Исследование по иерусалимскому пороху артишока инулина

Как возобновляемый ресурс, инулин является чрезвычайно жизнеспособным. C обилие клубней, и ввиду разнообразия биологических видов деятельности исследования по инулину привлекают все больше внимания.

1. Иерусалим артишоке

1.1 введение в Иерусалим артишок

Иерусалим артишоке Представляет собой многолетнюю, стойкую траву подсолнечника семейства астероидов и является культивируемым видом с богатой историей образования подземных клубней. Подземные клубни богаты инулином (fructans) [1].

Родом из северной америки, из иерусалима артишок Был введен в западной европе в 1607 году и использовался в качестве основного источника сахара в рационе питания в течение длительного времени, пока не был заменен картофелем в середине xviii века. Сегодня, иерусалимский артишок Потребляется в гораздо меньших количествах, чем это когда-то было в соединенных штатах и европе. Иерусалим артишоке Клубни имеют ореховый вкус и сладкий вкус. После распространения в течение некоторого времени в европе, Иерусалим Artichoke Клубень стал важным источником пищевых углеводов. [2].

1.2 характеристики роста иерусалима артишоке

Иерусалим артишок очень устойчив: он может расти там, где есть влага и солнечный свет. Даже в пустынных районах, если корневой клубень не подвержен воздействию, он может расти. Как вид, он очень конкурентоспособен и быстро затеняет поверхность почвы и создаст ресурсоемкую зону, тем самым сдерживая рост других видов [3]. Иерусалим артишоке Имеет ли высокий коэффициент воспроизводства: Иерусалим артишоке Имеет низкие требования к природным условиям, таким как климат и почва, и может быть посажен Один раз и воспроизведен навсегда. Нет вредителей и болезней, потому что рост иерусалима артишок И нет необходимости применять химические удобрения и распыляющие пестициды, ни загрязнение, ни вредителей, иерусалимский артишок Богатая питательными веществами, содержит инулин, полипентозу, крахмаль и другие эффективные вещества, и ее широкий спектр применения, клубни могут быть использованы в пищевых и медицинских целях, это очень потенциал для развития зеленых овощей, здравоохранение для человеческого организма очень полезно. Короткий период роста: общий цикл роста иерусалима артишоке Около полугода [4].

1.3 распространение и применение иерусалимского артишока

В качестве нишевой культуры, иерусалимский артишок Выращивается главным образом в северной америке и северной европе. Однако имеются сообщения о культивировании в китае, корее, египте, австралии и новой зеландии. Дельта желтой реки, как пересечение "синей экономической зоны полуострова шаньдун" Является одной из ключевых областей развития в провинции шаньдун, где 8 млн. му соленых и щелочных земель ожидают освоения и улучшения.

Если в большинстве сельскохозяйственных культур источником углерода является крахмаль, то в иерусалиме артишоке источником углерода является фруктозный полимер. Лишь небольшая часть растений может накопить достаточно экстракционных инулинов, что делает ценность и функцию иерусалима Artichoke Очень отличается от большинства культур, и иерусалима Artichoke Продукция растительного происхождения может быть переработана или модифицирована для получения сырья для широкого круга промышленных производств6.

Резюмируется, что существует большой и растущий объем литературы, связанной с иерусалимским артишоком [7]. Собственность иерусалимского артишока В пищевой промышленности переработка [8]: (1) слабое поглощение воды, которое может уменьшить ухудшение влажности пищевых продуктов; (2) высокая термоустойчивость, может выдерживать более высокие температуры; (3) чистая сладость, освежающая, чем сукроуз.

Иерусалим артишоке Является универсальной культуры, которая обеспечивает ингредиенты для многих видов пищи. Его можно использовать в качестве овоща, корма, сырья для производства инулина и биоэтанола. В зависимости от вида применения, завод может быть годовым или постоянным, и все части завода могут быть использованы в качестве сырья для продовольствия, кормов, промышленности или энергии.

Спрос на два продукта из иерусалима Artichoke, энулин и биоэтанол, резко возрос в xxi веке из-за их способности содействовать решению проблем здравоохранения, энергетики и окружающей среды, стоящих перед обществом [9]. Инулин может использоваться для лечения ожирения и диабета, в то время как биоэтанол может помочь сократить использование невозобновляемых нефтяных ресурсов и улучшить качество воздуха. По мере развития технологии будут по-прежнему использоваться потенциальные возможности применения инулина. Между тем, глобальное изменение климата изменит сельскохозяйственный ландшафт в 21 веке.

1.4 перспективы использования иерусалимского артишоке

Иерусалим артишоке Является универсальной культуры, которая обеспечивает ингредиенты для многих видов пищи. Например, он может использоваться в качестве овоща, корма и сырья для производства инулина и биоэтанола. В зависимости от применения, завод может быть годовым или полигодовым, и все части завода могут быть использованы в качестве сырья для продовольствия, кормов, промышленности или энергии. Цена побочных продуктов будет экономически определять, является ли растение более высоким по сравнению с другими культурами. Например, когда клубни используются для производства инулина, солома может использоваться для производства кормов, энергии или для производства бумаги и волокна низкого качества. В силу своего бифидобактериального воздействия экстракты инулиновых клубней обладают большим потенциалом в качестве добавок к корму животных. В настоящее время инулин и олигофруктоза в основном получают из цикорных клубней, и, хотя их преимущества для здоровья животных менее известны, чем их благотворное воздействие на человека, они по-прежнему добавляются в корм для скота.

Jerusalem Artichoke Выращивание является относительно недорогим по сравнению с другими энергетическими культурами, поскольку оно, как правило, требует небольших затрат с точки зрения ирригации, удобрений и пестицидов. Спрос на два продукта из иерусалима Artichoke - энулин и биоэтанол-резко возросли в xxi веке благодаря их способности содействовать решению проблем здравоохранения, энергетики и окружающей среды, стоящих перед обществом. Инулин может лечить ожирение и диабет, в то время как биоэтанол может помочь сократить использование невозобновляемых нефтяных ресурсов и улучшить качество воздуха. Благодаря уникальным преимуществам для здоровья и многим видам применения в пищевой промышленности, он был назван «пищей xxi века» С большими перспективами развития [10].

2. - инулин. - порошок.

2.1введение в инулиновый порошок

- инулин. Широко распространена в природе. В этом случае Является завод полисахарида хранится в качестве сахарного резервуара на многих заводах. Инулин встречается в более чем 35 000 видах растений, таких как инулин, цикорий, лук, чеснок, ржаной клубень, черника, помидор и т.д. Среди них основным источником производства инуинов в китае является клубень инуинов. Основным источником инулина являются растения, но он также может быть получен из некоторых бактерий и грибов, а содержание инулина в некоторых распространенных растениях показано в таблице ниже [11]:

Таблица 1-1 содержание инулина в растении (влажный вес)

- инулин., как экстракт естественного растения Inulin, был одобрен FDA для выхода на американский рынок. Исследования показали, что inulin имеет много хороших функциональных свойств, легко получить и имеет большую емкость хранения. Среди многих коммерциализированных олигосахаридов только инулин и олигофруктоза признаны эффективными добавками улх и другими авторитетными учреждениями [12]. В настоящее время существуют бельгийская компания ORAFTI, WARCOING, Dutch COSUN и Qinghai Weide, которые могут перерабатывать инуин в промышленных масштабах [13]. Существует огромный потенциал для развития прикладной ценности inulin, и исследования inulin получает все больше внимания со стороны людей.

2.2 физико-химические свойства инулина - порошок.

Инолин, полимер D-fructose, представляет собой цепную полисахариду D-fructose, связанную гравитационной (2-1) гликозидной связью, с d-глюкозой, связанной в конце молекулы гравитационной (1-2) связью. Молекулярная формула инолина имеет структуру ГФН (г: группа глюкозы, ф: группа глюкозы, н: количество единиц группы глюкозы). Степень полимеризации инулина варьируется от 2 до 60, а средний молекулярный вес составляет около 5500 [14].

Инолин белый или молочно-белый аморфный порошок, это очень хорошее водорастворимое пищевое волокно, с растворимостью 6% при 10℃, а растворимость увеличивается после нагрева, около 35% при 90℃. По мере увеличения концентрации повышается вязкость раствора инолина. Гель, образуемый инулином, очень гладкий, похож на жир или сливки [15]. Вязкость инулина увеличивается со снижением температуры, обеспечивая желаемый вкус и текстуру при замене сахара или жиров, а также контроль последовательности тортов и десертов на основе производительности вязкости свойств, и инулин может быть использован в качестве заменителя жира для обеспечения закругленной и гладкой текстуры и вкуса.

Вязкость водных инулиновых растворов различной концентрации также различна. Когда концентрация составляет 1%-10%, вязкость постепенно увеличивается, когда содержание инулина увеличивается, и соотношение можно увидеть в следующей таблице. Однако, поскольку концентрация продолжает расти, вязкость инулина постепенно становится толще, и инулин будет объединяться с водой, чтобы сформировать гель, который очень похож на жир. При увеличении концентрации до 50% гель становится очень твердым [16].

Таблица 1-2 вязкость инулина в воде

Inulin немного сладкий, без какого-либо плохого вкуса, мягкий и не раздражает, и сладость Inulin также зависит от степени полимеризации. Как правило, коммерчески доступный инулин показывает сладость из-за наличия моно-и дисакхаридов в продукте, но длинноцепной инулин сам по себе не имеет сладости. Инулин может быть использован в качестве юмоктанта в пище из-за его гигроскопических свойств. Она растворима в воде, способность связывать воду составляет около 2:1, и растворимость повышается с повышением температуры, взяв в качестве примера выпечки товаров, инолин может задержать свое испарение воды, тем самым предотвращая ухудшение продукта, и сохранить или продлить срок годности продукта. 10% водного раствора инолина является pH нейтральным, точка плавления 178 ℃, растворимость 10 ℃ составляет 6%, а 90 ℃ — 35% [17].

Инулин обладает хорошей устойчивостью к теплу, химически устойчив при высоких температурах и pH > 4, с небольшим разложением при pH < 3,7.

2.3 функции и применение инулинового порошка

(1) как диетическое волокно для предотвращения запоров

Как пищевое волокно, инулин - порошок. Является эффективным пребиотическим для человека. Ценность инулина в рационе питания человека и кормах животных объясняется его пребиотической активностью в толстой кишке. Пробиотики были важным компонентом питания в течение тысяч лет. Однако только в начале 70 - х годов в его нынешнем определении стал использоваться термин "пробиотик", т.е. организм или вещество, оказывающее уравновешивающее воздействие на флору толстой кишки. Гравитационная (1-2)- гликозидная связь, связывающая фруктозу в инулине, не может быть разрезана пищеварительными ферментами млекопитающих, поэтому она достигает толстой кишки как неповрежденная молекула. Примерно 85% пропитанных инулином достигает толстой кишки, где он служит ферментационной средой для толстой флоры.

Инулин селективно стимулирует рост бифидобактерий и лактобациллов, в то время как другие типичные сахара, такие как крахмаль или пектин, не имеют такого эффекта. Инулин не используется микроорганизмами в желудке и тонком кишечнике человека и животных, но в основном достигает толстого кишечника в его неповрежденной форме, где он может избирательно стимулировать рост одного и нескольких видов кишечной флоры, как было обнаружено Ellegard и др. которые обнаружили, что инулин ферментируется главным образом в толстой кишке человека и животных. Достигнув толстого кишечника, инулин избирательно способствует росту полезных бактерий, таких как бифидобактерии и лактобацилли, и тем самым препятствует росту вредных бактерий, что благотворно сказывается на здоровье хозяина [18]. Kieessen et al. и Roberfriod et al. обнаружили, что инулин значительно способствует росту полезных бактерий, таких как lactobacilli и бифидобактерии, и уменьшает количество вредных бактерий, таких как bacillus anthropomorphus, например, E. coli, и clostridium ile, в кишечном тракте животных. Инулин может стимулировать перистальз кишечника, повысить влажность фекалий и улучшить кишечную среду, тем самым предотвращая запоры [19].

Как пребиотический, инулин может быть широко использован в молочных продуктах, чтобы увеличить распространение молочных кислотных бактерий и бифидобактерий и улучшить питательные и медицинские функции продуктов. Кроме того, как диетическое волокно, инулин может использоваться в качестве сырья и носителя здоровой пищи для пациентов с запорами, и даже может использоваться в качестве вспомогательного лечения для пациентов. В то же время, инулин в организме человека, может поглощать воду сам по себе, в высокой вязкости коллоида, продлить желудочный период опорожнения, увеличить человеческое тело и#39; чувство насыщения, которое может уменьшить потребление, а затем уменьшить поглощение питательных веществ, чтобы достичь предотвращения ожирения и потери веса [20].

(2) Содействие освоению минеральных ресурсов

Остеопороз — это заболевание, характеризующееся снижением костной массы и плотности, что приводит к слабости человеческого скелета, особенно у женщин постменопаузы, и подверженности переломам. Это растущая глобальная проблема, которую можно решить путем улучшения рациона питания. Кальций является ключевым фактором измерения костной прочности. Оптимизация пиковой костной массы в раннем взрослом возрасте и минимизация потери костей после менопаузы позволяют значительно снизить риск перелома тазобедренного сустава. Улучшение питания кальция в период роста костей имеет важное значение и может снизить скорость переломов бедра в более позднем возрасте примерно на 50% [21].

В кишечнике человека ферментация инулина приводит к образованию короткоцепных жирных кислот (икфа), таких, как уксусная кислота, пропионовая кислота и бутирическая кислота, которые снижают рн в кишечнике и повышают растворимость металлических ионизаторов. Y., T. Zeng, et al. (2010) показали, что fructooligosaccharides эффективно повышают видимую абсорбцию кальция, магния и железа и значительно повышают уровень гепатического цинка и магния в области femoral и что fructooligosaccharides противодействуют вредному воздействию фитокислоты. И что фруктоолигосахариды противодействовали вредному воздействию фитокислоты. Поэтому при совместном использовании морских водорослей и инулинов они могут способствовать всасыванию кальция, магния, железа, цинка и других минералов в морские водоросли и играть определенную роль в профилактике и лечении остеопороза. Эта физиологическая функция может применяться в области питания, здравоохранения и медицины для дополнения дефицита микроэлементов в организме человека [22].

(3) Регулирование уровня сахара в крови

Сахарный диабет означает, что сахар в крови не очень хорошо всасывается и используется клетками. Сахарный диабет I типа вызван тем, что поджелудочная железа не выделяет достаточно инсулина, в основном из-за генетических факторов; Неинсулинозависимый сахарный диабет, т.е. сахарный диабет типа II, вызывается неспособностью клеток человека эффективно производить инсулин, что связано с ожирением, чрезмерным питанием и чрезмерным потреблением жиров и сахара и т.д. Инулин играет определенную роль в снижении концентрации глюкозы в крови и поощрении клеточного поглощения глюкозы сахарным диабетом I типа. Инулин играет определенную роль в снижении концентрации глюкозы в крови и поощрении клеточного поглощения глюкозы сахарного диабета I типа, а также в дополнении тела и#39; инсулин сахарный диабет II типа.

Он найден, что инулин - порошок. Имеет двусторонний эффект на регулирование уровня сахара в крови, с одной стороны, он может снизить уровень сахара в крови диабетических пациентов с высоким уровнем сахара в крови, а с другой стороны, он может повысить уровень сахара в крови пациентов с низким уровнем сахара в крови. Инуин может препятствовать разложению всасываемого жира путем разложения жировых ферментов и образовывать комплексы с жиром, который может быть выгружен фекалиями в срок.

Гиполипиэпидемический эффект инулина - порошок. Проявляется главным образом в его способности снижать уровни триглицеридов и холестерина в крови, снижать концентрацию LDL в организме, не влияя на концентрацию HDL, и увеличивать соотношение LDL/HDL[23]. В настоящее время инулин рекомендуется в рационе для борьбы с диабетом и ожирением. Однако, потребляя инулин на ежедневной основе может быть монотонным, продукты, содержащие инулин также полезны для здоровья. Например, в ряде областей применения продуктов питания, ориентированных на снижение веса, здоровье и лечение диабета, инулин был включен в масло, джемы, напитки и другие продукты питания для людей с диабетом.

(4) Регулирование липидов крови

Инулин способствует поддержанию здоровой сердечно-сосудистой системы и может снизить риск сердечно-сосудистых заболеваний. Ключевым фактором в этом является сохранение и улучшение липидного состава путем снижения уровня триглицерида, а также снижения уровня холестерина и гомоциштейна [24]. Пациенты с умеренной гиперлипидемией, скорее всего, имеют положительные результаты, чем добровольцы с нормальным липидным уровнем или неинсулинозависимым сахарным диабетом. Фруктозные добавки на основе инулина работают за счет уменьшения количества липогенеза в печени и снижения концентрации липидов в крови.

Inulin имеет расширяющийся рынок в пищевой промышленности в качестве низкокалорийного подсластителя, заменителя жира, а также загустителя и наполнителя. Кроме того, инулин может быть преобразован в ряд соединений для пищевой и непищевой промышленности. Различные длины цепи инолина и олигофруктозы, фруктозы подходят для различных отраслей пищевой промышленности, в то время как более высокая чистота инолина и некоторых его производных имеют лекарственные и медицинские значения [25]. Химические продукты, получаемые при переработке инулинов, включают спирты, полимеры, эпоксиды и смолы, которые также имеют большое промышленное применение, например пластификаторы, пав, связующие и эмульсии.

Таблица 1-3 потенциальное применение инулина, полученного из иерусалима Artichoke

Применение инулинового порошка в пищевой промышленности:

Молочные продукты: добавление инулина в порошок детского молока, чистое молоко, ароматическое молоко и различные порошки молока могут решить проблемы людей среднего и старшего возраста и детей, которые подвержены пожару и запорам при дополнении питания; Добавление инулина в ферментированные молочные продукты может обеспечить питательными веществами живые бактерии в продуктах, и повысить действие живых бактерий во времени, чтобы продлить срок годности продуктов [26].

Конфеты торты: разнообразные мягкие конфеты, твердые конфеты, шоколад и т.д., может повысить цвет продукта, улучшить хрустящие, способствующие расширению.

Десерты: пудинги, желе, джелато и т.д., для большей смазки и улучшения вкуса.

Напитки: карбонированные напитки, чайные напитки, питательные напитки, соковые напитки, порошковые напитки и т.д., чтобы повысить гладкий вкус и уменьшить теплотворную способность пищи, а также продлить срок годности продукта.

Здоровое питание: различные виды вин и здоровой пищи, особенно для детей и пожилых людей, могут предотвратить выпадения в винах нерастворимых веществ, повысить четкость, увеличить вкус вин и сделать вкус вин мягким, сладким и освежающим [27].

Как возобновляемый ресурс, инулин является чрезвычайно жизнеспособным. Иерусалим артишоке Имеется ли обилие клубней и ввиду разнообразия их биологической деятельности проводятся ли исследования на инулине - порошок. Привлекает все больше и больше внимания.

Ссылка:

[1] Zu-Xin Liu, Progress of research on inulin as a energy plant, Journal of China Agricultural University, 2012,(06): 122-132

[2] лин-юн вэй, цзянь-хуа ван, сяо-дун чжень и др. Обзор и перспективы инулиновых исследований, пищевая и ферментационная промышленность, 2005,(07): 81-85

[3] ужину, чжу тиэксию, юй юнци и др., современное состояние и потенциал развития хризантемы, наука о траве, 2013, (08): 1295-1300

[4]Malmberg A,Theander O, различия в химическом составе листьев и черешков в иерусалиме artichoke и изменения содержания низкомолекулярного сахара и fructan со временем сбора урожая,Swedish Journal of agricultural Research, 1986, 16(1):7-12

[5] Guo Hongtao, Guo Yanyin, Progress in the development and use of chrysanthemum resources, Shandong Agricultural Science, 2011, 11: 69-72

[6] Xiangyang Ge, Weiguo Zhang, Selection and of Aspergillus Нигер strains for alcohol production from synchronized saccharification and fermentation of chrysanthemum, Journal of Food and Biotechnology, 2006, 25(2): 83-87

[7] W.J. Yuan, X.Q. Zhao, F.W. Bai, Screening of ethanol- production strains for one step fermentation of Jerusalem artichoke and study of enzyme- production conditions and enzymatic properties, bioprocessing Process, 2008, 6(6): 25-29

[8]Liu Z X,Han L P,Steinberger Y, Genetic change and performance of Jerusalem artichoke germplasm collection in China, Agricultural Sciences in China,2011, 10(5):668-678

[9] радованович а, стойческа в, планкетт а и др. Использование сухого иерусалимского артишока в качестве функционального питательного вещества при разработке экструдированных продуктов питания с низким гликемическим индексом, food Chem, 2015,.177:81-88

[10] ван л, сюэ з, чжао б и др. Иерусалимско-артишокский порошок: полезный материал для производства лактата с высокой оптико-чистотой с использованием эффективного сахара-с использованием термофильного штамма Bacillus coagulans, Bioresour Technol, 2013, 130:174-180

[11] сяо зайцзюнь, чжу динь, ван сяохонг и др. Исследование процесса экстракции инулина из хризантемы, современные пищевые науки и технологии, 2013 (02):315-318 годы

[12] тан фэн, ян у, ван ли и др. Исследование функциональных свойств инулина, наука и техника пищевой промышленности, 2010(05): 318 — 320

[13]Franck A, Prebiotics calcium абсорбция: обзор, Food Australia, 2005, 57(12): 530-532

[14]Coudray C,Bellanger J,CastigliaDelavaud C,et. Al, влияние растворимых или частично растворимых пищевых волокон на поглощение и баланс кальция, магния, железа и цинка в здоровых молодых мужчинахeuropean Journal of Clinical Nutrition, 1997,51(6):375-380

[15] Beylot M, Effects of inulin-type fructans on lipid метаболизм в моделях человека и животных, British Journal of nutrition,2005,93(1):163-168

[16] Luo Denglin, Liu Juan, Xu Wei et al., Gel характеристики инулина в кислотных условиях, Journal of Agricultural Machinery, 2014(05): 185-190

[17] Zeng Xiaoyu, Luo Denglin, Liu Shengnan et al., Research status and development prospects of inulin, China Food Additives, 2010, 4:222-227

[18] пурфарзад а, хабиби н м, хаддад к м и др. Взаимодействие серишевых инулинов и пшеничных биополимеров в системах моделей как основа для понимания влияния инулинов на хлебные свойства: исследование FTIR,J Food Sci Technol, 2015, 52(12):796 -7973