Efecto de la liofilización por pulverización y vacío sobre la calidad de la bebida sólida compleja Cistanche Deserticola y Jujube

Efecto de la liofilización por aspersión y vacío sobre la calidad deCistanche deserticolay bebida sólida compleja de azufaifa LIU Lang, ZHANG Zhen, LI Wei, DU Jianming, SHI Jianli, CHEN Yixuan, JIN Lina (Facultad de Ciencias e Ingeniería de Alimentos, Universidad Agrícola de Gansu, Lanzhou, 730070, China)

Resumen En este estudio,Desierto Cistanche deserticola y azufaifo., que son recursos característicos de la provincia de Gansu, se utilizaron como materia prima para preparar bebidas sólidas mediante secado por aspersión (SD) y liofilización al vacío (VFD), respectivamente. Se investigaron los efectos de diferentes métodos de secado sobre la microestructura, estado sensorial, propiedades físicas, higroscopicidad, solubilidad y capacidad antioxidante de bebidas sólidas.

Los resultados mostraron que VFD tenía una estructura de poros mucho más pequeña que SD. El ΔE de la muestra SD fue 35,37 y el ΔE de la muestra VFD fue 46,25, lo que mostró una diferencia de color obvia. Detección sensorial de diferencias en la calidad de las bebidas. El análisis de huellas dactilares físicas mostró que SD tenía mejor compresibilidad y uniformidad que VFD, y la similitud entre SD y VFD fue9.68%. Las tasas higroscópicas de SD y VFD fueron 19,64% y 18,99% respectivamente. La aceleración higroscópica de SD fue -0.002 6 g/h2. La solubilidad de las muestras SD fue del 96,58%, el tiempo de disolución fue de 52,38 s y el tiempo de hundimiento en húmedo fue de 89,85 s. Los resultados mostraron que la tasa de eliminación de radicales libres DPPH de las muestras SD y VFD fue mejor que la de las muestras VFD, y la tasa de eliminación de radicales libres DPPH de las muestras SD y VFD disminuyó en un 50,64% y 53,03%, respectivamente. Los resultados mostraron que los métodos de secado afectaron la microestructura de las bebidas sólidas y, finalmente, las propiedades sensoriales, físicas y la capacidad antioxidante de las bebidas sólidas obtenidas por diferentes métodos de secado fueron diferentes.Este estudio brindó apoyo y referencia para el desarrollo de Cistanche deserticola y azufaifa.

Palabras clavesecado por aspersión; liofilización al vacío; bebida sólida; huella digital física; actividad antioxidante

La innovación y el desarrollo de bebidas sólidas en China son bastante rápidos y las perspectivas del mercado son muy prometedoras. En comparación con otros tipos de bebidas, las bebidas sólidas son ricas en nutrientes, de sabor único y duraderas en almacenamiento. Son populares entre los consumidores porque son fáciles de transportar y pueden mezclarse y beberse según sus preferencias personales [1].

Los principales procesos de secado para producir bebidas sólidas actualmente incluyen el secado por aspersión (SD) y la liofilización al vacío (VFD) [2].

Cistanche deserticola YC MaEs una hierba perenne y un recurso alimenticio y medicinal especial en la provincia de Gansu. Contiene ricos ingredientes activos como polisacáridos, flavonoides ypolifenoles[3]. Entre los ingredientes activos, el contenido dePolisacáridos de Cistanche deserticolaes relativamente alto, que tiene muchas funciones como efectos antioxidantes, laxantes y sobre la flora intestinal [4]. El uso de Cistanche deserticola se concentra principalmente en la medicina clínica y en el desarrollo y utilización de productos sanitarios. En la actualidad, existen pocos alimentos que utilicen Cistanche deserticola como materia prima y tiene grandes perspectivas de desarrollo. Los dátiles rojos (Zizyphus Jujuba Mill) son los frutos maduros de la familia Rhamnaceae. Tienen una larga historia de cultivo y son ricos en nutrientes. Son un alimento popular. Según la literatura, los dátiles rojos contienen ingredientes activos como polisacáridos y fenoles [5]. Los polisacáridos de dátil rojo son uno de los ingredientes activos importantes que pueden mejorar la función inmune, resistir la oxidación y mejorar el ambiente gastrointestinal [6]. Los productos de dátiles rojos son ricos en nutrientes, de alto valor y tienen una gran demanda en el mercado. El desarrollo de productos de dátiles rojos también es un tema candente. Los polisacáridos tienen una buena capacidad antioxidante, que a menudo se expresa mediante las tasas de eliminación de DPPH y ABTS. La calidad de las bebidas sólidas obtenidas mediante diferentes métodos de secado es diferente. Entre ellos, las propiedades físicas básicas, la solubilidad, la nutrición y las cualidades sensoriales son de interés para el público. En la actualidad, la investigación sobre bebidas sólidas se centra principalmente en ingredientes activos y sabores, y existe poca conexión entre las propiedades físicas y químicas básicas y la microestructura de las propias bebidas sólidas. En este estudio se utilizaron como principales materias primas Cistanche deserticola del desierto, dátiles rojos, etc. El secado por aspersión y la liofilización al vacío se seleccionaron de acuerdo con las condiciones de producción reales. Las bebidas sólidas se prepararon mediante extracción de agua, concentración, secado y otros procesos. Primero, se comparó el estado sensorial de la bebida sólida con los resultados de la microscopía electrónica de barrido y se midieron las propiedades físicas básicas de la bebida sólida compuesta de Cistanche y dátiles rojos obtenida. Luego, se usó la huella digital para comparar y analizar las propiedades físicas de la bebida sólida, se ajustó la curva higroscópica de la bebida sólida y se midió la solubilidad. Luego, la muestra se disolvió para simular la digestión gastrointestinal in vitro y se relacionó la calidad de la bebida sólida con su microestructura, lo que proporcionó una referencia para el desarrollo y la investigación de calidad de nuevas bebidas sólidas en el futuro.

1 Materiales y métodos

1.1 Materiales, reactivos e instrumentos

Materiales y reactivos: Desert Cistanche deserticola era del condado de Minqin, ciudad de Wuwei, los dátiles rojos eran de Lanzhou, azúcar blanca (disponible comercialmente), ácido cítrico (calidad alimentaria; Henan Shengfa Biotechnology Co., Ltd.), maltodextrina (calidad alimentaria; Shandong Xiwang Sugar Co., Ltd.), pepsina porcina (1:3 000 Shanghai Yuanye Technology Co., Ltd.), tripsina porcina (1:4 000 Shanghai Yuanye Technology Co., Ltd.), DPPH (1,1-difenil-2-picrilhidrazilo; Hefei Bomei Biotechnology Co., Ltd.), y el resto de los reactivos eran de calidad analítica nacional. Instrumentos: Evaporador rotatorio (RE52CS-1; Fábrica de instrumentos bioquímicos de Shanghai Yarong); secador por pulverización (BILON-6000Y; Shanghai Bilang Instrument Manufacturing Co., Ltd.); liofilizador al vacío (scientz-20F/A; Ningbo Xinzhi Biotechnology Co., Ltd.); horno eléctrico de secado rápido (HGZF-Ⅱ/H101-3; Shanghai Yuejin Medical Instrument Co., Ltd.); analizador láser de tamaño de partículas (Bettersize2600; Dandong Better Instrument); agitador magnético de temperatura constante (juego HHS1-; Shanghai Yuejin Medical Instrument Co., Ltd.); centrífuga refrigerada de alta velocidad (TGL-16M; Hunan Xiangyi Laboratory Instrument Development Co., Ltd.); lector de microplacas de banda completa (SpectraMaxABS Plus; Shanghai Meigu Molecular Instrument Co., Ltd.); microscopio electrónico de barrido ambiental (Japan Electron Optics Co., Ltd.).

1.2 Método de prueba

1.2.1 Flujo del proceso de preparación de bebidas sólidas compuestas

Preparación del flujo del proceso de bebidas sólidas: materia prima en polvo → extracción → composición → concentración → secado → trituración → producto terminado. Pesar la materia prima en polvo según la proporción de cistanche del desierto y dátiles rojos de 3,45:6,55, mezclar bien, añadir agua pura según la proporción material-líquido de 1:4{{10}} g/ml , hervir a 75 grados durante 3,5 h y filtrar. Agregue 0,4% de ácido cítrico, 7% de azúcar blanca y 0,9% de maltodextrina al extracto en proporción para preparar la solución madre de bebida. Agite la solución madre y colóquela en un evaporador rotatorio para concentrarla a una densidad de 1,2-1.3 g/cm3. Selle el extracto con film transparente para su uso posterior.

(1) Preparación de la muestra SD: la solución madre de bebida se succionó a un secador por aspersión para secarla. La temperatura del aire de entrada se ajustó a 160 grados, la velocidad de la bomba peristáltica fue de 15 r/min y el caudal de aire de entrada fue de 40 m3/h. La muestra se tamizó a través de un tamiz de malla 80-.

(2) Preparación de la muestra VFD: el espesor del extracto en la placa de cultivo se controla en aproximadamente 5 mm. Se precongela en el frigorífico durante 48 horas y luego se transfiere a un liofilizador al vacío. Durante el proceso de secado, la presión se mantiene por debajo de 20 Pa hasta que se completa el secado. Después de secar durante 48 horas, se extrae la muestra y se tritura a través de un tamiz de malla 80- para obtener una muestra.

1.2.2 Determinación sensorial y de microestructura de bebidas sólidas.

1.2.2.1 Microestructura

Condiciones de determinación del microscopio electrónico de barrido (SEM): fije la muestra con cinta de doble cara, galvanoplastia y pulverización de oro, colóquela en un microscopio electrónico de barrido, observe y fotografíe la microestructura. Con referencia a la literatura de Chen Henghui et al. [8], la ampliación se selecciona como 50, 100 y 500 veces.

1.2.2.2 Determinación del color

Se agrega la muestra para llenar la placa de cultivo, se miden L*, a* y b* de la muestra con un colorímetro y se calcula la diferencia de color total.

1.2.2.3 Evaluación sensorial de bebidas sólidas GB 7101-2022 "Bebidas Norma Nacional de Seguridad Alimentaria" describe el color, sabor, olor y textura de las muestras antes y después de mezclarlas.

1.2.3 Huellas físicas y similitud de bebidas sólidas obtenidas mediante diferentes métodos de secado

Haciendo referencia al método de Chen Henghui et al. [7,8], se midieron los siguientes indicadores secundarios: densidad aparente (TD), densidad aparente (BD), compresión (DC), porosidad (P), ángulo de reposo ( ), relación de Hausner (HR), absorción de humedad ( H), contenido de agua (W), tamaño medio de partículas (D50), ancho de distribución del tamaño de partículas (Span), rango de tamaño de partículas (Width). Haciendo referencia al método de Chen Anli et al. [9,10], los indicadores se convirtieron y fusionaron en 5 indicadores principales: apilamiento, compresibilidad, fluidez, estabilidad y uniformidad. Los indicadores principales se consideran las cinco dimensiones de las coordenadas y se calcula la distancia euclidiana para obtener la similitud. Cuanto más cercana a 0 es la similitud, menos similares son las propiedades físicas. Calculado según la siguiente fórmula: Distancia euclidiana:

1.2.4 Estudio de higroscopicidad

1.2.4.1 Recopilación de datos de higroscopicidad

Consulte el método de Wang Yangyang et al. [11] y modifíquelo, mida el cambio de peso antes y después de la absorción de humedad en diferentes puntos de tiempo (2, 4, 6, 8, 10, 12, 18, 24, 36, 48, 60, 72, 84, 96, 108 , 120, 132, 144, 156, 168 h), y realizar 2 pruebas paralelas. La tasa de absorción de humedad.

la fórmula es la siguiente:

Donde: m1-peso del plato y de la muestra antes de la absorción de humedad, g; m2-peso del plato y de la muestra después de la absorción de humedad, g; m0-peso del plato, g.

1.2.4.2 Ajuste de datos

Refiriéndose al método de Yang Wei et al. [12], el proceso de absorción de humedad de bebidas sólidas se mostró usando datos de gráficos, se ajustaron los datos de absorción de humedad, se comparó el grado de ajuste de la ecuación a la curva de absorción de humedad y se seleccionó el modelo apropiado para el análisis basado en el grado. de ajuste.

1.2.5 Capacidad de disolución

La solubilidad, el tiempo de disolución y el tiempo de hundimiento en humectación se determinaron haciendo referencia al método de Chen Anli et al. [9].

1.2.6 Simulación de digestión gastrointestinal in vitro

La solución digestiva se preparó haciendo referencia al método de Qin, Shi Cui et al. [13,14] y modificado. La bebida sólida se preparó en una solución de 1 mg/ml. La digestión gastrointestinal in vitro se simuló haciendo referencia al método de Zheng Min et al. [15]. Se determinó la tasa de eliminación de radicales libres DPPH de la solución digerida. La tasa de eliminación de radicales libres DPPH de la solución de vitamina C se determinó como control.

Preparación de jugo gástrico simulado: Pesar con precisión 2,5 g de pepsina, agregar una pequeña cantidad de agua para disolverla, agregar 4,10 ml de HCl y luego agregar agua hasta completar 250 ml. El pH de la solución de HCl de 1 mol/l se ajustó a 1,3 y se almacenó a 4 grados.

Preparación de líquido intestinal simulado: tomar con precisión 1,36 g de dihidrógenofosfato de potasio y disolverlo en agua, diluirlo a 200 ml con una solución de NaOH al 4%, ajustar el pH a 7,0 con una solución de NaOH de 1 mol/L y Disolver 20 g de tripsina porcina en agua. Después de mezclar las dos soluciones, agregue agua para diluirla a 400 ml y guárdela a 4 grados.

Determinación de la tasa de eliminación de radicales libres de DPPH: consulte el método de Wan Liujing et al. [16] y modifíquelo. El efecto eliminador de radicales libres del DPPH está determinado por la fórmula:

Donde: A0 es la absorbancia del grupo de control medida con 10 μL de etanol anhidro + 190 μL de etanol anhidro-DPPH; A1 es la absorbancia de la solución de muestra medida con 10 μL de solución de digestión + 190 μL de etanol anhidro-DPPH. El control y la muestra son la absorbancia a 515 nm.

1.2.7 Procesamiento de datos

Se utilizaron Origin2022, spss26, Excel y otro software para procesar y analizar los datos.