Effet de la lyophilisation par pulvérisation et sous vide sur la qualité de la boisson solide complexe Cistanche Deserticola et Jujube

Effet de la lyophilisation par pulvérisation et sous vide sur la qualité desCistanche désertiqueet boisson solide complexe de jujubeLIU Lang, ZHANG Zhen, LI Wei, DU Jianming, SHI Jianli, CHEN Yixuan, JIN Lina (Collège des sciences et de l'ingénierie alimentaires, Université agricole de Gansu, Lanzhou, 730070, Chine)

Résumé Dans cette étude,désert Cistanche deserticola et jujube, qui sont des ressources caractéristiques de la province du Gansu, ont été utilisées comme matières premières pour préparer des boissons solides par séchage par pulvérisation (SD) et lyophilisation sous vide (VFD), respectivement. Les effets de différentes méthodes de séchage sur la microstructure, l'état sensoriel, les propriétés physiques, l'hygroscopique, la solubilité et la capacité antioxydante des boissons solides ont été étudiés.

Les résultats ont montré que le VFD avait une structure de pores beaucoup plus petite que le SD. Le ΔE de l'échantillon SD était de 35,37 et le ΔE de l'échantillon VFD était de 46,25, ce qui montrait une différence de couleur évidente. Détection sensorielle des différences de qualité des boissons. L'analyse des empreintes physiques a montré que SD avait une meilleure compressibilité et uniformité que VFD, et la similitude entre SD et VFD était9.68%. Les taux hygroscopiques de SD et VFD étaient respectivement de 19,64 % et 18,99 %. L'accélération hygroscopique du SD était de -0.002 6 g/h2. La solubilité des échantillons SD était de 96,58 %, le temps de dissolution était de 52,38 s et le temps de mouillage était de 89,85 s. Les résultats ont montré que le taux d'élimination des radicaux libres DPPH des échantillons SD et VFD était meilleur que celui des échantillons VFD, et que le taux d'élimination des radicaux libres DPPH des échantillons SD et VFD a diminué de 50,64 % et 53,03 %, respectivement. Les résultats ont montré que les méthodes de séchage affectaient la microstructure des boissons solides et, enfin, que les propriétés sensorielles, physiques et la capacité antioxydante des boissons solides obtenues par différentes méthodes de séchage étaient différentes.Cette étude a apporté un soutien et une référence pour le développement du Cistanche deserticola et du jujube.

Mots-clésséchage par pulvérisation ; lyophilisation sous vide; boisson solide; empreinte digitale physique; activité antioxydante

L'innovation et le développement des boissons solides en Chine sont assez rapides et les perspectives de marché sont très prometteuses. Par rapport à d’autres types de boissons, les boissons solides sont riches en nutriments, ont une saveur unique et sont durables lors du stockage. Ils sont populaires auprès des consommateurs car ils sont faciles à transporter et peuvent être mélangés et bu selon les préférences personnelles [1].

Les procédés de séchage courants pour la production de boissons solides comprennent actuellement le séchage par pulvérisation (SD) et la lyophilisation sous vide (VFD) [2].

Cistanche deserticola YC Maest une plante herbacée vivace et une ressource alimentaire et médicinale spéciale dans la province du Gansu. Il contient de riches ingrédients actifs tels que des polysaccharides, des flavonoïdes etpolyphénols[3]. Parmi les principes actifs, la teneur enPolysaccharides de Cistanche deserticolaest relativement élevé, ce qui a de nombreuses fonctions telles que des effets antioxydants, laxatifs et sur la flore intestinale [4]. L'utilisation de Cistanche deserticola est principalement concentrée en médecine clinique et dans le développement et l'utilisation de produits de santé. À l'heure actuelle, il existe peu d'aliments utilisant la Cistanche deserticola comme matière première, et celle-ci présente de grandes perspectives de développement. Les dattes rouges (Zizyphus Jujuba Mill) sont les fruits mûrs de la famille des Rhamnacées. Ils ont une longue histoire de culture et sont riches en nutriments. C'est un aliment populaire. Selon la littérature, les dattes rouges contiennent des ingrédients actifs tels que des polysaccharides et des phénols [5]. Les polysaccharides de datte rouge sont l’un des ingrédients actifs importants qui peuvent renforcer la fonction immunitaire, résister à l’oxydation et améliorer l’environnement gastro-intestinal [6]. Les produits à base de dattes rouges sont riches en nutriments, de grande valeur et ont une forte demande sur le marché. Le développement de produits à base de dattes rouges est également un sujet brûlant. Les polysaccharides ont une bonne capacité antioxydante, souvent exprimée par les taux de clairance DPPH et ABTS. La qualité des boissons solides obtenues par différentes méthodes de séchage est différente. Parmi elles, les propriétés physiques de base, la solubilité, la nutrition et les qualités sensorielles préoccupent le public. À l’heure actuelle, la recherche sur les boissons solides se concentre principalement sur les ingrédients actifs et les arômes, et il existe peu de liens entre les propriétés physiques et chimiques de base et la microstructure des boissons solides elles-mêmes. Dans cette étude, la Cistanche deserticola du désert, les dattes rouges, etc. ont été utilisées comme principales matières premières. Le séchage par pulvérisation et la lyophilisation sous vide ont été sélectionnés en fonction des conditions de production réelles. Les boissons solides étaient préparées par extraction de l’eau, concentration, séchage et autres processus. Tout d’abord, l’état sensoriel de la boisson solide a été comparé aux résultats de la microscopie électronique à balayage, et les propriétés physiques de base de la boisson solide composite de cistanche et de dattes rouges obtenues ont été mesurées. Ensuite, l’empreinte physique a été utilisée pour comparer et analyser les propriétés physiques de la boisson solide, et la courbe hygroscopique de la boisson solide a été ajustée et la solubilité a été mesurée. Ensuite, l'échantillon a été dissous pour simuler la digestion gastro-intestinale in vitro, et la qualité de la boisson solide a été liée à sa microstructure, qui a fourni une référence pour le développement et la recherche sur la qualité de nouvelles boissons solides à l'avenir.

1 Matériels et méthodes

1.1 Matériels, réactifs et instruments

Matériel et réactifs : Desert Cistanche deserticola provenait du comté de Minqin, ville de Wuwei, les dattes rouges provenaient de Lanzhou, sucre blanc (disponible dans le commerce), acide citrique (qualité alimentaire ; Henan Shengfa Biotechnology Co., Ltd.), maltodextrine (qualité alimentaire ; Shandong Xiwang Sugar Co., Ltd.), pepsine porcine (1 :3 000 Shanghai Yuanye Technology Co., Ltd.), trypsine porcine (1 :4 000 Shanghai Yuanye Technology Co., Ltd.), DPPH (1,1-diphényl-2-picrylhydrazyl ; Hefei Bomei Biotechnology Co., Ltd.), et le reste des réactifs étaient de qualité analytique nationale. Instruments : Évaporateur rotatif (RE52CS-1 ; Usine d'instruments biochimiques Shanghai Yarong) ; séchoir par pulvérisation (BILON-6000Y ; Shanghai Bilang Instrument Manufacturing Co., Ltd.) ; lyophilisateur sous vide (scientz-20F/A ; Ningbo Xinzhi Biotechnology Co., Ltd.) ; étuve électrique de séchage par soufflage (HGZF-Ⅱ/H101-3 ; Shanghai Yuejin Medical Instrument Co., Ltd.) ; analyseur de taille de particules laser (Bettersize2600 ; Dandong Better Instrument ); agitateur magnétique à température constante (ensemble HHS1- ; Shanghai Yuejin Medical Instrument Co., Ltd.) ; centrifugeuse réfrigérée à grande vitesse (TGL-16M ; Hunan Xiangyi Laboratory Instrument Development Co., Ltd.) ; lecteur de microplaques pleine bande (SpectraMaxABS Plus ; Shanghai Meigu Molecular Instrument Co., Ltd.) ; microscope électronique à balayage environnemental (Japan Electron Optics Co., Ltd.).

1.2 Méthode d'essai

1.2.1 Flux de processus de préparation de boissons solides composées

Préparation du flux de processus de boisson solide : poudre de matière première → extraction → composition → concentration → séchage → concassage → produit fini. Peser la poudre de matière première selon le rapport cistanche du désert/dattes rouges de 3,45:6,55, bien mélanger, ajouter de l'eau pure selon le rapport matière-liquide de 1:4{{10}} g/mL , faire bouillir à 75 degrés pendant 3,5 h et filtrer. Ajouter 0,4 % d’acide citrique, 7 % de sucre blanc et 0,9 % de maltodextrine à l’extrait en proportion pour préparer la solution mère de boisson. Remuer la solution mère et la placer dans un évaporateur rotatif pour la concentrer à une densité de 1.2-1,3 g/cm3. Scellez l’extrait avec une pellicule plastique pour une utilisation ultérieure.

(1) Préparation de l'échantillon SD : la solution mère de boisson a été aspirée dans un séchoir par pulvérisation pour être séchée. La température de l'air d'entrée était réglée à 160 degrés, la vitesse de la pompe péristaltique était de 15 tr/min et le débit d'air d'entrée était de 40 m3/h. L'échantillon a été tamisé à travers un tamis à mailles 80-.

(2) Préparation des échantillons VFD : L'épaisseur de l'extrait dans la boîte de culture est contrôlée à environ 5 mm. Il est précongelé au réfrigérateur pendant 48 heures puis transféré dans un lyophilisateur sous vide. Pendant le processus de séchage, la pression est maintenue en dessous de 20 Pa jusqu'à ce que le séchage soit terminé. Après séchage pendant 48 heures, l'échantillon est retiré et broyé à travers un tamis à mailles 80- pour obtenir un échantillon.

1.2.2 Détermination sensorielle et microstructurale des boissons solides

1.2.2.1 Microstructure

Conditions de détermination au microscope électronique à balayage (MEB) : fixer l'échantillon avec du ruban adhésif double face, galvanoplastie et pulvérisation d'or, le placer au microscope électronique à balayage, observer et photographier la microstructure. En se référant à la littérature de Chen Henghui et al. [8], le grossissement est sélectionné entre 50, 100 et 500 fois.

1.2.2.2 Détermination de la couleur

L'échantillon est ajouté pour remplir la boîte de culture, et les L*, a* et b* de l'échantillon sont mesurés par un colorimètre, et la différence de couleur totale est calculée.

1.2.2.3 Évaluation sensorielle des boissons solides GB 7101-2022 « National Food Safety Standard Beverages » décrit la couleur, le goût, l'odeur et la texture des échantillons avant et après mélange.

1.2.3 Empreintes physiques et similarité des boissons solides obtenues par différentes méthodes de séchage

En se référant à la méthode de Chen Henghui et al. [7,8], les indicateurs secondaires suivants ont été mesurés : densité après tassement (TD), densité apparente (BD), compression (DC), porosité (P), angle de repos ( ), rapport de Hausner (HR), absorption d'humidité ( H), teneur en eau (W), taille médiane des particules (D50), largeur de distribution granulométrique (Span), plage granulométrique (Width). En se référant à la méthode de Chen Anli et al. [9,10], les indicateurs ont été convertis et fusionnés en 5 indicateurs principaux : empilement, compressibilité, fluidité, stabilité et uniformité. Les indicateurs primaires sont considérés comme les 5 dimensions des coordonnées, et la distance euclidienne est calculée pour obtenir la similarité. Plus la similarité est proche de 0, moins les propriétés physiques sont similaires. Calculée selon la formule suivante : Distance euclidienne :

1.2.4 Etude d'hygroscopique

1.2.4.1 Collecte de données sur l'hygroscopique

Se référer à la méthode de Wang Yangyang et al. [11] et modifiez-le, mesurez le changement de poids avant et après l'absorption d'humidité à différents moments (2, 4, 6, 8, 10, 12, 18, 24, 36, 48, 60, 72, 84, 96, 108 , 120, 132, 144, 156, 168 h), et réaliser 2 tests en parallèle. Le taux d'absorption de l'humidité

la formule est la suivante :

Où : m1-poids de la boîte et de l'échantillon avant absorption d'humidité, g ; m2-poids de la boîte et de l'échantillon après absorption d'humidité, g ; m0-poids du plat, g.

1.2.4.2 Ajustement des données

En se référant à la méthode de Yang Wei et al. [12], le processus d'absorption d'humidité des boissons solides a été affiché à l'aide de données graphiques, les données d'absorption d'humidité ont été ajustées, le degré d'ajustement de l'équation à la courbe d'absorption d'humidité a été comparé et le modèle approprié a été sélectionné pour l'analyse en fonction du degré. de montage.

1.2.5 Capacité de dissolution

La solubilité, le temps de dissolution et le temps de mouillage ont été déterminés en se référant à la méthode de Chen Anli et al. [9].

1.2.6 Simulation de digestion gastro-intestinale in vitro

La solution digestive a été préparée en se référant à la méthode de Qin, Shi Cui et al. [13,14] et modifié. La boisson solide a été préparée dans une solution à 1 mg/mL. La digestion gastro-intestinale in vitro a été simulée en se référant à la méthode de Zheng Min et al. [15]. Le taux d'élimination des radicaux libres DPPH de la solution digérée a été déterminé. Le taux d’élimination des radicaux libres DPPH de la solution de vitamine C a été déterminé à titre de contrôle.

Préparation de suc gastrique simulé : pesez avec précision 2,5 g de pepsine, ajoutez une petite quantité d'eau pour la dissoudre, ajoutez 4,10 mL de HCl, puis ajoutez de l'eau pour compléter à 250 mL. Le pH de la solution de HCl à 1 mol/L a été ajusté à 1,3 et stocké à 4 degrés.

Préparation du liquide intestinal simulé : prenez avec précision 1,36 g de dihydrogénophosphate de potassium et dissolvez-le dans l'eau, diluez-le à 200 mL avec une solution de NaOH à 4 %, ajustez le pH à 7,0 avec une solution de NaOH à 1 mol/L, et dissoudre 20 g de trypsine porcine dans l'eau. Après avoir mélangé les deux solutions, ajoutez de l'eau pour la diluer à 400 ml et conservez-la à 4 degrés.

Détermination du taux de piégeage des radicaux libres DPPH : se référer à la méthode de Wan Liujing et al. [16] et modifiez-le. L’effet anti-radicalaire du DPPH est déterminé par la formule :

Où : A0 est l'absorbance du groupe témoin mesurée par 10 μL d'éthanol anhydre + 190 μL d'éthanol anhydre-DPPH ; A1 est l'absorbance de la solution échantillon mesurée par 10 μL de solution de digestion + 190 μL d'éthanol anhydre-DPPH. Le contrôle et l'échantillon sont l'absorbance à 515 nm.

1.2.7 Traitement des données

Origin2022, spss26, Excel et d'autres logiciels ont été utilisés pour traiter et analyser les données.