甜荞麦皮粉膳食纤维的制备及其物化特性研究

摘要

甜荞麦皮粉是以甜荞麦仁为原料，加工生产甜荞麦面粉后的副产物，由于口感差和难以消化，主要用于动物饲料或廉价处理。甜荞麦皮粉中含有丰富的膳食纤维，膳食纤维作为功能性食品成分，在预防肥胖、防治心血管疾病和结肠癌等方面具有独特的医疗保健功能。因此，本文以甜荞麦皮粉为原料，对甜荞麦皮粉膳食纤维的制备工艺进行了探讨，并对制备的膳食纤维进行了物化特性分析。旨在得到较为经济合理的甜荞麦皮粉膳食纤维制备工艺，为甜荞麦的综合开发利用提供一定的理论参考。主要研究内容与结论如下:
　　 1.通过对碱法、酶法和酶碱结合法分别提取甜荞麦皮粉膳食纤维工艺条件的研究，得出碱法最佳工艺条件为:NaOH质量分数1.0％，料液比1∶16（g/mL），在80℃碱解80min。酶法最佳工艺条件为:α-淀粉酶用量0.4％，在pH6.0酶解30min，蛋白酶用量1.0％，在pH10.5酶解50min。酶碱结合法最佳工艺条件为:α-淀粉酶用量0.4％，在pH6.0酶解40min，NaOH质量分数6.0％，料液比1∶2（g/mL），在75℃碱解50min。通过对三种方法所制备的膳食纤维的得率、纯度及感官品质的综合比较，选用较优的酶碱结合法进行超声波辅助提取。
　　 2.通过对超声波辅助酶碱结合法提取甜荞麦皮粉膳食纤维工艺条件的研究，得出其最佳工艺条件为:α-淀粉酶用量0.3％，在pH6.0酶解30min;NaOH质量分数7.0％，料液比1∶2(g/mL)，超声功率175W，在75℃碱解40min。与酶碱结合法的最佳工艺条件相比，其α-淀粉酶酶解时间和碱解时间均分别缩短了10min，同时获得的膳食纤维得率也有所提高，其中可溶性膳食纤维(SDF)得率增大了2.08％。
　　 3.通过对不溶性膳食纤维(IDF)理化特性的研究，结果发现四种方法制备的IDF和原料相比，其膨胀力、持水力、结合水力和持油力均有明显的提高，酶法、酶碱结合法和超声波辅助酶碱结合法制备的IDF的阳离子交换能力大于原料的阳离子交换能力，而碱法制备的IDF的阳离子交换能力较差。通过测定IDF样品中黄酮类化合物的含量，发现酶碱结合法和超声波辅助酶碱结合法制备的IDF中黄酮类化合物含量分别为7.38mg/g和7.12mg/g，损失最小。
　　 4.通过对SDF溶解性的测定，结果发现四种方法制备的SDF均有较好的溶解性;在相同温度或pH条件下，超声波辅助酶碱结合法制备的SDF的溶解度最高。通过对SDF粘度的测定，结果发现四种方法制备的SDF溶液的粘度均随SDF浓度的增大而增大，随温度或剪切率的增大而降低;在相同SDF浓度或温度下，酶法制备的SDF溶液粘度最高。通过测定SDF对DPPH·和·OH的清除率，结果发现随SDF浓度的增大，SDF对DPPH·和·OH的清除率均增大;相同SDF浓度下，超声波辅助酶碱结合法制备的SDF对DPPH·和·OH的清除率最高，说明其抗氧化能力最好。
　　 5.通过红外光谱分析，发现四种方法制备的SDF和IDF在整个红外扫描波段范围内都有明显的多糖类特征吸收峰。通过扫描电镜观察，发现四种方法制备的SDF和IDF样品颗粒大小均匀，结构疏松。

目录

摘要

1 绪论

1．1 荞麦概述

1．1．1 荞麦的资源与分布

1．1．2 荞麦的营养与保健功能

1．1．3 荞麦的加工利用现状

1．2 膳食纤维概述

1．2．1 膳食纤维的定义与分类

1．2．2 膳食纤维的组成

1．2．3 膳食纤维的理化特性与生理功能

1．2．4 膳食纤维的研究进展

1．3 膳食纤维的分离制备方法

1．3．1 化学分离法

1．3．2 酶分离法

1．3．3 酶-化学结合法

1．3．4 发酵法

1．3．6 超声波辅助法

1．4 课题的研究目的及意义

1．5 课题的主要研究内容

2 甜荞麦皮粉中膳食纤维等成分的测定与分析

2．1 引言

2．2 试验材料

2．2．1 原料与试剂

2．2．2 仪器与设备

2．3 试验方法

2．3．1 膳食纤维的测定

2．3．2 黄酮类化合物的测定

2．3．3 甜荞麦皮粉中常规成分的测定

2．4 结果与讨论

2．4．1 膳食纤维的测定结果

2．4．2 黄酮类化合物的测定结果

2．4．3 甜荞麦皮粉中常规成分的测定结果

2．5 本章小结

3 甜荞麦皮粉膳食纤维制备工艺的研究

3．1 引言

3．2 试验材料

3．2．1 原料与试剂

3．2．2 仪器与设备

3．3 碱法提取膳食纤维

3．3．1 试验方法

3．3．2 结果与讨论

3．3．3 小结

3．4 酶法提取膳食纤维

3．4．1 试验方法

3．4．2 结果与讨论

3．4．3 小结

3．5 酶碱结合法提取膳食纤维

3．5．1 试验方法

3．5．2 结果与讨论

3．5．3 小结

3．6 三种膳食纤维提取方法的比较

3．6．1 三种方法所得产品得率及纯度的比较

3．6．2 三种方法所得产品感官品质的比较

3．7 本章小结

4 超声波辅助酶碱结合法提取膳食纤维工艺优化

4．1 引言

4．2 试验材料

4．2．1 原料与试剂

4．2．2 仪器与设备

4．3 试验方法

4．3．1 工艺流程

4．3．2 操作要点

4．3．3 膳食纤维得率及纯度计算方法

4．3．4 单因素试验设计

4．3．5 正交试验设计

4．4 结果与讨论

4．4．1 单因素试验结果与讨论

4．4．2 正交试验结果与讨论

4．4．3 验证性试验

4．5 本章小结

5 甜荞麦皮粉膳食纤维的物化特性研究

5．1 引言

5．2 试验材料

5．2．1 材料与试剂

5．2．2 仪器与设备

5．3 分析方法

5．3．1 IDF膨胀力的测定

5．3．2 IDF持水力的测定

5．3．3 IDF结合水力的测定

5．3．4 IDF持油力的测定

5．3．5 IDF黄酮含量的测定

5．3．6 IDF阳离子交换能力的测定

5．3．7 SDF溶解性的测定

5．3．8 SDF粘度的测定

5．3．9 SDF对DPPH·清除能力的测定

5．3．10 SDF清除·OH自由基能力的测定

5．3．11 紫外光谱扫描

5．3．12 红外光谱分析

5．3．13 扫描电镜观察

5．4 结果与讨论

5．4．1 IDF膨胀力的测定结果

5．4．2 IDF持水力和结合水力的测定结果

5．4．3 IDF持油力的测定结果

5．4．4 IDF黄酮含量的测定结果

5．4．5 IDF阳离子交换能力的测定结果

5．4．6 SDF溶解性的测定结果

5．4．7 SDF粘度的测定结果

5．4．8 SDF对DPPH·清除能力的测定结果

5．4．9 SDF清除·OH自由基能力的测定结果

5．4．10 紫外光谱扫描结果

5．4．11 红外光谱分析结果

5．4．12 扫描电镜观察结果

5．5 本章小结

6 结论与展望

6．1 结论

6．2 创新点

6．3 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文及出版的著作目录

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