紅棗膳食纖維提取及腸道健康運(yùn)動(dòng)食品研制

邢曉圓

（新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院，河南新鄉(xiāng)453000）

紅棗膳食纖維提取及腸道健康運(yùn)動(dòng)食品研制

邢曉圓

（新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院，河南新鄉(xiāng)453000）

研究生物酶法提取紅棗膳食纖維，并對(duì)提取溫度、pH值和紅棗用量等制備工藝進(jìn)行優(yōu)化。應(yīng)用提取的紅棗膳食纖維為原料，制備一種具有保護(hù)腸道健康的運(yùn)動(dòng)食品-紅棗膳食纖維果凍。經(jīng)過(guò)感官評(píng)測(cè)試驗(yàn)，證實(shí)紅棗膳食纖維果凍具有優(yōu)秀的感官品質(zhì)。通過(guò)為期40 d的人體試食試驗(yàn)，證實(shí)紅棗膳食纖維果凍可以顯著改善運(yùn)動(dòng)人員的腸道中益生菌數(shù)量，具有一定的應(yīng)用價(jià)值。

紅棗；膳食纖維；運(yùn)動(dòng)食品；腸道功能

中華大棗又名紅棗，是我國(guó)獨(dú)有特產(chǎn)，素有“木本糧食”和“營(yíng)養(yǎng)保健丸”的美譽(yù)，不僅含有氨基酸、礦物質(zhì)、維生素和糖類等常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分，還含有膳食纖維、環(huán)核苷酸、黃酮類化合物和五環(huán)三萜類化合物等多種活性成分[1-2]。紅棗膳食纖維是一種難以被人類消化吸收的多糖類高分子化合物，主要以紅棗細(xì)胞壁的木質(zhì)素、果膠、半纖維和纖維素的形式存在[3]。研究指出食用膳食纖維后可以調(diào)節(jié)腸道蠕動(dòng)，達(dá)到預(yù)防癌癥、控制體重、降血脂、降血糖和改善便秘的作用[4-5]。因此，越來(lái)越多的公司和科研機(jī)構(gòu)青睞于紅棗膳食纖維的產(chǎn)品開發(fā)和功能研究[6-7]。在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，人體的腸道易處于脆弱狀態(tài)，在受到外界的影響時(shí)腸道功能出現(xiàn)紊亂，將影響營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收，甚至導(dǎo)致疾病出現(xiàn)[8-9]。大量研究指出，功能食品可以改善腸道功能障礙癥狀，已成為目前食品研發(fā)中關(guān)注的熱點(diǎn)[10-11]。本研究采用優(yōu)化后的酶處理法提取紅棗膳食纖維，以提取的紅棗膳食纖維開發(fā)一種腸道健康運(yùn)動(dòng)食品，并采用人體試食實(shí)驗(yàn)分析這種食品的腸道保護(hù)作用。

1 材料與方法

1.1 原料

寧陽(yáng)大棗（山東省寧陽(yáng)）：當(dāng)?shù)毓肥袌?chǎng)；糖化酶、α-淀粉酶、乙醚、磷酸緩沖溶液、氫氧化鈉、鹽酸、95%乙醇均為分析純：天津市天力化學(xué)試劑有限公司；食用香精、山梨酸鉀、檸檬酸、甜蜜素、魔芋粉、果凍粉等均為食品級(jí)：當(dāng)?shù)啬呈称诽砑觿╀N售公司。

1.2 主要儀器

881-0型數(shù)顯電熱鼓風(fēng)干燥箱：蘇州同福烘箱制造有限公司；JB-1型萬(wàn)能高速粉碎機(jī)：江陰市寶利機(jī)械制造有限公司；Microfuge 20型高速冷凍離心機(jī)：美國(guó)貝克曼庫(kù)爾特公司；HZT-B型電子天平：沈陽(yáng)拓宇衡器有限公司；90-1型恒溫磁力攪拌器：上海精科儀器公司；T6型紫外分光光度計(jì)：上海讓奇儀器公司。

1.3 方法

1.3.1 酶法優(yōu)化條件正交試驗(yàn)

首先對(duì)酶法進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化試驗(yàn)采用正交法進(jìn)行，以α-淀粉酶和糖化酶添加量、酶作用時(shí)間和酶作用溫度為研究因素，具體條件如表1所示，進(jìn)行最佳酶消化試驗(yàn)條件確定。

表1 酶法優(yōu)化條件正交試驗(yàn)因素水平表Table 1 Factor level table of enzyme optimization conditions orthogonal experimental

1.3.2 紅棗膳食纖維提取工藝

目前主要采用酸堿法進(jìn)行紅棗膳食纖維的提取，本研究將進(jìn)行改進(jìn)，擬采用酶法進(jìn)行提取，具體的提取工藝為：紅棗清洗后去核，充分烘干，粉碎機(jī)粉碎，60目過(guò)篩，得到的粉末使用乙醚處理1 h，使用磷酸鹽緩沖液調(diào)整溶液pH值，加入α-淀粉酶，糖化酶，充分水浴，離心過(guò)濾，使用乙醇沖洗后過(guò)濾，充分干燥得到紅棗干粉。紅棗干燥反復(fù)過(guò)篩，精確稱量紅棗干粉加入乙醚處理，之后加入磷酸鹽緩沖液中，在室溫下使用磁力攪拌器進(jìn)行2 h的攪拌，盡量破碎細(xì)胞壁。研究指出，α-淀粉酶和糖化酶對(duì)提高膳食纖維的提取量有顯著影響，在本研究中，我們按照總體積的10%和0.8%分別添加 α-淀粉酶（1 g/mL）和糖化酶（1 g/mL），并在65℃水溫下，水浴45 min，酶解效果最好。為確定最佳的提取方案，我們對(duì)紅棗用量（%）、pH值和提取溫度進(jìn)行正交分析，具體數(shù)據(jù)如表2所示。

表2 提取工藝正交試驗(yàn)因素水平表Table 2 Factor level table of extraction process orthogonal test

1.3.3 腸道健康運(yùn)動(dòng)食品研制

膳食纖維果凍是目前新型的功能食品開發(fā)目標(biāo)，本研究擬采用紅棗膳食纖維，制備成膳食纖維果凍，在提高功能食品感官品質(zhì)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)本研究的目的。將質(zhì)量比為1∶50的甜蜜素和果凍粉（瓊脂）混勻，之后按照1 g固體物質(zhì)加入100 mL水的比例緩慢加入純凈水，在磁力攪拌器上邊攪拌邊加熱，充分溶解后，得到食品膠體。之后按比例加入膳食纖維粉、食用香精、山梨酸鉀、氯化鉀、檸檬酸等進(jìn)行混合。

1.3.4 感官評(píng)價(jià)

邀請(qǐng)10名專業(yè)的測(cè)試人員對(duì)制備的紅棗膳食纖維腸道健康運(yùn)動(dòng)食品進(jìn)行評(píng)測(cè)，評(píng)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)如表3所示，評(píng)分為16分以上可認(rèn)為食品感官品質(zhì)優(yōu)、12分～16分可認(rèn)為食品感官品質(zhì)良，12分以下可認(rèn)為食品感官品質(zhì)差。

表3 感官評(píng)測(cè)表Table 3 Sensory evaluation table

1.4 腸道健康運(yùn)動(dòng)食品的功效分析

1.4.1 試驗(yàn)人員

參與測(cè)試人員均選自某市有運(yùn)動(dòng)習(xí)慣的自愿者，所有入選的自愿者均具有癥狀相似的腸道癥狀，如便秘和腹瀉等，經(jīng)三甲醫(yī)院診斷屬于腸道癥狀。排除以下癥狀人員如：（1）患有心臟、肝臟等器官器質(zhì)性病變?nèi)藛T；（2）過(guò)敏體質(zhì)或?qū)ι攀忱w維過(guò)敏人員；（3）在試驗(yàn)開始前1個(gè)月內(nèi)服用過(guò)藥物的人員。最終如下測(cè)試人員100人，年齡分布28歲～35歲，試驗(yàn)開始前對(duì)入選人員進(jìn)行詳細(xì)的試驗(yàn)內(nèi)容介紹，并簽署知情同意書。入選人員隨機(jī)分成試驗(yàn)組和對(duì)照組，每組50人，兩組人員一般數(shù)據(jù)無(wú)顯著性差異，具有可比性。

1.4.2 食品攝入方法和攝入時(shí)間

試驗(yàn)時(shí)間為40 d，試驗(yàn)開始前所有人員均進(jìn)行腸道有益菌檢測(cè)，并保持過(guò)去的運(yùn)動(dòng)習(xí)慣，參與試驗(yàn)人員每天服用2次，每次200 mL，對(duì)照組不服用任何營(yíng)養(yǎng)品或功能性食品。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

試驗(yàn)結(jié)束后，收集所有測(cè)試人員的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，采用Spss19.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，比較食入腸道健康運(yùn)動(dòng)食品前后的變化情況。

2 結(jié)果與分析

2.1 酶法優(yōu)化試驗(yàn)

酶法優(yōu)化條件正交試驗(yàn)結(jié)果分析如表4所示。

表4 酶法優(yōu)化條件正交試驗(yàn)結(jié)果分析Table 4 Analysis of orthogonal experimental results of enzymatic optimization

根據(jù)正交試驗(yàn)結(jié)果，證實(shí)因素A及酶添加量對(duì)消化效率影響明顯，優(yōu)水平為：A2B3C1，證實(shí)最佳消化條件為：總體積的10%和0.8%分別添加α-淀粉酶（1 g/mL）和糖化酶（1 g/mL），65℃水溫下，水浴 45 min。

2.2 膳食纖維提取條件

為確定紅棗膳食纖維提取工藝，以膳食纖維提取率為參考指標(biāo)，采用正交試驗(yàn)測(cè)試了紅棗粉量、磷酸鹽溶液pH值和提取溫度對(duì)產(chǎn)量的影響，試驗(yàn)和因素水平的分析結(jié)果見表5。

表5 紅棗膳食纖維提取正交試驗(yàn)結(jié)果直觀分析表Table 5 The orthogonal experiment results

續(xù)表5 紅棗膳食纖維提取正交試驗(yàn)結(jié)果直觀分析表Continue table 5 The orthogonal experiment results

證實(shí)溫度（A）對(duì)膳食纖維提取效率影響顯著，優(yōu)組合為：A3B3C1，以此為依據(jù)獲得的最佳提取條件為：溫度35℃，pH值4.5，紅棗用量30%，經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證，此組合所得提取率優(yōu)于正交試驗(yàn)第6組。使用最優(yōu)組合進(jìn)行提取，并對(duì)提取結(jié)果進(jìn)行評(píng)定，結(jié)果符合試驗(yàn)要求。

2.3 紅棗膳食纖維果凍的感官評(píng)價(jià)

經(jīng)過(guò)10名評(píng)測(cè)人員的統(tǒng)一評(píng)估，我們制備的紅棗膳食纖維果凍感官品質(zhì)評(píng)價(jià)總分達(dá)到18.50，證實(shí)本研究制備的紅棗膳食纖維果凍具有優(yōu)秀的感官品質(zhì)。

2.4 紅棗膳食纖維果凍對(duì)腸道功能的改善

在試驗(yàn)進(jìn)行的過(guò)程中，參與試驗(yàn)人員均為健康狀態(tài)良好，未發(fā)生過(guò)量運(yùn)動(dòng)和飲食異常現(xiàn)象，并且未采用藥物治療的腸道癥狀。腸道菌群檢測(cè)結(jié)果如表6所示，并以菌落形成單位（CFU，Colony-Forming Units）表示結(jié)果。

表6 腸道菌群檢測(cè)Table 6 Intestinal flora detection

如表6所示，在經(jīng)過(guò)40 d的試食后，比較試驗(yàn)組和對(duì)照組人員糞便中的菌群改善情況，乳酸桿菌、雙歧桿菌、厭氧菌、大腸桿菌和腸球菌數(shù)均較對(duì)照組改善顯著，其中實(shí)驗(yàn)組人員乳酸桿菌、雙歧桿菌、厭氧菌和腸球菌數(shù)量較對(duì)照組人員顯著提高，而對(duì)照組人員大腸桿菌較實(shí)驗(yàn)組人員顯著提高。

3 討論

運(yùn)動(dòng)是改善健康水平的有效方式，但是不適合的運(yùn)動(dòng)方式可能會(huì)引起腸道功能障礙[12-13]。研究指出，紅棗具有預(yù)防便秘和直腸癌的作用，并可以改善腸道功能、促進(jìn)有益菌株定植和調(diào)節(jié)腸道菌株的組成[14-15]。紅棗中的膳食纖維不能在人體小腸內(nèi)消化吸收，停留在腸道內(nèi)促進(jìn)腸道內(nèi)微生物群落組成[16-17]。過(guò)去的研究主要采用酸堿法等化學(xué)發(fā)生進(jìn)行膳食纖維的提取，雖然效率較高，但是提取過(guò)程存在在污染環(huán)境和過(guò)程繁瑣的缺點(diǎn)[18-20]。本研究采用正交法優(yōu)化生物酶法，確定溫度35℃，pH值4.5，紅棗用量30%為最佳提取條件。在該條件下處理紅棗，最終得到純度較高的不溶性膳食纖維。制備成膳食纖維果凍并經(jīng)過(guò)感官評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)，正式通過(guò)40 d的人體試食試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)束后試驗(yàn)組人員糞便中有益菌數(shù)量較對(duì)照組人員發(fā)生顯著改善。證實(shí)紅棗膳食纖維果凍具有改善腸道功能的作用。

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Extraction of Dietary Fiber from Jujube and Research of Food for Intestinal Health

XING Xiao-yuan
（Xinxiang Medical University，Xinxiang 453000，Henan，China）

The extraction technology of jujube dietary fiber was optimized by biologic al enzymatic method，and the extraction temperature，pH value and dosage were optimized.The jujube dietary fiber jelly was prepared by using the extracted jujube dietary fiber as raw material，and a jujube dietary fiber jelly was prepared to protect the intestinal health.After sensory evaluation experiments，confirmed that jujube dietary fiber jelly with excellent sensory quality.By a 40-day experiment，It was confirmed that jujube dietary fiber jelly could significantly improve the bowel dysfunction of athletes，and it had a certain application value.

jujube；dietary fiber；exercise food；intestinal function

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.24.019

邢曉圓（1980—），女（漢），講師，碩士，研究方向：體育教育訓(xùn)練學(xué)。

2017-03-23