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      分光光度計助力研制小球藻紫果西潘蓮多糖復(fù)合飲料

      發(fā)布時間:2024-10-08
      小球藻是綠藻門小球藻科的單細(xì)胞綠藻,含有多糖、蛋白質(zhì)、維生素、食用纖維及多種礦物元素。有研究顯示[1-2],其主要成分多糖的體外抗氧化作用較好,可增強機體免疫力。okada等[3]指出該多糖緩解機體疲勞的活性較乳糖有顯著性差異,因此被大量用于保健食品的研究開發(fā)。紫果西番蓮是西番蓮科多年木質(zhì)藤本植物的果實,氣味芬香濃郁,富含多糖、有機酸、維生素、氨基酸等營養(yǎng)物質(zhì)。
      本文利用紫果西番蓮抑制小球藻異味,研制小球藻紫果西番蓮多糖符合飲料為相關(guān)運動食品的開發(fā)提供參考。
      一、材料
      1、材料與儀器
      材料:健康雄性小鼠、小球藻粉、紫果西番蓮、蔗糖、西洋參口服液、葡糖糖標(biāo)準(zhǔn)品、苯酚、硫酸、檸檬酸、羧甲基纖維素鈉、蒸餾水
      儀器:電子天平、超聲波細(xì)胞粉碎機、ph計、x5型紫外可見分光光度計(上海元析儀器有限公司)、均質(zhì)機、離心機等
      二、方法
      1、操作
      1.1、小球藻多糖提取
      以蒸餾水為提取溶劑,小球藻粉以1:20質(zhì)量體積比于100w超聲破碎,97℃熱水浸提3h后在8000r/min下離心10min,取上清液,加入4% cl3ccooh,4℃靜置過夜離心,取上清液加入95%乙醇,4℃靜置過夜離心取沉淀,冷凍干燥[4]。
      1.2、紫果西番蓮多糖提取
      以蒸餾水作提取溶劑,紫果西番蓮果肉以1:5質(zhì)量體積比,于330w超聲波破碎,70℃熱水浸提30min后離心,濾液冷凍干燥[5]。
      1.3、調(diào)配
      50%小球藻多糖水溶液和50%紫果西番蓮多糖水溶液以固定比例混合后,加入一定劑量食品添加劑調(diào)配。
      1.4、均質(zhì)、灌裝與滅菌
      調(diào)配后的料液均質(zhì)攪拌2次后灌裝于121℃滅菌10min,冷卻即得小球藻紫果西番蓮多糖復(fù)合飲料[6]。
      2、復(fù)合飲料配方優(yōu)化
      2.1、單因素實驗設(shè)計
      根據(jù)預(yù)實驗結(jié)果,考察小球藻與紫果西番蓮多糖溶液體積比、蔗糖用量、檸檬酸用量、羧甲基纖維素鈉用量對飲料的感官評分和離心沉降率的影響,方案如下:
      1)蔗糖用量3%、檸檬酸用量0.2%、羧甲基纖維素鈉0.3%,考察小球藻與紫果西番蓮多糖溶液體積比(3:1、2:1、1:1、1:2、1:3)的影響。
      2)小球藻與紫果西番蓮多糖溶液體積比1:2、檸檬酸用量0.2%、羧甲基纖維素鈉用量0.3%、考察蔗糖用量(1%、3%、5%、7%、9%)的影響。
      3)小球藻與紫果西番蓮多糖溶液體積比1:2、蔗糖用量3%、羧甲基纖維素鈉用量0.3%、考察檸檬酸用量(0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%)的影響。
      4)小球藻與紫果西番蓮多糖溶液體積比1:2、蔗糖用量3%、檸檬酸用量0.3%、考察羧甲基纖維素鈉用量(0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%)的影響。
      2.2、響應(yīng)面試驗設(shè)計
      在單因素實驗基礎(chǔ)上,以兩種物質(zhì)多糖溶液體積比(a)、蔗糖(b)、檸檬酸(c)和羧甲基纖維素鈉(d)的用量為響應(yīng)因素,感官得分為響應(yīng)值(y),設(shè)計四因素三水平響應(yīng)面試驗,利用design-expert 軟件的 box-behnken 試驗設(shè)計原理,優(yōu)化各組分配比,試驗因素水平見表 1 所示。
      表1 響應(yīng)面試驗因素水平
      3、飲料感官品質(zhì)評價
      3.1、感官評價標(biāo)準(zhǔn)
      參考相關(guān)飲料評價標(biāo)準(zhǔn)[7-8],并結(jié)合小球藻紫果西番蓮多糖復(fù)合飲料特性,制定該飲料的感官評價標(biāo)準(zhǔn),見下表所示,同時邀請10位食品專營人員,按照該標(biāo)準(zhǔn)對不同組分配比制得的飲料進(jìn)行感官評價,最終評分取平均值。
      表2 飲料感官評價標(biāo)準(zhǔn)
      評價項目
      評價標(biāo)準(zhǔn)
      評價值(分)
      色澤
      淺黃綠色,色澤均一、透亮
      20-25
      呈黃綠色,較透亮,色澤不均一
      10-20
      棕綠色,不透亮,溶液上下層存在明顯色差
      0-10
      氣味
      紫果西番蓮香味濃郁,無異味或刺激性氣味
      20-25
      溶液有稍許刺激性
      10-20
      有藻類腥味或異味
      0-10
      口感
      酸甜適中、口感柔和、無腥臭味
      20-25
      紫果西番蓮味道突出、有稍許異味
      10-20
      腥澀味、甜味過重
      0-10
      組織形態(tài)
      溶液均一透明、靜置無明顯沉淀和分層、離心沉淀率低于1.0%
      20-25
      溶液較透明、離心沉淀率低于2.0%
      10-20
      溶液不透明、靜置后有明顯沉淀
      0-10
      3.2、離心沉淀率
      稱取飲料m0,置于離心管中,以3000r/min離心10min后,對罐內(nèi)上清液稱重記為m,公式w(%)=(m0-m)/m0計算飲料的離心沉淀率w(%),平行測定六次[9]。
      4、理化指標(biāo)檢測
      4.1、 ph值測定 利用ph計檢測復(fù)合飲料的ph值。
      4.2、多糖含量測定
      葡萄糖對照品經(jīng)120℃干燥恒重后,按照文獻(xiàn)操作步驟[10],分別加入苯酚與濃硫酸預(yù)處理樣品后,于490 nm波長測定吸光度值,另作空白對照,隨后以對照品溶液的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo),吸光度值為縱坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,得到標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程:y=1.026 x+0.052 (r=0.9989),另于相同波長下測定該復(fù)合飲料的吸光度值,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程,計算其多糖含量。
      4.3、微生物指標(biāo)檢測
      按照國家標(biāo)準(zhǔn)操作步驟[11],分別檢測小球藻紫果西番蓮多糖復(fù)合飲料的微生物菌落總數(shù)、大腸桿菌和致病菌。
      三、結(jié)果與分析
      1、單因素試驗結(jié)果
      1.1、小球藻與紫果西番蓮多糖溶液體積比對飲料品質(zhì)影響
      1.2、蔗糖質(zhì)量對飲料品質(zhì)的影響
      1.3、檸檬酸用量對飲料品質(zhì)的影響
      1.4、羧甲基纖維素鈉對飲料品質(zhì)的影響
      2、響應(yīng)面優(yōu)化試驗
      2.1、試驗結(jié)果
      表3 響應(yīng)面實驗結(jié)果
      按照 box-behnken 設(shè)計原理,分別以小球藻與紫果西番蓮的多糖溶液體積比(a)、蔗糖(b)、檸檬酸(c)及羧甲基纖維素鈉(d)用量為響應(yīng)面考察因素,感官評分為(y)為響應(yīng)值,進(jìn)行四因素三水平響應(yīng)面分析,結(jié)果見表 3 所示。
      多元回歸擬合模型結(jié)果為y=84.97+2.64a+0.78b+1.20c+0.23d+0.14ab?0.56ac+0.45ad?0.082bc?0.22bd?0.22cd? 0.40a2 ?0.73b2?0.79c2 ?0.16d2,對該模型進(jìn)行顯著檢驗與方差分析,結(jié)果如表4.
      表4 響應(yīng)面方差分析
      2.2、 響應(yīng)曲面分析與驗證實驗
      從圖中得知,兩兩因素交互響應(yīng)面坡面陡峭順序為:ac>ad>cd>bd>ab>bc。,另對二次多項回歸擬合方程進(jìn)行極值分析,確定小球藻紫果西番蓮多糖復(fù)合飲料的最佳配方為:小球藻與紫果西番蓮的多糖溶液體積比 1:2、蔗糖 2.35%、檸檬酸0.14%、羧甲基纖維素鈉 0.4%,最高預(yù)測值為 87.94分,按照2.3.1步驟評價,實際得分為(88.71±0.87)分,表明該回歸模型可較好預(yù)測復(fù)合飲料的最佳配方。
      圖5 兩因素交互作用的響應(yīng)面
      3.3 復(fù)合飲料的質(zhì)量指標(biāo)結(jié)果
      采用上述最佳配方制得的復(fù)合飲料呈淺黃綠色、色澤均一,紫果西番蓮香味濃郁,酸甜適中,室溫靜置 6 個月未有明顯沉淀與分層。該復(fù)合飲料的ph值為5.7;離心沉淀率為0.59%;多糖含量為5.62%;微生物菌落總數(shù)≤100 cfu/100ml,未有大腸桿菌和其它致病菌檢出。
      四、結(jié)論
      本研究以小球藻和紫果西番蓮多糖為原料,輔以蔗糖、羧甲基纖維素鈉研制小球藻紫果西番蓮多糖復(fù)合飲料。通過單因素與響應(yīng)面試驗優(yōu)化得到飲料的最佳配方為:小球藻與紫果西番蓮的多糖溶液體積比 1:2、蔗糖 2.35%、檸檬酸 0.14%、羧甲基纖維素鈉 0.4%,感官評分為(88.71±0.87)分,制得飲料呈淺黃綠色、色澤均一,紫果西番蓮香味濃郁,酸甜適中,靜置后未有明顯沉淀與分層。
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      本文章內(nèi)容來源于:李奕. 小球藻紫果西番蓮多糖復(fù)合飲料顏料研制及其對小鼠運動耐力的影響[j].食品工業(yè)科技,2021,42(10):314-320.
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