枸杞，茄科類(lèi)植物，又名茍起子、甜菜子、枸蹄子 等，是一種藥食同源的食物。枸杞中含有多種生理活性 成分，如枸杞多糖，具有增強(qiáng)免疫、抗腫瘤、抗衰老、 抗疲勞、抗輻射損傷、調(diào)節(jié)血脂、降血壓、降血糖等功 效，此外，枸杞中的胡蘿卜素還可以美容養(yǎng)顏、滋潤(rùn)肌 膚，適量食用有助于健康。目前，中國(guó)市場(chǎng)上80%的 枸杞仍以干果銷(xiāo)售，深加工高附加值的產(chǎn)品較少，隨著 大健康產(chǎn)業(yè)的興起，枸杞作為藥食同源食物開(kāi)發(fā)前景廣闊。研究表明，乳酸菌生長(zhǎng)代謝會(huì)產(chǎn)生乳酸、胞外多 糖、抗菌肽等物質(zhì)，這些不僅有利于改善食品風(fēng)味，還 能提高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，延長(zhǎng)保質(zhì)期。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

枸杞購(gòu)于寧夏銀川；植物乳桿菌NCU137由南昌大學(xué) 食品科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室保藏。 脫脂乳 雙城雀巢有限公司；明膠 北京鑫達(dá)食 品添加劑有限公司；麥芽糊精 國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限 公司；海藻糖 上海阿拉丁生化科技股份有限公司； 蔗糖 安徽省來(lái)發(fā)食品貿(mào)易有限公司；異乳糖、菊粉、 低聚異麥芽糖、麥芽糖醇、乳糖 河南圣斯德實(shí)業(yè)有限 公司；所有材料與試劑均為食品級(jí)。

1.2 儀器與設(shè)備

上海精宏SHP-250生化培養(yǎng)箱,上海精宏試驗(yàn)設(shè)備有限公司；YXQ-LS50S IIA/B3生物安全柜 蘇州安泰空氣技術(shù)有限公司；YXQ-LS-50S II立式壓力蒸汽 滅菌器 上海博訊實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；萬(wàn)分之 一精密電子天平 梅特勒-托利多儀器（上海）有限 公司；SJ201A-250型榨汁機(jī) 浙江蘇泊爾股份有限 公司；凍干顯微鏡 德國(guó)bt1有限公司；功率補(bǔ)償 型差示掃描量熱儀 梅特勒-托利多國(guó)際股份有限 公司；超低溫冰箱 海爾集團(tuán)有限公司；真空冷凍干 燥機(jī) 上海東富龍科技有限公司；西林瓶 滄州榮昌 玻璃制品有限公司。

1.3 方法

1.3.1 凍干工藝流程

篩選優(yōu)良的干枸杞→干枸杞復(fù)水→打漿→滅菌→冷 卻→接種→發(fā)酵→加入保護(hù)劑→預(yù)凍→凍干

1.3.2 發(fā)酵枸杞漿的制備

選取質(zhì)量、形態(tài)好的干枸杞，以1∶3的比例進(jìn)行復(fù) 水，打漿，102 ℃滅菌20 min，冷卻后菌劑接種量為萬(wàn)分 之一，培養(yǎng)發(fā)酵16 h，發(fā)酵完的枸杞漿在2 h之內(nèi)備用。

1.3.3 共晶點(diǎn)、共融點(diǎn)與玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度的測(cè)定

使用差示掃描量熱儀測(cè)定物料的共晶點(diǎn)、共融點(diǎn) 以及玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度；用電子天平稱(chēng)取10 mg左右 調(diào)配好的枸杞漿放置于差示掃描量熱儀的鋁盤(pán)中，壓 蓋放入儀器中進(jìn)行測(cè)定。儀器的程序設(shè)定：一階段以 －10 ℃/min的速率從25 ℃到－50 ℃，保持2 min；二階 段退火過(guò)程，以10 ℃/min的速率從－50 ℃到退火溫度 －5 ℃，保持2 min；三階段再以－5 ℃/min從－5.0 ℃ 到－50 ℃，保持2 min；四階段以5 ℃/min的速率從 －50 ℃進(jìn)行連續(xù)掃描直至達(dá)到25 ℃。

1.3.4 崩解溫度的測(cè)定

取2 μL凍干前發(fā)酵枸杞漿放置在凍干顯微鏡的載 物臺(tái)，以20 ℃/min的速率使物料的溫度降到－60 ℃， 維持150 s，待物料完全凍實(shí)后抽真空，真空度保持在 10 Pa左右，以2 ℃/min的速率升至20 ℃，顯微鏡每5 s 拍攝物料的照片，用于監(jiān)控并記錄凍干過(guò)程，確定物料 的崩解溫度。

1.3.5 凍干曲線的繪制

在凍干過(guò)程中每隔10 min記錄樣品溫度，通過(guò)記錄 的樣品溫度繪制凍干曲線，每個(gè)樣品重復(fù)實(shí)驗(yàn)3 次。

1.3.6 凍干樣品的制備

配制不同濃度的保護(hù)劑，102 ℃滅菌20 min，冷卻 至室溫，將發(fā)酵枸杞漿重懸于不同的保護(hù)劑中，混合均 勻，－80 ℃保存?zhèn)溆谩?br />
1.3.7 保護(hù)劑的選擇與優(yōu)化

分別選取5%、10%、15%的脫脂乳、低聚異麥芽 糖、菊粉、乳糖、海藻糖、異乳糖，10%、15%、20%的 麥芽糊精，0.5%、1.0%、1.5%的明膠，1%、2%、3%的 蔗糖，5%、10%、15%的麥芽糖醇，10 種不同梯度的保 護(hù)劑，分別加入到發(fā)酵枸杞漿中進(jìn)行單因素試驗(yàn)，確 定適宜保護(hù)劑及用量。以存活率為指標(biāo)，通過(guò)正交試驗(yàn) 進(jìn)行復(fù)配，確定最佳冷凍干燥的復(fù)配保護(hù)劑。

2 結(jié)果與分析


由于發(fā)酵枸杞漿屬于多元溶液，成分較為復(fù)雜， 多種溶質(zhì)之間相互作用，結(jié)晶情況復(fù)雜，降溫處理，水分的部分凍結(jié)成晶體的冰，其他成分結(jié)晶部分形成 玻璃體。由圖1可以看出，當(dāng)溫度逐漸從25 ℃降到 －50 ℃的過(guò)程中，4～6 min之間，即－22.70～－27.34 ℃ 之間有一個(gè)放熱峰，這是因?yàn)榘l(fā)酵枸杞漿在由液態(tài)變?yōu)?固態(tài)的過(guò)程中需要放出大量的相變潛熱，峰為結(jié)晶峰， 即確定發(fā)酵枸杞漿部分溶質(zhì)的結(jié)晶點(diǎn)為－19.59 ℃。同 理，當(dāng)溫度從－50 ℃升到25 ℃時(shí)，在34 min與38 min 之間有一個(gè)比較矮的吸收峰，因?yàn)榘l(fā)酵枸杞漿在從固態(tài) 到液態(tài)的過(guò)程中會(huì)吸收相變的潛熱，起始點(diǎn)即共熔點(diǎn)為 －5.28 ℃。因?yàn)榘l(fā)酵枸杞漿是復(fù)雜的混合物，并不能完 全結(jié)晶，結(jié)晶點(diǎn)不能準(zhǔn)確地反映樣品的凍結(jié)狀態(tài)，對(duì)于 含有的非晶態(tài)高分子成分沒(méi)有結(jié)晶點(diǎn)，玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度 是非晶態(tài)物質(zhì)的一個(gè)重要物理性質(zhì)，當(dāng)處于玻璃態(tài)時(shí)， 分子鏈和鏈段都不能運(yùn)動(dòng)，達(dá)到穩(wěn)固的狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果 顯示，經(jīng)過(guò)10 ℃/min的速率從－50 ℃到－5 ℃的退火過(guò) 程，在升溫速率為5 ℃/min時(shí)發(fā)酵枸杞漿的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫 度為－31.82 ℃，所以預(yù)凍終點(diǎn)溫度低于－31.82 ℃。

3 結(jié) 論

凍干食品不僅保證了食品的品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)，相比于 一些罐裝、冷凍食品，更容易運(yùn)輸且能長(zhǎng)時(shí)間保鮮。 本研究以復(fù)水枸杞漿為原料，經(jīng)植物乳桿菌發(fā)酵16 h 后，測(cè)定了發(fā)酵枸杞漿的物性參數(shù)，并以菌體存活率 為指標(biāo)來(lái)進(jìn)行保護(hù)劑的選擇與優(yōu)化，最終完成凍干曲 線的繪制。結(jié)果表明，發(fā)酵枸杞漿的物性參數(shù)：結(jié)晶 點(diǎn)為－19.59 ℃，共熔點(diǎn)為－5.28 ℃，玻璃轉(zhuǎn)化溫度為 －31.82 ℃，崩解溫度約為－36 ℃，根據(jù)物料的物性參 數(shù)，確定了預(yù)凍溫度為－40 ℃，繪制預(yù)凍曲線并確定 預(yù)凍時(shí)間為4 h，升華干燥階段的溫度設(shè)置為－45 ℃， 完成發(fā)酵枸杞漿的凍干曲線繪制；復(fù)配保護(hù)劑為20%麥 芽糊精、14%乳糖、6%海藻糖的保護(hù)效果最佳；加入 復(fù)配保護(hù)劑后，樣品的崩解溫度約為－21 ℃，確定升 華干燥溫度－30 ℃并繪制樣品的凍干曲線，得到了富 含活菌的枸杞粉。益生菌發(fā)酵枸杞粉凍干后活菌數(shù)高達(dá) 9.6（lg（CFU/g）），含水量低于3%，色澤完好，復(fù) 水性強(qiáng)，產(chǎn)品質(zhì)量佳。凍干發(fā)酵枸杞粉既保持了特有的 保健功能，又含有大量的活菌可以調(diào)節(jié)胃腸菌群生態(tài)平 衡，迎合了消費(fèi)者對(duì)高品質(zhì)食品的需求，符合大健康產(chǎn) 業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，因此市場(chǎng)前景非常的廣闊，必將受到越來(lái) 越多消費(fèi)者的青睞。



 

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