马铃薯膳食纤维理化性质及其加工研究

摘要

马铃薯粮菜兼用，已成为我国四大主粮之一，兼具营养与经济价值。生产淀粉作为马铃薯加工的重要方面，会产生大量薯渣，目前薯渣一部分用作饲料，还有大部分得不到充分利用被微生物发酵产生臭味污染环境。如何更高效利用薯渣成为摆在人们面前的一道难题，薯渣中丰富的膳食纤维给薯渣的综合利用提供了思路。本研究以生产上常用的6个主要马铃薯品种为原料，制备马铃薯渣(dried potato residue，DPR)，采用酶解法提取马铃薯膳食纤维（potato dietary fiber，PDF），研究不同品种DPR及PDF的化学组成、理化性质及微观结构，研究微波处理和常压蒸煮处理两种加工方式对PDF的影响。取得以下主要结果:
　　不同品种马铃薯营养组成差异显著（P＜0.05），干物质含量18.17％～29.99％，淀粉含量10.36％～21.02％，维生素C含量8.59～12.47 mg/100 g，还原糖含量较低(＜0.5％)。
　　DPR化学组成差异显著(P＜0.05)，其中夏波蒂、黑玫瑰DPR中TDF含量较高，分别为43.16％和31.87％。提取PDF得率夏波蒂最高为62.19％，白玫瑰最低(42.99％)黑玫瑰第四为51.27％。PDF的WHC、OHC、SC和吸附胆固醇能力与DPR相比显著提高(P＜0.05)，PDF的GAC、吸附Pb2+能力较DPR显著降低（P＜0.05）。DPR结构较紧密，水解后PDF结构变得疏松、有褶皱，出现很多空洞，表面积增大，可吸附更多物质。
　　黑玫瑰PDF淀粉含量最低，蛋白质含量7.69％，纤维素高达21.30％，木质素与含量最高的白玫瑰PDF差异不显著（P＞0.05）;其果胶含量显著高于其他品种(P＜0.05)。黑玫瑰PDF的WHC为4.21 g/g、 OHC为1.46 g/g、 SC为7.87 mL/g、 GAC为9.47 mmol/g;pH2和7时黑玫瑰PDF对胆固醇的吸附能力最高，分别为5.23 mg/g和7.83 mg/g;对Pb2+的吸附能力分别为0.4318 mg/g(pH2)和0.4399 mg/g(pH7)，黑玫瑰PDF的各项理化性质在6个品种中处于较好水平，因此黑玫瑰是一种适合提取PDF的品种。
　　微波和常压蒸煮处理影响PDF中TDF、IDF和SDF的含量，微波处理和常压蒸煮处理使PDF中TDF含量增加，但差异不显著(P＞0.05);微波处理使PDF中IDF含量增加，常压蒸煮使其减小;两种处理后，PDF中SDF含量从6.57％～14.88％显著增加到6.74％～16.54％（微波）和8.26％～19.59％（常压蒸煮）(P＜0.05)。
　　化学组成方面，微波处理使PDF中纤维素含量增加，而常压蒸煮处理使其下降;木质素较稳定，加工前后其含量差异不显著(P＞0.05);两种加工方式都增加了PDF中果胶含量，且常压蒸煮影响显著（P＜0.05）。
　　理化性质方面，微波处理使PDF的WHC增加，常压蒸煮使其降低;两种加工方式虽可不同程度的提高PDF的OHC，但与对照相比差异不显著(P＞0.05);微波处理使夏波蒂、白玫瑰、克新一号PDF的SC增大，虽使黑玫瑰、费乌瑞它PDF的SC减小，但差异不显著(P＞0.05)，常压蒸煮处理使其减小;微波和常压蒸煮显著提高了PDF的GAC(P＜0.05)，且常压蒸煮效果显著好于微波处理(P＜0.05)。微波处理对PDF吸附亚硝酸盐的影响大于常压蒸煮。两种加工方式对PDF的CEC影响显著(P＜0.05)。
　　综上所述，克新一号PDF潜力较大，加工后其SDF、果胶含量、OHC、SC增加，加工方式虽然会引起其CEC下降，但在这六个品种中仍表现良好，若加入食物中可起到保水保油减少蒸煮损失和降血压的作用。夏波蒂和黑玫瑰PDF有较高的SDF和GAC，可降低餐后血糖。

目录

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摘要

第一章 文献综述

1．1 马铃薯研究概述

1．1．1 马铃薯育种与栽培现状

1．1．2 马铃薯加工概况

1．2 马铃薯渣开发利用概述

1．2．1 用作饲料

1．2．2 直接利用PR中的DF

1．2．3 提取马铃薯膳食纤维

1．2．4 提取果胶

1．2．5 生产酒精、单细胞蛋白等

1．3 马铃薯膳食纤维概述

1．3．1 DF定义

1．3．2 DF分类

1．3．3 DF化学组成

1．3．4 DF理化性质

1．3．5 DF生理功能

1．3．6 DF加工技术

1．3．7 DF在食品加工中的应用

1．3．8 PDF研究进展

1．4 研究目的及意义

1．5 研究内容

第二章 不同品种马铃薯、DPR及PDF化学组成研究

2．1 前言

2．2 材料与方法

2．2．1 试验材料与试剂

2．2．2 主要仪器与设备

2．2．3 试验方法

2．2．4 数据分析

2．3 结果与分析

2．3．1 不同品种马铃薯营养组成

2．3．2 不同品种DPR化学组成

2．3．3 不同品种PDF得率比较

2．3．4 DPR酶解后PDF化学成分变化

2．4 本章小结

第三章 不同品种PDF理化性质研究

3．1 前言

3．2 材料与方法

3．2．1 试验材料与试剂

3．2．2 主要仪器与设备

3．2．3 试验方法

3．2．4 数据分析

3．3 结果与分析

3．3．1 不同品种PDF持水性比较

3．3．2 不同品种PDF持油性比较

3．3．3 不同品种PDF膨胀性比较

3．3．4 不同品种PDF葡萄糖束缚能力比较

3．3．5 不同品种PDF吸附重金属能力比较

3．3．6 不同品种PDF吸附胆固醇能力比较

3．3．7 不同品种DPR和PDF扫描电镜图

3．4 本章小结

第四章 不同加工方式对PDF化学组成、理化性质、微观结构的影响

4．1 前言

4．2 材料与仪器

4．2．1 试验材料与试剂

4．2．2 主要仪器

4．2．3 试验方法

4．2．4 数据处理

4．3 结果与分析

4．3．1 不同加工方式对PDF中TDF、IDF、SDF的影响

4．3．2 不同加工方式对PDF组成的影响

4．3．3 不同加工方式对PDF理化性质的影响

4．3．4 不同加工方式对PDF微观结构影响

4．4 本章小结

第五章 结论、创新点与展望

5．1 结论

5．2 创新点

5．3 展望

参考文献

致谢

作者简介