鮮榨果蔬的口感及其在體外消化體系中血糖指數的測定

1、蘇州大學本科生畢業(yè)設計(論文)鮮榨果蔬的口感及其在體外消化系統(tǒng)中血糖指數的測定摘 要1Abstract2第一章前言31.1血糖生成指數的研究進展31.2體外消化的研究進展41.3本文研究內容及意義5第二章蘋果-胡蘿卜復合果汁的體外消化實驗62.1實驗試劑和裝置62.2實驗方法62.2.1體外法測定果汁消化過程中葡萄糖含量62.2.2 DNS法測定還原糖72.2.2.1 DNS溶液的配制72.2.2.2標準曲線的測定72.2.2.3樣品的測定方法82.3蘋果-胡蘿卜復合果汁82.4 GI的計算方法82.5產品感官評價8第三章 結果與討論103.1實驗結果分析103.1.1純種果汁消化過程中葡萄糖

2、含量變化103.1.2混合果汁消化過程中葡萄糖含量變化113.1.3混合果汁口感的討論143.2實驗結論14參考文獻15致謝17摘 要開發(fā)口感良好并且低糖的復合果汁是目前果汁飲料發(fā)展的一個重要方向。本實驗以蘋果和胡蘿卜為主要原料，采用體外消化的方法，利用燒杯或錐形瓶模擬人體食用食物后在胃部和小腸的3 h消化過程中葡萄糖的變化情況，測定在不同的配比下蘋果-胡蘿卜復合果汁的葡萄糖含量的變化。根據食物中的碳水化合物含量計算出每50 g的蘋果胡蘿卜所含有的碳水化合物的重量，并以相同質量的葡萄糖作為參照物，并以同樣的實驗方法利用燒杯或錐形瓶模擬人體消化 3 h消化過程中葡萄糖的變化，以面積比計算出各種比

3、例果汁的GI值。并通過感官評價等方式，對復合果汁的口感進行測試。結果表明：蘋果-胡蘿卜復合果汁的最佳配方為蘋果原汁與胡蘿卜原汁配比為2:3，研制的飲料具有較低的還原糖含量，升糖速度較為緩慢，且可以將胡蘿卜固有的難以使人接受的味道與蘋果汁復合后得以掩蓋，風味獨特，口感適宜。 關鍵詞：體外消化，復合果汁，蘋果原汁，胡蘿卜原汁，血糖生成指數（GI） 導師：陳曉東教授AbstractThe development of a good-tasting and low-sugar composite juice is an important direction for the development o

4、f juice beverages. In this experiment, apples and carrots were used as the main raw materials. And the digestion in vitro method was used to simulate the change of glucose in the digestive process.The simulated process of the stomach and small intestine was in a beaker or conical flask.The results w

5、ere determined under different ratios by the changes in the glucose content of apple-carrot compound juices. Calculate the weight of carbohydrates per 50 g of the apples and carrots based on the carbohydrate content of the food, and use the same mass of glucose as a reference, and use a beaker or co

6、nical flask to simulate human digestion for 3 h using the same experimental method. Changes in glucose during digestion, calculated as area ratios of GI values for various proportions of juice. The sensory evaluation method was used to test the taste of the compound juice. The results showed that th

7、e optimum formula of apple-carrot juice was 2:3 ratio of apple juice and carrot juice, and the developed beverage had a lower reducing sugar content, and the speed of sugar increase was slow, and it could be inherent in carrots. This ratio can make people accept the taste and cover it up. It has uni

8、que flavor and taste.Key words: in vitro digestion, compound juice, apple juice, carrot juice, glycemic index (GI)第一章前言1.1血糖生成指數的研究進展 隨著社會結構的變化，飲食習慣和飲食結構也發(fā)生了巨大的變化，與胰島素抵抗等相關的疾病發(fā)生率比例不斷上升。1982年，Jenkins1等根據人們食用的食物對餐后消化過程中引起的對血糖的反應，引入血糖指數這一概念來描述人體對食物的消化速率和由此引起的血糖應答。血糖生成指數是評價消化后升糖能力的重要指標。目前GI成為預防和治療慢性疾病，尤

9、其是糖尿病的新理念和新工具。經過30多年的發(fā)展，GI的概念已經被很多國家所了解和認可。但是各個國家根本自己實際情況對GI及GI標識有不同的規(guī)定。目前，GI的概念的認可程度在各個國家之間存在很大的差異。澳大利亞和新西蘭是應用GI標識最廣泛的國家，并有相應的食品法律法規(guī)來管理。據在線調查，澳大利亞對低GI標識的認識最高，達到82%，新西蘭居第二為76%，而全球的平均水平為41%。南非提出標識立法但未通過，但最終規(guī)定對至少40%能量來源于CHO的食品進行GI標識。歐洲一些國家也對食品進行低GI標識，問卷調查顯示，眾多消費者會關注低GI標識，歐洲的這些國家中消費者意識最高的為葡萄牙，其次意大利，法國，

10、瑞典，西班牙。在英國許多國家也會選擇性的對一些健康食品進行GI測定，并支持宣傳，對低GI食品的呼聲很高。在美國，美國食品和藥品管理局對GI標識存在潛在支持的態(tài)度。而加拿大認為GI不是產品營養(yǎng)固有的特性，不允許標有GI標識的食品進行銷售。日本國家機構對GI概念非常感興趣，大力鼓勵研究GI與健康之間的聯系，因此在日本可以看到許多標有GI值的食品。16在我國，這個概念引起了各部門的注意，但是目前我國還沒有自己的測量標準，主要是參照國外的標準進行實驗，所以GI標識是否在我國進行廣泛使用仍在討論中。在未來，GI會與人們的生活聯系更加密切，會被更多消費者尤其是糖尿病患者所接受，但在這一過程中，還有許多需要

11、進一步完善：GI的測定方法需標準化，數據才能具有可信性；標識需進行規(guī)范；GI與慢性病之間的研究需進一步深化；GI的分類要做到有意義的劃分；對GI食品進行立法，加強對GI的宣傳力度，開發(fā)出真正適合特殊人群的GI產品。這些還需科研人員和政府的進一步努力。碳水化合物是人類膳食的主要組成成分，也是人體的重要供能物質，食物中的碳水化合物被消化吸收轉化為葡萄糖，因此碳水化合物消化后會使人體的血糖濃度產生變化18。根據血糖生成指數的高低可將含碳水化合物的食品分為三類：以葡萄糖為標準，定為100，GI55的食品定為低GI食物，GI介于55-70區(qū)間定義為中GI食物，GI70的食物定為高GI食物3-4。人們生活

12、水平的改善，人們在日常的飲食中攝取更多的熱量和糖量，這間接導致了與膳食相關的慢性代謝疾病的發(fā)病率逐年升高，這一問題引起了人們對血糖指數的關注，并做與之相關的研究。據研究，長期攝入高GI的食物會使肥胖癥，高血脂，糖尿病，高血壓，心臟病和腫瘤等慢性疾病的發(fā)病率升高5，因此通過對食物GI值的測定，對預防和改善這些疾病有重要的指導意義。 1.2體外消化的研究進展 人體的消化道起自口腔延續(xù)至咽，食道，胃，小腸，大腸等部分，與消化道組成完整的消化系統(tǒng)。體內消化實驗費用較高，周期長，結構重復性差，且存在倫理問題，較難展開6。而體外消化可以模擬體內消化的過程和條件，具有較高的靈活性，準確性和可重復性。體外消化

13、模型從單個反應器到多個反應器的靜態(tài)模型和動態(tài)模型7-8。靜態(tài)模型不能模擬體內發(fā)生的物理過程如剪切，混合，水合等，且消化過程中消化產物不會被吸收，所以這類模型主要應用于簡單的食品的營養(yǎng)物質的消化研究。動態(tài)模型不僅可以模擬胃腸道中的物理處理過程，而且可以顯示不同消化時間下發(fā)生的其他變化。動態(tài)模型可以觀察到不同的消化時間下食物的物理狀態(tài)如粘度和破碎程度等。體外模型現在已經廣泛應用到健康和食品等方面的研究中，是分析食品藥品中常用的工具7-8，為研究工作提供了較大的便利。但由于體內差異性的關系，體外和體內消化的結果還是存在一些差異性。還需探究體內外相關性，以期使體外模型更加逼真。1.3本文研究內容及意義

14、目前多種水果混合的果汁飲料比單一的飲料更具有保健的作用，由于人們對于健康和口感的要求越來越高，復合果汁在未來具有廣闊的發(fā)展前景9-10.果汁目前在人們的生活中也較為普遍食用，水果榨成汁其風味更加獨特，所用很多消費者喜歡選擇直接攝入果汁來代替天然狀態(tài)的水果。但研究顯示果汁的健康效果與完整的水果并不等同，多數新鮮水果的血糖指數和血糖負荷比較低，如蘋果，藍莓等11，因此適當攝入一些水果可能并不會增加糖尿病的患病風險。但是果汁中的膳食纖維含量較少，更容易快速攝入大量的糖分，消化吸收速度也更快，食物的消化吸收速度就會影響血糖指數。我國是蘋果生產大國，蘋果的產量在世界排名第一，蘋果中含有有機酸，還原糖，維

15、生素，類黃酮等有效成分，蘋果汁營養(yǎng)價值高，而且具有養(yǎng)顏益智和預防心血管疾病的功能13。胡蘿卜被稱為“小人參”，具有較高的營養(yǎng)價值，可以預防眼疾，促進兒童生長發(fā)育，降低血脂，血壓，血糖，增強機體抗病等功能14。胡蘿卜汁存在氣味問題，以及口感難以被大部分群眾接受，需要輔助加入其他果汁才能在保有其原有色澤的基礎上提高其營養(yǎng)價值和口感等。果汁，由于其本身的粒度較小，不需要咀嚼，其主要消化在胃和小腸部位。因此可以采用體外消化的靜態(tài)模型模擬果汁的消化過程。本文利用體外消化模擬實驗測定蘋果和胡蘿卜在不同配比下及兩種單品的GI值，通過分析在消化過程中的GI變化和升糖速率，分析不同配比對GI和食物結構的影響。對

16、胡蘿卜蘋果復合果汁進行初步研究，優(yōu)選出最佳原料配比，并改善風味，提高其適口性，開發(fā)出適合當今飲食潮流的胡蘿卜蘋果復合果汁15。第二章蘋果-胡蘿卜復合果汁的體外消化實驗2.1實驗試劑和裝置表1 實驗試劑試劑名稱規(guī)格型號生產廠家胃蛋白酶722 U/mgSIGMA胰酶8x USP specificationsSIGMA葡萄糖AR上海滬試NaOHAR上海滬試HCLAR上海滬試3,5二硝基水楊酸CP國家集團化學試劑有限公司酒石酸鈉AR上海滬試結晶酚108-95-2阿拉丁無水硫酸鈉AR國家集團化學試劑有限公司表2 實驗儀器儀器名稱規(guī)格型號生產廠家恒溫加熱磁力攪拌器DF-101S鞏義市予華儀器有限責任公司p

17、H計STAR A211ORION公司搖擺振蕩器LTX110Thermo公司紫外可見分光光度計UV-1800型上海美譜達儀器有限公司高速冷凍離心機Nwofuge 18R上海力申科學儀器有限公司榨汁機L3-C1Joyoung公司移液槍200 ul、1000 ul、5000 ulDragonlab公司電子天平MS1003SMETTLER TOLEDO電磁爐蘇泊爾電器公司2.2實驗方法2.2.1體外法測定果汁消化過程中葡萄糖含量精確稱量果汁2 ml加3 ml的蒸餾水。0.05 g的胃蛋白酶加入10 ml的SGF母液調至pH至1.62配成胃液，加入樣品在37 水浴中在200 r/min的轉速下振蕩30

18、min。0.6g的胰酶加入5 ml的SGF母液在37的條件下攪拌10 min使胰酶能夠溶解在母液中，完全溶解后調至pH至7，再加入至樣品中。加入8顆玻璃珠，37水浴回旋振蕩器（200次/min），在加入酶液后的0,30,60,90,120,180 min取0.2 ml試樣用移液槍移取4 ml冰水使其反應停止，放入離心機內進行離心離心速度為10000 r/min，離心時間為10 min，取上清液，利用DNS還原法測定樣品的吸光度，進而計算出其中還原糖的濃度。2.2.2 DNS法測定還原糖2.2.2.1 DNS溶液的配制準確稱取氫氧化鈉固體2.4 g于燒杯中，加30 ml超純水，攪拌至全部溶解，冷

19、卻至室溫制成2 mol/L的氫氧化鈉溶液。稱取0.63 g 3，5-二硝基水楊酸于100 ml燒杯中，用少量水溶解。將上述溶液置于45 水浴鍋中，逐滴加入2 mol/L的氫氧化鈉溶液，（加入NaOH溶液時，溶液會出現橙黃色，待橙黃色消失后繼續(xù)滴加，隨著NaOH溶液的不斷加入，溶液逐漸變成澄清的橙紅色溶液，再由澄清便渾濁）。整個過程中不停劇烈攪拌，溶液溫度不得超過48 。稱取酒石酸鈉18.5 g，加入20 ml的超純水，攪拌，溶解。將上述溶液在不斷攪拌的情況下加入到20 ml酒石酸鈉的溶液中。再加入0.5 g結晶酚，0.5 g無水硫酸鈉，在45 的水浴中不斷攪拌，直至溶液變得澄清，冷卻至室溫，溶

20、液中的沉淀會重新析出，將溶液轉移至1000 ml的容量瓶中定容。定容后，轉移至棕色的試劑瓶中，沉淀會慢慢消失。避光保存，靜置7天后無沉淀，即可使用。2.2.2.2標準曲線的測定 a:分別取葡萄糖的標準溶液（1 mg/mL）0，0.2，0.4，0.6，0.8，1.0 mL于15 ml的試管中，用蒸餾水補充至1 mL（即依次加入1.0，0.8，0.6，0.4，0.2，0 mL的蒸餾水），分別準確加入DNS溶液2 mL，沸水浴加熱2 min（嚴格計時），流水冷卻至室溫，分別加入12 mL水混合均勻，在540 nm波長下測定其吸光度17。 b：以葡萄糖濃度為橫坐標，吸光度為縱坐標，建立標準曲線，測定其

21、相關系數，若相關系數大于0.996，則該標準曲線可以使用17。2.2.2.3樣品的測定方法 取離心后的樣品溶液1.0 mL于15 mL的試管中，加入DNS溶液2 mL，沸水浴2 min，冷卻后補水至15 mL，在540 nm的波長下測吸光度。從標準曲線中計算出樣品的還原糖的濃度，即為樣品中還原糖的濃度18。2.3蘋果-胡蘿卜復合果汁 榨取合果汁所需要的果蔬蘋果，胡蘿卜均購買于超市，由于蘋果和胡蘿卜的出汁率不高，榨汁過程中均加入了少量水，在體外消化前均已過濾除渣。2.4 GI的計算方法GI在2002年國際GI表中，絕大部分的GI的計算都采用白面包或者葡萄糖作為參照進行計算。食物GI值是在觀測進食

22、后血糖反應的基礎上計算出來的，是描述消化速率，血糖應答的重要指標。計算方法如下公式： 2.5產品感官評價組織六名志愿者按照評分標準對幾種復合果汁進行感官評價，評分標準見表3.表3 口感測試評分表級別色澤30分香味20分滋味30分狀態(tài)20分總分100分一級27-30 橙紅色18-20具有典型蘋果香味及胡蘿卜味27-30風味柔和無異味，酸甜可口18-20均質一致90分以上二級24-27橙色15-18具有蘋果香味及淡胡蘿卜香24-27無異味，酸甜適口15-18有輕微分層80-90分三級20-24淡黃色10-15具有蘋果香味淡20-24有異味，酸甜比失調10-15有分層60-80分四級20分淡黃色10

23、無蘋果香味20有嚴重以為，酸甜比失調10嚴重分層60分以下第三章 結果與討論3.1實驗結果分析3.1.1純種果汁消化過程中葡萄糖含量變化 每100 g蘋果中的碳水化合物的含量約為12.3 g，而每100 g的胡蘿卜中的碳水化合物的含量僅4 g。實驗過程選取的實驗樣品總重量恒重。原始數據錄入origin軟件，GI的計算由origin軟件自身完成。圖1蘋果和胡蘿卜消化過程葡萄糖含量變化 表4 蘋果和胡蘿卜的口感測試評分結果類別色澤香味滋味狀態(tài)總分蘋果14.414.624.817.271胡蘿卜29019.413.456.8經origin軟件計算，蘋果的GI值為42，而胡蘿卜的GI值為95。根據GI5

24、5為低GI食品，GI介于55-70之間為中GI食品，GI70為高GI食品。蘋果屬于低GI食物，胡蘿卜為高GI食物。根據等重的蘋果和胡蘿卜消化過程的葡萄糖含量變化見圖1，從實驗結果可以看出，等重的蘋果和胡蘿卜中，蘋果的還原糖含量較高，蘋果的升糖速率較快。兩者在消化開始至90 min左右都達到葡萄糖含量的平衡。純蘋果汁色澤呈淡黃色，有蘋果的香味，酸甜可口無其他異味，有輕微的分層現象。純胡蘿卜果汁色澤呈比較深的橙紅色，有比較重的胡蘿卜味道，酸甜失調，有嚴重的分層現象。3.1.2混合果汁消化過程中葡萄糖含量變化圖2 胡蘿卜含量對混合果汁消化過程葡萄糖含量的影響 表5胡蘿卜含量對復合果汁風味的評分影響類

25、別色澤香味滋味狀態(tài)總分蘋果:胡蘿卜=1:126.41722.21378.6蘋果:胡蘿卜=1:428.41423.413.879.6總重相同的蘋果和胡蘿卜，以不同的比例分配，蘋果的重量不變，增加胡蘿卜所占的比例，原始數據經origin軟件計算，蘋果和胡蘿卜1:1比例的GI值為56，為GI值較低的中GI食物，1:4比例時的GI值為72，為GI值較高的中GI食物。消化過程的葡萄糖含量變化見圖2，從實驗結果可以看出，1:1比例分布時，在消化開始至60 min左右，1:1比例的還原糖的含量要低于1:4比例，在消化進行至90 min以后，隨著消化的進行還原糖不斷釋放，含量增多，1:1比例的還原糖含量要高于

26、1:4比例。即隨著胡蘿卜含量的增多，在消化開始的60 min內，胡蘿卜含量和還原糖的含量呈正相關。但在消化60 min以后胡蘿卜的含量與還原糖的含量呈負相關。就整個消化過程而言，1:4比例的升糖速率都比較平緩，在30 min即達到葡萄糖含量的平衡。1：1比例在90 min之前升糖速率比較快，在90 min以后基本達到葡萄糖含量的平衡。蘋果和胡蘿卜的混合果汁，保持蘋果的比例不變，增加胡蘿卜的比例，色澤方面橙紅色顏色變深，但差距不大。香味方面，蘋果味道變淡，胡蘿卜的味道變重。滋味方面，兩種比例均可嘗出胡蘿卜的味道，酸甜比失調。隨著胡蘿的比例增加，分層現象比較明顯。圖3 蘋果含量對混合果汁消化過程葡

27、萄糖含量的影響 表6蘋果含量對混合果汁風味的評分影響類別色澤香味滋味狀態(tài)總分蘋果:胡蘿卜=1:126.41722.21378.6蘋果:胡蘿卜=4:12317.821.81577.6總重相同，胡蘿卜重量不變，增加蘋果的比例，原始數據輸入origin可計算出，蘋果和胡蘿卜1:1比例的GI值為56，4:1比例的GI值為50，為低GI食物。食物的消化過程的葡萄糖含量變化如圖3，在消化開始至進行到60 min，4:1比例的還原糖的含量高于1:1比例的，60 min以后隨消化的進行，兩者的還原糖含量相差不大。1:1比例的升糖速度略快，兩者的消化均在90 min左右達到葡萄糖含量的平衡。蘋果和胡蘿卜的混合果

28、汁，保持胡蘿卜的比例不變，增加蘋果的比例，色澤方面橙紅色變淡，香味方面蘋果的香味變重，胡蘿卜的味道逐漸被掩蓋。滋味方面，兩種比例均有胡蘿卜的異味，酸甜比失調。狀態(tài)方面，隨著蘋果的比例增加，分層現象越來越不明顯。圖4 比例對消化過程葡萄糖含量的影響 表7 比例對混合果汁風味的評分影響類別色澤香味滋味狀態(tài)總分蘋果:胡蘿卜=1:428.41423.413.879.6蘋果:胡蘿卜=2:326.217.622.414.280.4蘋果:胡蘿卜=3:226.41723.813.480.6蘋果:胡蘿卜=4:12317.821.81577.6總重相同，蘋果和胡蘿卜比例1:4的GI值為72，2：3比例的GI值為5

29、2，3:2比例的GI值為51，4:1比例的GI值為50，隨著蘋果比例的增多，GI值在減小。4：1比例的還原糖含量最多，其次為3:2，2:3和1:4兩種比例的還原糖含量最少，且兩者相差不多。升糖速率3:2比例的升糖速率最快，其次為4:1，2:3和1:4比例的升糖速率均比較緩慢。四種果汁均在90 min左右達到葡萄糖含量的平衡。1:4和2:3比例在30 min左右達到葡萄糖含量的平衡，3:2和4:1比例在90 min左右達到葡萄糖含量的平衡。蘋果和胡蘿卜的總重不變，同時改變兩者之間的比例。隨著蘋果所占比例的不斷增加即胡蘿卜比例的不斷減少，色澤方面橙紅色不斷變淺，香味方面胡蘿卜的味道也能夠不斷被掩蓋

30、，滋味方面蘋果和胡蘿卜比例在3:2和1:4時更被志愿者喜愛，其次為2:3和4:1比例。狀態(tài)方面，隨胡蘿卜比例的增加，分層現象越來越明顯。表8 各種比例的GI值比例GI值蘋果420.176胡蘿卜950.124蘋果:胡蘿卜=1:4720.329蘋果:胡蘿卜=2:3520.377蘋果:胡蘿卜=1:1560.049蘋果:胡蘿卜=3:2510.336蘋果:胡蘿卜=4:1500.2583.1.3混合果汁口感的討論胡蘿卜的含量與色澤成正相關，含量越多橙紅色顏色越深，并且由含量在0-0.2間變化較大，0.2-1之間變化不是很明顯，但也成正相關增長。說明胡蘿卜的顏色對混合果汁的顏色方面影響很大。香味方面，含量在

31、0-0.2間變化較大，0.2-0.6之間比較穩(wěn)定，在0.6-1間變化很大，說明胡蘿卜在混合果汁的香味方面的影響也很大。滋味方面，胡蘿卜的含量與滋味成負相關的趨勢。狀態(tài)方面，胡蘿卜的含量越多，評分越低，分層現象越嚴重。3.2實驗結論本課題采用體外消化實驗測定了蘋果和胡蘿卜兩種單品，及其五種混合比例的果汁的GI值，比較不同種比例的搭配在消化過程中葡萄糖含量的變化，升糖速率，達到葡萄糖含量平衡所需的時間，并且通過志愿者進行口感測試。實驗表明，蘋果-胡蘿卜混合果汁的最佳配方為 2:3，此比例的升糖速率較為緩慢，還原糖的含量不高，且口感評分也較高。為適用于健康人群為預防糖尿病飲用的果汁。參考文獻 1 J

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