FFL研究分析了国内外最受欢迎的功能性食品爆款所使用创新原料，并针对当前原料生产技术痛点进行洞察，在FFL科研库中找到对应技术解决方案，提供给业内人士参考。欢迎联系FFL了解创新技术详情。
作者｜赵莹娜
编辑｜杨心怡
来源｜未来食品实验室
01
慢消化淀粉
一、健康功效
降血糖
慢消化淀粉作为一种低GI的食物，其能够在胃肠中存留较长时间，释放的葡萄糖缓慢增加，促使GI峰值降低，下降速度缓慢。这种特性对于糖尿病患者和需要控制血糖的人来说是有益的。有研究探索了慢消化淀粉摄入与降低餐后血糖反应之间的关系，研究涉及5项研究，共65名参与者，结果显示，摄入慢消化淀粉可以显著降低血糖水平，因为葡萄糖的释放时间被延长。
二、生产技术
基于络合体的耐酶解的特点，可以通过淀粉与部分脂质发生络合反应来制备慢消化淀粉，但该络合反应通常需要高温或酸碱试剂参与，导致脂质氧化或引入潜在安全风险因子。据报道，氨基酸不但可以与淀粉形成络合体，此外游离氨基酸本身对消化酶活性有抑制作用。目前，淀粉与氨基酸的络合方法主要有共混退火、接枝修饰，这两种方法制备得到的慢消化淀粉含量在15%-35%。制备过程中通常采用水热糊化法制备淀粉乳，此方法局限一是淀粉乳体系固形物含量极低（5%-10%），导致淀粉利用率难以提高，并且大量水分的干燥耗能严重，二是导致淀粉体系黏度显著增加，不利于氨基酸的共混退火与接枝反应。
此外，大米蛋白质能显著降低淀粉的消化性，但通常蛋白质提取过程中涉及部分降解，疏水氨基酸暴露，导致蛋白质作为食品配料具有苦味特点，不利于优质食品加工制造。
三、技术内容
基于传统热糊化方法导致淀粉利用率低及传统氨基酸类慢消化淀粉含量低问题，此技术提供了一种慢消化淀粉的制备方法，采用干热非晶化技术替代传统热糊化，氨基酸（谷氨酸和亮氨酸）超声络合替代传统共混退火或接枝修饰的方法，制备出VI-型淀粉-氨基酸络合体，同时避免酸碱试剂的使用，具有显著的环保优势。此外，采用挤压技术实现VI-型淀粉-氨基酸络合体结晶特征转化为VII-晶型，显著提高体系中的慢消化淀粉含量。
在制备慢消化淀粉时，此技术首先采用干热非晶化手段对淀粉进行解簇非晶化处理，保证高温干热技术将淀粉晶体破坏，淀粉糊化度达到90%以上，干热非晶化温度为145℃，时间为8-10min。再通过低温超声制备VI-型淀粉与氨基酸络合物，获得含水量约55%-60%VI-型淀粉-氨基酸络合物。最终通过挤压处理，将VI-型淀粉-氨基酸络合体结晶特征转化为VII-晶型，VII-型结晶一部分形成络合体，一部分在肠道内释放，抑制体内消化酶酶活，提高慢消化淀粉含量达到55%-60%。再将得到的VII-型结晶络合物进行气流干燥，得到高耐热、慢消化淀粉含量高的产品。此技术中的慢消化淀粉的生产工艺，克服了现有氨基酸类慢消化淀粉生产工艺中产率低及成本高的缺陷，为大米淀粉及玉米淀粉资源高值化加工提供了新思路。
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02
杜仲籽粕多肽
一、健康功效
降血糖
研究人员利用四氧嘧啶诱导糖尿病小鼠模型，发现杜仲多糖能有效降低致病小鼠的血糖，血清MDA,NO降低，SOD，NOS升高，小鼠脾脏指数和胸腺指数均有一定提高，说明杜仲多糖对四氧嘧啶诱导糖尿病的小鼠有一定程度的降血糖作用。同时，研究发现杜仲提取物对大鼠的血浆胰岛素水平有显著的增加作用。有研究证明杜仲叶水提物能明显减低Ⅱ型糖尿病动物模型(C57BL/KsJ-db/db 小鼠)的血糖，提高血浆胰岛素的含量，降低小鼠胰高血糖素含量，比如用50%乙醇提取的杜仲粗提物对STZ小鼠糖尿病模型具有显著降糖作用。
二、生产技术
在制备工艺方面，杜仲籽粕多肽的制备通常涉及碱提酸沉得到杜仲籽粕蛋白，然后利用酶解法制备多肽。通过单因素实验及响应面试验对酶添加量、酶解时间和底物浓度这三个因子进行优化，可以得到最佳的酶解条件。在最佳条件下制备的杜仲籽粕多肽显示出良好的抗氧化功能，其抗氧化活性表现在对DPPH自由基、超氧阴离子自由基以及ABTS自由基的清除率上，IC50值均远小于10 mg/mL，表明其具有明显的抗氧化性。
其中，杜仲籽粕蛋白的提取技术主要包括碱提酸沉法、超声波辅助法、酶解法等。碱提酸沉法是一种传统的蛋白质提取方法。称取杜仲籽粕，按料液比1:15（杜仲籽粕质量与水体积的比例）混合均匀。使用1mol/LNaOH溶液调节pH至10，在40℃水浴中浸提1.5小时。以9000 r/min的速度离心15分钟，得到上清液。使用1 mol/L HCl溶液将上清液的pH调节至4.2，静置30分钟，再次以9000 r/min的速度离心15分钟。将沉淀物用少量蒸馏水复溶，并调节pH至中性，然后进行冷冻干燥，得到杜仲籽粕蛋白粉。超声波辅助法是利用超声波的物理力场作用，可以提高提取效率，料液比为1:25，超声时间为30分钟，超声温度为50℃，浸提pH值为10.0。在这些条件下，杜仲籽粕蛋白的提取率可达77.03%。使用酶解法提取杜仲籽粕蛋白，可以提高蛋白质的生物利用率和功能性。酶解条件通常为：酶添加量6000 U/g，底物质量浓度30 g/L，在不同蛋白酶的最适酶解温度和pH条件下水解3小时。
这些方法各有优势，可以根据实际生产需求和条件选择最合适的提取技术。
三、技术内容
本发明主要涉及杜仲籽粕多肽，详细描述了杜仲籽粕多肽的制备方法和其在抗疲劳产品中的应用。
杜仲籽粕多肽的制备方法需要将榨油后的杜仲籽粕粉碎、过筛，加入体积为60～90%的乙醇溶液浸泡提取18～48小时，杜仲籽粕与乙醇溶液的质量体积比为1:(10～30)，过滤后得到沉淀A，并在50～70℃下烘干。在沉淀A中加入15～35倍重量的水，于60～80℃下水浴提取2～4小时，过滤后得到沉淀B。在沉淀B中加入15～35倍重量的水，用0.1～1mol/L氢氧化钠溶液调节pH值至9～11，于40～60℃下恒温搅拌提取3～6小时，离心后得到上清液A和沉淀C。用0.1～1mol/L的盐酸溶液调节上清液A的pH值至3～5，离心后得到上清液B和沉淀D。将沉淀D加水复溶后调节pH至6.5～7.5，预冻后真空冷冻干燥45～55小时，得到杜仲籽粕蛋白。
在杜仲籽粕蛋白中加入10～30倍重量的水，于40～70℃中水浴加热，用0.5～1mol/L的氢氧化钠溶液调节pH值至8～12，加入0.5～5%的碱性蛋白酶，酶解2～5小时，沸水浴灭酶5～10分钟，离心后得到上清液C。调节上清液C的pH值至6～8，离心后得到上清液D，即杜仲籽粕多肽溶液。将杜仲籽粕多肽溶液预冻后真空冷冻干燥48小时，得到杜仲籽粕多肽。
研究者通过小鼠负重游泳实验、血乳酸、血清尿素氮、肌糖原等指标对杜仲籽粕多肽的抗疲劳作用进行了验证。实验结果表明，杜仲籽粕多肽具有显著的抗疲劳作用，且效果优于市售的抗疲劳产品。
目前的专利文献所披露的是具有抗疲劳作用的杜仲雄花提取物，是以杜仲雄花为原料的，杜仲雄花中的活性成分主要是桃叶珊瑚苷 ,京尼平苷酸,绿原酸,京尼平苷,异槲皮苷,紫云英苷等。而本发明中的杜仲籽粕多肽与背景技术中所提及的杜仲雄花提取物，是完全不同的原料；以杜仲籽粕为原料，进行酶解所获得的一定分子量范围内的多肽成分以及蛋白成分。
本发明的杜仲籽粕多肽在抗疲劳产品/制备抗疲劳产品中的应用，可以食品、保健食品、药品的形式应用，包括但不限于固体饮料、液体饮料(普通饮料、口服液、包括酸奶等)、主食(面条、馒头、面包)、压片糖果等一切可行的产品。
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03
黑枸杞
一、健康功效
降血糖
黑枸杞多糖对四氧嘧啶诱发糖尿病的形成有预防和治疗的作用，其机制也被认为是清除自由基、抗氧化，使其减少对胰岛细胞损伤；同时也会促进葡萄糖转化为肝糖原，促进糖代谢。有研究人员建立了糖尿病大鼠模型，使大鼠能量代谢紊乱，连续四周注射原花青素后，大鼠的血糖血脂水平显下降。结果显示，原花青素预防糖尿病的机制是通过提高小鼠抗氧化能力，清除体内自由基。在肾组织形态学HE染色切片结果中发现，模型组大鼠可观察到肾小球有褶皱萎缩，其系膜和外基质也有增生；肾小管结构不清晰和明显的细胞空泡。灌胃后，肾小管的损伤有了明显的改善基本回到空白组形态。表明原青花素能够减轻糖尿病造成的肾小球和肾小管细胞压力，降低患者体内肾脏的受损程度。
二、生产技术
黑枸杞鲜果的保鲜时间短,多数黑枸杞饮品采用将黑果枸杞鲜果榨成果汁或者将其干果粉粹成粉末再添加到其他的食材中，供人们食用。但是，由于液体更易受到空气中氧气的作用而发生氧化，在将黑枸杞加工成饮品的过程中,容易造成营养成分的损失。目前黑枸杞的应用还只是通过增加一些护色剂来保障其中的原花青素的活性得到最大的保护，不能与其他营养成分配合制成饮品，造成黑果枸杞饮品功效单一。市场上，黑枸杞饮料的种类相对较少，除了宣传力度的原因之外，食品安全也是消费者重点关注的问题，因此，需要研究者在探讨工艺时进行相关安全检测，以提升消费者对黑枸杞复合饮料的购买信心。
三、技术内容
此技术目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种黑枸杞抗疲劳饮料及其制备方法。该饮料产品具有滋补肝肾、益精明目和养血、增强人们的免疫力、抗氧化、延缓衰老和抗疲劳、降血压、降血糖的功效。
该饮料的原料组成主要为瓜拉纳提取物0.2％～1.0％，人参浓缩液1.5％～3.0％，黑枸杞浓缩汁5.0％～8.0％，蓝莓提取物0.15％～0.70％，叶黄素脂0.05％～0.45％，果葡糖浆7.0％～10.0％，柠檬酸0.17％～0.25％，苹果酸0.0065％～0.0450％，食用香精0.08％～0.65％。按照配方用量准确称量瓜拉纳提取物、人参浓缩液、黑枸杞浓缩汁、蓝莓提取物和叶黄素脂，然后用部分水搅拌溶解过滤，滤液中加入食用香精，然后加入水补足至100％，搅拌均匀。将调配好的饮料用硅藻土过滤纸真空抽滤。然后在温度40℃～50℃、真空度0.0078MPa～0.0105MPa下脱气，去除空气对饮料的影响。接着将调配好的饮料在60±5℃、压力18MPa～20MPa下用均质机进行均质。料液用超高温瞬时灭菌机加热至135℃，时间为3s～5s。最后将料液冷却至90℃，进行灌装封口、冷却，即得黑枸杞抗疲劳饮料。
此技术制备的饮料中，黑枸杞能够滋补肝肾、益精明目和养血、增强人们的免疫力。此外，还能够保肝、降血糖、软化血管、降低血液中的胆固醇、甘油三酯水平，对脂肪肝和糖尿病患者具有一定的疗效，同时黑枸杞中富含的花青素是天然的阳光遮盖物，可以有效阻止紫外线对皮肤的损伤。瓜拉纳中含有丰富的天然激情生物碱、咖啡因、四甲基黄、嘌呤、氨基酸、单宁酸、蛋白质等人体必需的活力因子。具有提神醒脑、滋阴壮阳、控制食欲、缓解腹痛、恢复体力、补充能量、抗疲劳、提高人体机能的功效。人参主要药理作用为抗疲劳、改善微循环、提高组织抗缺氧能力、抗肿瘤、抗衰老、抗辐射等多种生物活性，蓝莓其功能在于保护眼睛的微血管，进而促进血液循环，维系正常眼球压力，以缓解广泛的眼睛问题。通过各种组分的合理配伍和协同作用，使得该饮料具有滋补肝肾、益精明目和养血、增强人们的免疫力、抗氧化、延缓衰老和抗疲劳、降血压、降血糖的功效。
▲黑枸杞抗疲劳饮料的生产流程示意图
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04
刺蒺藜提取物
一、健康功效
降血糖
刺蒺藜提取物水浸液可降低血压，其降血压功能中等，临床上可辅助用于高血压的治疗。同时，蒺藜皂苷能够抑制糖尿病大鼠餐后血糖的升高，通过对小肠α-葡萄糖苷酶的抑制作用实现降低血糖的效果。
二、生产技术
刺蒺藜提取物的制备方法多样。回流浸提法提取溶剂通常为乙醇溶液，料液比为1:20（g/mL），提取温度为72℃，浸提时间为3小时，另一种条件是以85%乙醇为提取溶剂，料液比1:27.5（g/mL），提取温度85℃，浸提时间2小时，刺蒺藜总黄酮得率为0.785%。正交试验优化条件下，使用70%乙醇、提取时间1.5小时、提取温度70～75℃、料液比1:15（g/mL），刺蒺藜全草中总黄酮含量可达7.15 mg/g。
超声辅助提取法提取温度70℃、超声时间40分钟、80%乙醇、料液比1:20（g/mL），通过超声辅助响应曲面法优化，使用低共熔溶剂（含水量为31%），由甜菜碱、L-脯氨酸、1,3-丁二醇按0.5:0.5:2的比例组成，低共熔溶剂与刺蒺藜质量比为50:1、超声时间53分钟，此时提取量最高。
微波辅助响应曲面法优化条件下，使用70%乙醇、提取温度70℃、提取时间20分钟、料液比1:70（g/mL），提取率为0.69%。
纤维素酶法提取溶剂为水、提取温度55℃、pH值5.0、料液比1:15（g/mL）、酶用量3.5%、酶处理时间2.5小时，提取率可达0.2023%。
这些提取方法各有优势，例如回流浸提法设备简单、成本低廉、操作容易，超声辅助提取法提取时间短、操作方便、成本较低，微波辅助提取法操作简便、提取时间短、加热均匀、节省溶剂，而纤维素酶法提取时间短、选择性高、反应条件温和。根据不同的需求和条件，可以选择最合适的提取技术。
三、技术内容
本发明主要涉及刺蒺藜提取物在制备抗疲劳药物以及生物制品中的应用，旨在克服传统抗疲劳药物的依赖性、成瘾性和副作用问题，提供一种新的抗疲劳解决方案。刺蒺藜提取物的良好抗疲劳作用可能与其提高实验动物的代谢能力和增强应激能力有关，为开发新型抗疲劳药物提供了新思路。
刺蒺藜提取物可以通过多种方式制备，包括水提物、无水乙醇提取物、乙醇水溶液提取物、水蒸气蒸馏挥发油或超临界萃取提取物。这些提取物可以与药学上可接受的辅料结合，形成制剂，以便于在药物和生物制品中的应用。
发明者的实验研究表明，刺蒺藜提取物对实验动物具有显著的抗疲劳作用。通过对比不同剂量的刺蒺藜提取物对小鼠游泳时间的影响，发现提取物能显著延长小鼠的游泳时间，显示出剂量依赖性。此外，刺蒺藜提取物对小鼠的脏器指数和生理生化指标（如SOD、GSH-Px、CAT）也产生了积极影响，表明其可能增强免疫功能和抗氧化能力。
刺蒺藜提取物作为一种安全有效的天然药物，在抗疲劳领域具有重要的应用潜力。本发明不仅提供了刺蒺藜提取物在抗疲劳药物制备中的应用方法，而且通过实验验证了其抗疲劳效果，为未来的临床应用和药物开发提供了理论基础和实验支持。随着生活节奏的加快和社会对健康生活方式的追求，刺蒺藜提取物的市场需求有望持续增长。
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好成分•好技术｜具有「抗疲劳、降血压、保护心血管」功效的刺蒺藜提取物
05
朝鲜蓟
一、健康功效
降血糖
目前，对于朝鲜蓟中起降血糖作用的主要成分尚不明确，但已经通过动物研究和临床研究证实了朝鲜蓟提取物具有一定的降血糖功能。有研究探究了朝鲜蓟花蕾提取物（不含纤维成分）对Wistar和遗传肥胖的Zucker大鼠的影响。结果表明，朝鲜蓟花蕾提取物可显著降低两种大鼠的餐后血糖。还有研究人员用朝鲜蓟叶水提取物对链脲佐菌素诱导的糖尿病大鼠进行口服治疗，经过21天后，发现朝鲜蓟提取物可以明显降低糖尿病大鼠中总胆固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白、极低密度脂蛋白胆固醇、动脉粥样硬化指数以及葡萄糖水平。
二、生产技术
由于朝鲜蓟中含有的功能活性成分具有不同的性质和结构特征，因此需要选择合适的提取方法对其中的活性成分进行提取，以此来提高活性成分的提取率。目前，常用的传统提取方法有水提取法、压榨法、索氏提取等。此外，超声辅助提取、微波辅助提取等一些新型技术也已经广泛的用于朝鲜蓟有效成分的提取。
对于化学成分的提取，最早采用的是水提取法。该法操作简单、成本低且无毒无害。若用水提取法对朝鲜蓟中活性成分进行提取时，不仅易将朝鲜蓟中的蛋白质、糖类以及色素等物质一并提取出来，对后续活性成分的分离纯化增加了难度，而且还会使朝鲜蓟中不溶于水的活性物质流失。目前，很少有人只采用水提取法对化学成分进行提取，一般会结合其他方法使用。
超声波辅助提取法是利用超声波作用促进和加速朝鲜蓟中有效成分的提取过程，该法既简单又节省时间，且提取效率很高，也不会破坏有效成分的提取。微波辅助提取法是利用微波作用强化传热和传质的提取技术，该方法具有高效率、保持有效成分生理活性等优点。有研究采用微波辅助乙醇溶液对朝鲜蓟总多酚进行提取，通过正交试验确定最佳提取工艺为：萃取剂浓度70％，微波功率600 w，提取时间2 min，料液比1：15，该条件下，朝鲜蓟总多酚含量为3.08％。
三、技术内容
为了解决目前存在尚无将朝鲜蓟提取物用于抗疲劳药品以及生物制品中的技术空缺的问题，此技术提供了朝鲜蓟提取物在制备抗疲劳药物和生物制品中的应用。此技术首先通过在在1000ml大烧杯中倒入20％的NaCl溶液32.5ml、10％的KCl溶液1.4ml、5％的NaHCO3溶液4ml、10％的CaCl2溶液1.2ml、1％的磷酸二氢钠溶液1.0ml、葡萄糖2g，最后加蒸馏水到1000ml配成任氏液。然后用电子天平分别称取朝鲜蓟提取物10mg、50mg、250mg，再加任氏液100ml超声溶解分别配成0.1mg/ml、0.5mg/ml、2.5mg/ml的朝鲜蓟提取物溶液；采用红外光谱法、高效液相色谱法等对朝鲜蓟提取物进行检测。
其次，选用蟾蜍18只，用毁髓针捣毁蟾蜍的脑及脊髓，再用玻璃分针游离蟾蜍的腓肠肌，并将棉线固定于蟾蜍的跟腱处，然后再用手术剪剪断蟾蜍的跟腱，再用配置好的任氏液冲洗去除附着于蟾蜍腓肠肌上的血污。
再将每只蟾蜍的2块腓肠肌标本随机分成对照组和实验组，实验组又随机均分为低浓度组、中浓度组和高浓度组。测定结果发现朝鲜蓟各个浓度组蟾蜍腓肠肌收缩力下降的速度均比空白对照组显著减慢，且随着朝鲜蓟浓度的提高蟾蜍腓肠肌收缩力下降的速度越慢，初步推测朝鲜蓟提取物对骨骼肌收缩力下降具有一定的减缓作用，也可以说朝鲜蓟提取物对骨骼肌疲劳具有一定延缓作用。
此外，与对照组相比，朝鲜蓟各浓度组的骨骼肌中肌乳酸含量和MDA含量均呈明显的降低趋势，且随着朝鲜蓟提取物浓度的增高，肌乳酸和MDA浓度降低。故推测朝鲜蓟提取物对骨骼肌在收缩过程中产生的肌乳酸和MDA有着抑制作用，可能对骨骼肌疲劳具有一定的抑制作用。
▲高效液相色谱法检测结果图
▲十种常见单糖的HPLC图谱
▲组分1、组分3、组分3对HepG2细胞葡萄糖消耗的影响
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