显著差异;两者与南瓜粉对照血糖生成指数77.4%相比较,达到显著差异水平(p<0.05);高压脉冲电场-冻融双循环法、压热联合辐照法都明显低于高压脉冲电场法的73.4%及冻融法的71.3%。因此,本实施例高压脉冲电场-冻融双循环法得到的南瓜粉,血糖生成指数低于压热联合辐照法、高压脉冲电场法、冻融法、以及南瓜粉对照。
表3不同方法处理下的南瓜粉对小鼠血糖影响(mmol/L,n=10)
注:a,p<0.05,b,p<0.01,与糖尿病对照比较,c,p<0.05,与南瓜粉对照比较。
由表3、图1可知,试验期内,正常对照小鼠血糖值维持在4.9-5.0mmol/L水平,糖尿病造模成功后,各组初始血糖达到17.4-17.6mmol/L水平。经过7-28天饲养后,正常对照血糖没有变化,糖尿病对照有缓慢上升,其它各组都有明显的下降趋势。其中,南瓜粉对照从17.1mmol/L下降到14.4mmol/L,本实施例高压脉冲电场-冻融双循环法从17.4mmol/L下降到10.3mmol/L,压热联合辐照法从17.3mmol/L下降到11.6mmol/L,高压脉冲电场法从17.6mmol/L下降到13.8mmol/L,冻融法从17.5mmol/L下降到13.6mmol/L,第14天时,各处理组与糖尿病对照相比,血糖显著降低,达到显著差异水平(a,p<0.05,b,p<0.01);至第28天时,与南瓜粉对照比较,本实施例高压脉冲电场-冻融双循环法10.3mmol/L,压热联合辐照法11.6mmol/L,都达到显著差异(c,p<0.05);高压脉冲电场法的13.8mmol/L及冻融法的13.6mmol/L,都略低于南瓜粉对照的14.4mmol/L(p>0.05)。因此,本实施例高压脉冲电场-冻融双循环法得到的南瓜粉,降血糖效果优于压热联合辐照法、高压脉冲电场法、冻融法、以及南瓜粉对照。
实施例2
南瓜洗净,去皮,剖切,去瓤去籽,分切,充分组织捣碎后,得到水分含量为22-28质量%的南瓜浆料,南瓜浆料经恒流泵向前驱动,输送速度为600-1200L/h,进入高压脉冲电场处理室,同时开启电源220V/50HZ,脉冲电场强度为10-20kV/cm,脉冲处理时间为5-10min、脉冲频率为100-300Hz、脉冲宽度为1-5μs,物料高压脉冲处理后,在-4-0℃冷冻12-16小时,20-25℃解冻处理9-12小时,再重复进行二次高压脉冲电场-冻融处理后,50℃真空干燥,粉碎,得到南瓜粉。
对比例4
按照实施例2的方法实施,不同的是,重复高压脉冲电场处理两次,但不进行冻融处理。
对比例5
按照实施例2的方法实施,不同的是,重复冻融处理两次,但不进行高压脉冲电场处理。
测试例2
抗性淀粉的测定、血糖生成指数测定、小鼠试验、建模和血糖测定以及数据处理同测试例1,测试结果如表4-6、图2所示。
表4不同方法处理下的南瓜粉抗性淀粉含量(x±s,%)
测量指标 | 南瓜粉对照 | 实施例2 | 对比例4 | 对比例5 | 对比例3 |
抗性淀粉 | 0.30±0.02 | 3.85±0.52b | 2.42±0.26b | 1.11±0.04a | 3.57±0.36b |
注:a,p<0.05,b,p<0.01,与南瓜粉对照比较。
由表4可知,经过不同方法处理过的南瓜粉中抗性淀粉含量显著高于南瓜粉对照(p<0.05或p<0.01)。其中,本实施例高压脉冲电场-冻融双循环法处理后的南瓜粉中抗性淀粉含量最高,为3.85%,是南瓜粉对照的12.8倍,略高于压热联合辐照法3.57%,但无统计学差异,高压脉冲电场-冻融法、压热联合辐照法都高于高压脉冲电场法的2.42%及冻融法的1.11%。因此,本实施例高压脉冲电场-冻融法得到的南瓜粉,抗性淀粉含量高于压热联合辐照法、高压脉冲电场法、冻融法、以及南瓜粉对照。
表5不同方法处理下的南瓜粉血糖生成指数(n=10)
注:a,p<0.05,与南瓜粉对照比较。
由表5可知,经过不同方法处理过的南瓜粉中血糖生成指数都低于南瓜粉对照,其中,本实施例高压脉冲电场-冻融双循环法处理后的南瓜粉中血糖生成指数68.3%,略低于压热联合辐照法的69.1%,但无显著差异;两者与南瓜粉对照血糖生成指数76.6%相比较,达到显著差异水平(p<0.05);高压脉冲电场-冻融双循环法、压热联合辐照法都明显低于高压脉冲电场法的72.9%及冻融法的71.6%。因此,本实施例高压脉冲电场-冻融双循环法得到的南瓜粉,血糖生成指数低于压热联合辐照法、高压脉冲电场法、冻融法、以及南瓜粉对照。
表6不同方法处理下的南瓜粉对小鼠血糖影响(mmol/L,n=10)
注:a,p<0.05,b,p<0.01,与糖尿病对照比较,c,p<0.05,与南瓜粉对照比较。
由表6、图2可知,试验期内,正常对照小鼠血糖值维持在4.9-5.0mmol/L水平,糖尿病造模成功后,各组初始血糖达到17.4-17.6mmol/L水平。经过7-28天饲养后,正常对照血糖没有变化,糖尿病对照有缓慢上升,其它各组都有明显的下降趋势。其中,南瓜粉对照从17.6mmol/L下降到14.6mmol/L,本实施例高压脉冲电场-冻融双循环法从17.4mmol/L下降到9.8mmol/L,压热联合辐照法从17.4mmol/L下降到12.0mmol/L,高压脉冲电场法从17.5mmol/L下降到14.1mmol/L,冻融法从17.1mmol/L下降到14.3mmol/L,第14天时,各处理组与糖尿病对照相比,血糖显著降低,达到显著差异水平(a,p<0.05,b,p<0.01);至第28天时,与南瓜粉对照比较,本实施例高压脉冲电场-冻融双循环法9.8mmol/L,压热联合辐照法12.0mmol/L,都达到显著差异(c,p<0.05);高压脉冲电场法的14.1mmol/L及冻融法的14.3mmol/L,都略低于南瓜粉对照的14.6mmol/L(p>0.05)。因此,本实施例高压脉冲电场-冻融双循环法得到的南瓜粉,降血糖效果优于压热联合辐照法、高压脉冲电场法、冻融法、以及南瓜粉对照。
实施例3
南瓜洗净,去皮,剖切,去瓤去籽,分切,充分组织捣碎后,得到水分含量为20-30质量%的南瓜浆料,南瓜浆料经恒流泵向前驱动,输送速度为100-1800L/h,进入高压脉冲电场处理室,同时开启电源220V/50HZ,脉冲电场强度为15-25kV/cm,脉冲处理时间为8-15min、脉冲频率为200-500Hz、脉冲宽度为4-8μs,物料高压脉冲处理后,在-10-0℃冷冻20-26小时,20℃-45℃解冻处理10-15小时,再重复二次高压脉冲电场-冻融处理后,50℃真空干燥,粉碎,得到南瓜粉。
对比例6
按照实施例3的方法实施,不同的是,重复高压脉冲电场处理两次,但不进行冻融处理。
对比例7
按照实施例3的方法实施,不同的是,重复冻融处理两次,但不进行高压脉冲电场处理。
测试例3
抗性淀粉的测定、血糖生成指数测定、小鼠试验、建模和血糖测定以及数据处理同测试例1,测试结果如表7-9、图3所示。
表7不同方法处理下的南瓜粉抗性淀粉含量(x±s,%)
测量指标 | 南瓜粉对照 | 实施例3 | 对比例6 | 对比例7 | 对比例3 |
抗性淀粉 | 0.33±0.01 | 3.71±0.22b | 2.20±0.09b | 1.08±0.12a | 3.56±0.45b |
注:a,p<0.05,b,p<0.01,与南瓜粉对照比较。
由表7可知,经过不同方法处理过的南瓜粉中抗性淀粉含量显著高于南瓜粉对照(p<0.05或p<0.01)。其中,本实施例高压脉冲电场-冻融双循环法处理后的南瓜粉中抗性淀粉含量最高,为3.71%,是南瓜粉对照的11.2倍,与压热联合辐照法3.56%无统计学差异,高压脉冲电场—冻融法、压热联合辐照法都高于高压脉冲电场法的2.20%及冻融法的1.08%。因此,本实施例高压脉冲电场-冻融法得到的南瓜粉,抗性淀粉含量高于压热联合辐照法、高压脉冲电场法、冻融法、以及南瓜粉对照。
表8不同方法处理下的南瓜粉血糖生成指数(n=10)
注:a,p<0.05,与南瓜粉对照比较。
由表8可知,经过不同方法处理过的南瓜粉中血糖生成指数都低于南瓜粉对照,其中,本实施例高压脉冲电场-冻融双循环法处理后的南瓜粉中血糖生成指数68.7%,略低于压热联合辐照法的70.2%,但无显著差异;两者与南瓜粉对照血糖生成指数79.2%相比较,达到显著差异水平(p<0.05);高压脉冲电场-冻融双循环法、压热联合辐照法都明显低于高压脉冲电场法的73.1%及冻融法的74.6%。因此,本实施例高压脉冲电场-冻融双循环法得到的南瓜粉,血糖生成指数低于压热联合辐照法、高压脉冲电场法、冻融法、以及南瓜粉对照。
表9不同方法处理下的南瓜粉对小鼠血糖影响(mmol/L,n=10)
注:a,p<0.05,b,p<0.01,与糖尿病对照比较,c,p<0.05,与南瓜粉对照比较。
由表9、图3可知,试验期内,正常对照小鼠血糖值维持在4.9-5.1mmol/L水平,糖尿病造模成功后,各组初始血糖达到17.0-17.9mmol/L水平。经过7-28天饲养后,正常对照血糖没有变化,糖尿病对照有缓慢上升,其它各组都有明显的下降趋势。其中,南瓜粉对照从17.6mmol/L下降到15.2mmol/L,本实施例高压脉冲电场-冻融双循环法从17.3mmol/L下降到11.1mmol/L,压热联合辐照法从17.7mmol/L下降到12.2mmol/L,高压脉冲电场法从17.9mmol/L下降到14.3mmol/L,冻融法从17.2mmol/L下降到13.9mmol/L,第14天时,各处理组与糖尿病对照相比,血糖显著降低,达到显著差异水平(a,p<0.05,b,p<0.01);至第28天时,与南瓜粉对照比较,本实施例高压脉冲电场-冻融双循环法11.1mmol/L,压热联合辐照法12.2mmol/L,都达到显著差异(c,p<0.05);高压脉冲电场法的14.3mmol/L及冻融法的13.9mmol/L,都略低于南瓜粉对照的15.2mmol/L(p>0.05)。因此,本实施例高压脉冲电场-冻融双循环法得到的南瓜粉,降血糖效果优于压热联合辐照法、高压脉冲电场法、冻融法、以及南瓜粉对照。
以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合,这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容,均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种利用高压脉冲电场-冻融双循环技术制备低生糖指数南瓜粉的方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
(1)将南瓜洗净、去皮、剖切、去瓤去籽、分切,然后组织捣碎,得到南瓜浆料;
(2)对南瓜浆料进行高压脉冲电场处理;
(3)对步骤(2)中得到的产物依次进行冷冻、解冻处理;
(4)重复步骤(2)和步骤(3),进行二次高压脉冲电场-冻融处理;
(5)真空干燥、粉碎,得到南瓜粉。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(1)中组织捣碎的过程包括:向分切后的南瓜中加水或不加水,用擂溃机打碎后,再用组织捣碎机将南瓜充分捣碎成泥状。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,步骤(1)中得到的南瓜浆料中的水分含量为20-30质量%。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,采用恒流泵将南瓜浆料输送到高压脉冲电场处理室中进行高压脉冲电场处理。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,恒流泵输送南瓜浆料的输送速度为500-2000L/h。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(2)中高压脉冲电场处理的条件为:脉冲电场强度为10-30kV/cm;脉冲频率为100-900Hz;脉冲宽度为1-10μs;脉冲处理时间为5-30min。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,步骤(3)中冷冻处理的条件为:冷冻温度为-10-0℃;冷冻时间为10-36小时。
8.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,步骤(3)中解冻处理的条件为:解冻温度为20-45℃;解冻时间为9-20小时。
9.权利要求1-8中任意一项所述的方法制备的低生糖指数南瓜粉,其特征在于,所述低生糖指数南瓜粉的血糖生成指数≤68.7。
10.权利要求9所述的低生糖指数南瓜粉在制备用于糖尿病人群的低血糖指数食品中的应用。
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