刺梨果渣高纤粉加工及品质特性研究

摘要

刺梨是贵州省珍贵的优势特色资源，具有多项保健及药用功能，并已在食品、医药、保健食品领域应用开发，发展前景可观。在刺梨资源开发利用中，占鲜果重量50％的果渣副产物，含丰富可利用营养成分，但至今仍未得到合理有效的开发利用，同时缺乏相关技术研究，造成资源的浪费甚至对环境造成污染，已成为企业面临的现实问题。因此，对刺梨果渣进行高值化利用技术研究改善原料加工品质，对充分发挥刺梨资源的功能优势，实现刺梨副产物的高效利用，生产高附加值产品，减少生产排放及浪费，促进刺梨产业及地方经济的发展具有重要意义。
　　本文以刺梨果渣为研究对象，通过对果渣干制加工保藏技术研究、挤压改性处理与工艺条件优化，以及干法超微粉碎等处理，探讨不同活化技术果渣纤维产品品质与功能特性表现，为其后续开发利用提供指导，主要研究内容及结果如下：
　　1.刺梨果渣采用热风、远红外及真空三种不同干燥方式进行干燥处理，通过干燥温度、时间及色泽品质变化筛选出最佳干制条件，结果得出不同干制技术最佳干燥温度为：热风干燥50℃、远红外干燥50℃、真空干燥65℃；对干燥刺梨果渣品质分析，结合Topsis进行综合评定，得到干燥方式接近理想解的顺序是：远红外干燥>真空干燥>热风干燥，即远红外干燥50℃是刺梨果渣最佳干燥条件，果渣色泽及营养成分损失最少。同时，通过监测刺梨果渣三种干燥技术过程中水分变化，对常见的7种干燥模型进行非线性拟合，由拟合结果可知，三种干燥方式的干燥模型均为Midilli and Kucuk模型，经验证试验证明Midilli and Kucuk模型是刺梨果渣干燥的适合模型。
　　2.采用双螺杆挤压技术对刺梨果渣进行改性处理，通过对物料含水量、挤压温度、螺杆转速和喂料速度单因素试验和正交实验优化，得出最佳挤压条件为：水分33%、温度150℃、螺杆转速144r/min、喂料79.2r/min，其中物料水分含量、挤压温度、螺杆转速、喂料速度对刺梨果渣中SDF含量的影响极显著（P<0.01），对最优条件进行验证试验，SDF含量为19.87%，为原果渣SDF含量的3.08倍。
　　3.采用双螺杆挤压、超微粉碎和挤压超微粉碎方法对刺梨果渣进行不同方法改性处理，对比分析样品基本成分、微观形态结构和理化性质，得出：（1）改性处理后果渣SDF含量与对照组相比差异极显著（P<0.01），挤压组SDF含量是对照组的3.11倍，挤压超微组SDF含量是对照组的2.68倍。而超微粉碎组随着粒径的减小，蛋白质和SDF含量呈上升趋势，当粒径≤48μm时SDF含量比对照组增加113.13%。（2）扫描电镜结果发现，与对照组相比，改性后果渣产品纤维空间结构被破坏，颗粒更加细小，其中超微粉碎组比挤压超微粉碎组样品颗粒的平均粒径小；挤压组样品呈多孔块状结构，超微粉碎样品和挤压超微粉碎样品呈现出多层不规则的片状结构。（3）改性处理后果渣理化性质发生明显改变，超微组膨胀力和持水力随粒径减小而降低，水溶性随粒径减小而增大；挤压超微组与对照组和挤压组之间均差异显著（P<0.05），且挤压超微组膨胀力、持水力和水溶性与挤压组相比都有所降低，但都高于超微组；挤压组较对照组膨胀力和水溶性分别提高了1.16倍和2.62倍（P<0.01）。（4）不同改性处理的刺梨果渣阳离子交换能力均高于对照组，其中挤压超微处理提高果渣阳离子交换能力最明显，不同改性处理后样品对葡萄糖吸附能力与对照组相比有很大提高，且随着溶液中葡萄糖浓度的增加而增加。
　　4.分析不同处理刺梨果渣对四氧嘧啶诱导的高血糖小鼠血糖调节、高脂膳食小鼠血脂调节以及对D-半乳糖诱导的衰老小鼠心脏、肝脏、肾脏的抗氧化功能方面的影响。试验结果得出：在高血糖小鼠血糖试验中，超微高剂量组、挤压超微高剂较模型组血糖值降低20.71%和18.51%（P<0.01），降血糖作用最佳；高脂膳食小鼠试验中，超微高剂量组和挤压超微高剂量组较模型组TC、TG含量分别降低49.22%、50.50%和37.81%、40.33%（P<0.01），超微高剂量组和挤压超微高、中剂量组与模型组相比HLD-C含量提高了148.94%、132.98%和128.72%
　　（P<0.01）；D-半乳糖诱导的衰老小鼠心脏、肝脏、肾脏的抗氧化功能试验中，对照组和超微组的高、中剂量具有显著抗氧化、抗衰老作用，TDF组中、低剂量对机体的抗氧化水平和抗衰老效果最差。
　　通过不同改性处理刺梨果渣，理化特性及生理功能得到有效提升，可作为营养功能基料及高纤产品梯度开发提供了价值的理论和技术支持。