挤压处理对燕麦多糖加工特性及结构的影响

摘要

燕麦麸皮是由燕麦的糊粉层、亚糊粉层和部分胚乳组成，是加工处理过程中的副产物。本课题的目的在于研究挤压膨化技术对燕麦麸皮中燕麦多糖的提取得率、理化性质、加工特性和分子结构的影响，为燕麦麸皮的开发利用提供技术支撑。
　　采用响应面法优化了挤压处理工艺，结果表明，三段挤压温度为80℃、137℃、157℃，水分含量为8.61％，螺杆转速为10r/min时，燕麦多糖的提取得率为16.25±0.17％，与未处理组相比，提取得率提高了81.16％。
　　利用葡聚糖凝胶分离纯化两组多糖，采用气相色谱仪、傅里叶红外光谱仪、扫描电子显微镜等仪器并结合化学方法对多糖结构进行研究。结果表明，未处理组挤压处理组燕麦多糖的平均分子量为别为6.28×105Da、7.77×106Da，有效粒径分别为95.9±3.0nm、136.3±3.3nm。两种燕麦多糖单糖组成均为阿拉伯糖、木糖、甘露糖、半乳糖、葡萄糖，其中，未处理组燕麦多糖的单糖组成摩尔比(％)为2.2∶1.8∶0.6∶0.3∶95.1。挤压处理组燕麦多糖的单糖组摩尔比(％)为3.5∶3.0∶0.7∶0.7∶92.0。未处理组与挤压处理组燕麦多糖β-1，3/β-1，4比例分别为2.35∶1、3.02∶1。两组多糖均为β型吡喃糖。未处理组燕麦多糖呈枝状和片状结构，且片状边缘不规则，表面附着球状颗粒。挤压处理组燕麦多糖结构较松散，主要为纤维状结构和散落的球状结构。
　　对比研究了未处理组与挤压处理组燕麦多糖的理化性质、加工特性之间的差异。研究显示，未处理组燕麦多糖的溶解度为2.00±0.11 g/100mL水，吸油率为11.28±0.64mL/g，对水、氯化钠溶液、蔗糖溶液、乳酸溶液的溶剂保持能力分别为2.73±0.12mL/g、3.17±0.07mL/g、2.39±0.06mL/g、1.77±0.04mL/g。挤压处理组燕麦多糖的溶解度为2.36±0.05g/100mL水，吸油率为28.91±0.42mL/g，对水、氯化钠溶液、蔗糖溶液、乳酸溶液的溶剂保持能力分别为3.65±0.05mL/g、4.17±0.15mL/g、3.57±0.09mL/g、3.36±0.11mL/g。未处理组和挤压处理组燕麦多糖的凝胶转化温度分别为181.59℃和166.46℃，表明挤压处理组燕麦多糖热稳定性降低。未处理组和挤压处理组燕麦多糖溶液浓度为1％时是胀塑性流体，浓度为3％时，是假塑性流体。当燕麦多糖溶液浓度为5％时，挤压处理组黏度指数、弹性指数显著高于未处理组。
　　将面团中分别梯度加入燕麦多糖，研究燕麦多糖对面团性状的影响。结果显示，添加2.0％未处理组燕麦多糖的面团吸水率、形成时间、稳定时间、弱化度分别为66.7±0.4％、2.6±0.9min、3.8±0.6min、198.0±24.5BU;添加2.0％挤压处理组燕麦多糖的面团的吸水率、形成时间、稳定时间、弱化度分别为66.9±0.5％、2.2±0.1min、3.8±0.9min、199.0±39.8BU。添加2.0％未处理组燕麦多糖的面团最大抗拉力和拉伸距离分别为56.14±1.64g、31.73±1.79mm，添加2.0％挤压处理组燕麦多糖的面团最大抗拉力和拉伸距离分别为60.04±0.92g、33.18±2.45mm。随燕麦多糖添加量增加，面团的硬度降低，面团的弹性、粘聚性、回复性、咀嚼度无显著性改变。未处理组与挤压处理组燕麦多糖对面团加工特性影响差异不显著，燕麦多糖可改善面团的加工适应性，对工业化生产具有一定意义。

目录

声明

摘要

1 前言

1．1 燕麦简介

1．2 燕麦多糖概述

1．3 燕麦多糖的研究动态

1．3．1 挤压处理技术

1．3．2 燕麦多糖的提取

1．3．3 燕麦多糖的分离纯化

1．3．4 燕麦多糖的纯度鉴定

1．3．5 燕麦β-葡聚糖含量的测定

1．3．6 燕麦多糖的分子量分布

1．3．7 燕麦β-葡聚糖结构表征

1．3．8 燕麦多糖的理化及加工特性

1．4 燕麦多糖的生理功能

1．4．1 降低血清胆固醇，预防心脑血管疾病

1．4．2 改善肠道功能，促进益生菌增殖

1．4．3 调节血糖，预防糖尿病

1．4．4 抗肿瘤、抗氧化，提高免疫力

1．5 燕麦多糖在食品中的应用

1．5．1 燕麦多糖在乳制品中的应用

1．5．2 燕麦多糖在肉制品中的应用

1．5．3 燕麦多糖在烘焙制品中的应用

1．5．4 燕麦多糖在脂肪代替方面的应用

1．6 燕麦行业的发展现状及发展趋势

1．7 研究目的及内容

1．7．1 研究的目的及意义

1．7．2 研究的主要内容

2 材料与方法

2．1 实验原料

2．2 主要试剂

2．3 主要仪器

2．4 燕麦麸皮挤压工艺优化

2．4．1 燕麦麸皮水分含量测定

2．4．2 燕麦麸皮的挤压工艺

2．4．3 燕麦多糖的提取

2．4．4 燕麦麸皮挤压工艺的单因素实验条件

2．4．5 响应面法优化燕麦麸皮挤压工艺

2．5 燕麦多糖的组成成分测定

2．5．1 燕麦β-葡聚糖含量测定

2．5．2 燕麦多糖中蛋白含量测定

2．5．3 燕麦多糖中还原糖含量测定

2．5．4 燕麦多糖中水分含量测定

2．5．5 燕麦多糖中脂肪含量的测定

2．6 燕麦多糖分子结构的研究

2．6．1 燕麦多糖分子量分布测定

2．6．2 燕麦多糖的分离纯化

2．6．3 燕麦多糖纯度鉴定

2．6．4 燕麦多糖的结构鉴定

2．7 燕麦多糖理化性质测定

2．7．1 燕麦多糖溶解度测定

2．7．2 燕麦多糖透明度测定

2．7．3 燕麦多糖溶剂保持能力测定

2．7．4 燕麦多糖持油性测定

2．7．5 热力学特性测定

2．7．6 流变特性研究

2．8 燕麦多糖对面团特性的影响

2．8．1 燕麦多糖对面团粉质特性的影响

2．8．2 燕麦多糖对面团拉伸特性的研究

2．8．3 燕麦多糖对面团质构的影响

3 结果与讨论

3．1 挤压工艺的优化

3．1．1 燕麦麸皮挤压工艺的单因素试验

3．1．2 燕麦麸皮挤压工艺的响应面试验设计及结果

3．1．3 回归模型的方差分析

3．1．4 各因素交互作用响应曲面图

3．1．5 挤压处理工艺的条件优化及验证实验

3．1．6 未处理组燕麦多糖的提取得率

3．2 燕麦多糖的组成成分测定结果

3．3 燕麦多糖分子结构研究结果

3．3．1 燕麦多糖的分子量分布

3．3．2 燕麦多糖的分离纯化

3．3．3 纯度鉴定

3．3．4 燕麦多糖的单糖组成分析

3．3．5 高碘酸氧化与Smith降解

3．3．6 燕麦多糖的粒径分布

3．3．7 燕麦多糖红外光谱

3．3．8 燕麦多糖的扫描电镜

3．4 燕麦多糖理化特性测定结果

3．4．1 燕麦多糖的溶解度

3．4．2 燕麦多糖透明度

3．4．3 燕麦多糖的溶剂保持能力

3．4．4 燕麦多糖持油性测定

3．4．5 燕麦多糖热力学特性

3．4．6 燕麦多糖流变特性

3．5 燕麦多糖对面团特性的影响

3．5．1 燕麦多糖对面团粉质特性的影响

3．7．2 燕麦多糖对面团拉伸特性的影响

3．7．3 燕麦多糖对面团质构的影响

4 结论

4．1 燕麦麸皮的最优挤压工艺

4．2 燕麦多糖的结构

4．3 燕麦多糖的理化特性研究

4．4 燕麦多糖对面团特性的影响

5 展望

参考文献

7 攻读硕士学位期间发表论文

致谢