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为解决功能性饮料研发及开心果绿壳(PGH)利用问题,研究人员开展含 PGH 提取物(PGHE)的无糖功能饮料研究。通过实验确定最佳配方,发现 FB1 和 FB-A 表现出色且稳定。该研究为开发健康饮料提供方向,具有重要意义。
在当今追求健康生活的时代,人们对健康食品和饮料的关注度与日俱增。功能性饮料因其具有潜在的健康功效,成为众多消费者的选择。然而,如何开发出既健康又美味的功能性饮料,仍是食品领域的一大挑战。与此同时,食品工业中的废弃物处理也是一个亟待解决的问题。开心果绿壳(PGH)作为开心果产业的主要副产品,通常被丢弃,不仅造成资源浪费,还可能引发环境问题。但其实 PGH 含有丰富的抗氧化酚类化合物,具有多种健康功效,如抗氧化、抗菌、抗糖尿病等。因此,将 PGH 开发为功能性饮料的原料,既能实现资源的有效利用,又能为消费者提供健康饮品,具有重要的研究价值。
来自国外研究机构的研究人员针对上述问题,开展了一项关于开发新型含开心果绿壳提取物(PGHE)的无糖功能饮料的研究。他们希望通过这项研究,评估 PGHE 的安全性,确定功能饮料的最佳配方,并探究配方对饮料抗氧化活性和总酚含量(TPC)的影响。研究成果发表在《Applied Food Research》上。
在这项研究中,研究人员用到了多种关键技术方法。首先是响应面法(RSM),通过这种方法优化功能饮料的配方,确定了独立变量与 TPC 和抗氧化活性(IC50)之间的关系。其次是进行急性口服毒性实验,评估 PGHE 对 Wistar 大鼠的安全性。另外,还运用了 DPPH 自由基清除试验测定抗氧化活性,以及采用 Folin-Ciocalteu 试剂法测定总酚含量。同时,研究人员通过感官评价,让不同的参与者对饮料进行品尝打分,以此确定消费者对不同配方饮料的接受程度。
下面来看具体的研究结果:
- 急性口服毒性:对 PGHE 进行急性口服毒性评估,给 Wistar 大鼠分别喂食不同剂量的 PGHE,最高剂量达到 5000mg/kg 体重。结果发现,在七天内,大鼠没有出现死亡情况,而且不同剂量的 PGHE 对大鼠的体重、食物摄入量和水摄入量都没有显著影响。这表明 PGHE 的 LD50大于 5000mg/kg 体重,是安全无毒的。
- 总酚含量和抗氧化活性:在实验设计中,不同配方的功能饮料其 TPC 和 IC50存在显著差异。PGHE 浓度是影响 TPC 的主要因素,它与甜菊糖浓度的相互作用也会增强 TPC。随着 PGHE 浓度增加,饮料的 TPC 和抗氧化活性都有所提高。研究还建立了 TPC 和 IC50的模型,R2值分别为 0.968 和 0.788,表明模型与数据拟合良好。
- 优化配方:通过 RSM 优化得到了功能饮料的最佳配方,如 FB1(含有 8.0% PGHE、0.18% 甜菊糖、2.0% 甘露醇和 0.39% 香草)。预测值和观察值之间的偏差较小,证明了数学模型在测试范围内的有效性。
- 物理性质:对优化后的功能饮料进行物理性质检测,FB1 的颜色参数为 L*=14.83 ± 0.19,a*=1.53 ± 0.05,b*=12.45 ± 0.10,pH 为 4.63 ± 0.01,总可溶性固形物含量为 11.95 ± 0.07°BX 。这些数据表明,PGHE 对饮料的颜色、pH 和总可溶性固形物含量都有显著影响。
- 感官评价:在第一阶段感官评价中,FB1 的空白对照组在口感和总体可接受性上得分较高,但 FB1 相对 FB2 有更好的总体可接受性。在第二阶段,调整了 FB1 的配方,降低了 PGHE 浓度并更换了调味剂,结果显示 FB-A(含有 2.0% w/v PGHE 和 2.0 % v/v 藏红花提取物)在颜色、口感、甜度等方面的可接受性更高。
- 稳定性:对 FB1 进行两个月的稳定性评估,在 4°C 储存条件下,其 TPC 和 IC50在储存前后没有显著变化,表明该饮料在储存过程中保持稳定。
研究结论和讨论部分指出,本研究成功开发出新型无糖功能饮料。PGHE 安全无毒,为功能饮料提供了健康原料。确定的最佳配方 FB1 和 FB-A 各具优势,FB1 具有较高的健康效益,适合追求高健康价值的消费者;FB-A 口感更温和,适合日常多次饮用。这些功能饮料可能具有促进健康的作用,不过还需要进一步的体内研究来探究其对糖尿病、神经退行性疾病等的影响。这项研究为开发利用 PGH 资源、生产健康功能饮料提供了重要依据,对推动食品行业的可持续发展具有重要意义。