微生物发酵和动态超高压微射流技术对膳食纤维的性质和结构的影响

论文摘要

对豆渣膳食纤维的改性可使其生理功能更优越,同时扩大豆渣膳食纤维的应用领域。目前对膳食纤维的改性方法主要有化学法,生物法及物理法,大多数对膳食纤维的改性研究均采用单一的改性方法,采用多种改性手段对豆渣膳食纤维的研究较少。因而本论文采用微生物发酵和动态超高压微射流复合技术对豆渣膳食纤维的改性进行研究,研究改性后膳食纤维中的各组分含量、性质及分子结构的变化。从而为探明微生物发酵和动态超高压微射流技术对膳食纤维改性的原因提供思路,为寻找新的转化手段和提高膳食纤维等生物大分子的加工性能、生理活性提供理论依据和技术支持,为其它轻工食品废渣（果渣、蔬菜渣、麸皮、米糠等）中不溶性膳食纤维转化为可溶性膳食纤维提供一条新途径。本论文的研究结果如下：1、以TDF、SDF及IDF含量为指标研究乳酸菌发酵豆渣的最佳条件。在乳酸菌发酵豆渣的试验中发现培养温度和培养时间对发酵影响较显著。研究中得出乳酸菌发酵豆渣的最佳工艺条件为：培养温度42℃,pH值6.6,接种量4%,培养时间9天,此时TDF、SDF、IDF含量分别为83.51%、10.37%、73.14%。2、豆渣发酵后,可溶性总糖含量从26.41%增加到48.26%,还原糖从0.72%增加到3.68%。将发酵后豆渣再经DHMP均质处理后,豆渣中可溶性总糖含量和还原糖含量随压力的升高而逐渐增加,在压力为160MPa时,可溶性总糖含量为64.52%,还原糖含量为10.14%。3、采用酶-重量法测定膳食纤维中各组分的含量。研究表明：发酵后的豆渣中TDF和SDF含量均得到增大,IDF含量下降,其中SDF占TDF的比例由2.43%上升到14.21%。将发酵后豆渣再经DHMP均质处理后,TDF和SDF含量随压力的升高先增大后减小,IDF含量不断减小。在压力为100MPa时,SDF含量最高,此时SDF占TDF的比例为29.17%。4、豆渣膳食纤维经乳酸菌发酵和DHPM均质处理后,膨胀力、持水力及结合水力都得到了不同程度的提高。发酵后的豆渣膳食纤维的表观粘度增大。发酵后的豆渣膳食纤维再经DHPM均质处理后,其表观粘度显著增加,呈假塑性流体的特征。5、发酵后的豆渣膳食纤维的颗粒细化,结构略有松散。将发酵后的豆渣膳食纤维再经DHPM均质处理后,颗粒结构受到严重的破坏,成絮状结构；平均粒径随压力的升高先减小后增大,在压力为100MPa时粒径最小为389.5nm。6、发酵后的豆渣膳食纤维无明显的结晶峰,结晶结构消失,此时膳食纤维结构呈无定形状态。将发酵后的豆渣膳食纤维再经DHPM均质处理后,膳食纤维结构中又呈现特征峰,且峰型更尖锐,且其峰高随压力的升高而减小。7、红外实验研究发现：发酵后的豆渣膳食纤维在波数为1415.0cm-1,893.8cm-1处的特征吸收峰减弱。将发酵后的豆渣膳食纤维再经DHPM均质处理后,豆渣膳食纤维在波数为1415.0 cm-1的吸收峰向高波数方向移动,波数为893.8cm-1处的特征吸收峰消失。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 引言
• 1.1 概述
• 1.2 膳食纤维的化学结构
• 1.3 膳食纤维的理化性质
• 1.3.1 持水力
• 1.3.2 吸附螯合作用
• 1.3.3 对阳离子的交换和结合作用
• 1.3.4 无能量填充剂
• 1.3.5 微生物发酵作用
• 1.3.6 溶解性
• 1.3.7 黏性
• 1.4 膳食纤维的生理功能
• 1.4.1 对预防肥胖的作用
• 1.4.2 对防治糖尿病的作用
• 1.4.3 对调节血脂水平,预防心血管疾病的作用
• 1.4.4 对预防结肠癌的作用
• 1.5 膳食纤维产品的应用
• 1.5.1 膳食纤维在食品中的应用
• 1.5.2 在医药保健品中的应用
• 1.5.3 在可食性包装方面的应用
• 1.5.4 在其他工业上的应用
• 1.6 膳食纤维的分析方法
• 1.6.1 洗涤剂法
• 1.6.2 酶法
• 1.7 膳食纤维的改性研究
• 1.7.1 化学改性
• 1.7.2 生物改性
• 1.7.3 物理改性
• 1.8 动态超高压微射流技术的研究进展
• 1.9 选题意义
• 1.10 本课题的主要研究内容
• 1.11 本课题的创新点
• 第2章 乳酸菌发酵豆渣的最佳工艺条件研究
• 2.1 引言
• 2.2 实验原料、试剂与设备
• 2.2.1 实验原料
• 2.2.2 实验药品和试剂
• 2.2.3 实验菌种
• 2.2.4 实验设备
• 2.3 实验内容和方法
• 2.3.1 新鲜豆渣中主要成分的分析
• 2.3.2 乳酸菌发酵豆渣的工艺流程
• 2.3.3 菌体浓度的测定
• 2.3.4 乳酸菌发酵豆渣的条件优化
• 2.4 试验结果与分析
• 2.4.1 新鲜豆渣中的主要成分分析
• 2.4.2 乳酸菌发酵制备膳食纤维的工艺研究
• 2.4.3 乳酸菌发酵豆渣膳食纤维正交试验结果
• 2.5 本章小结
• 第3章 微生物发酵和动态超高压微射流对豆渣膳食纤维成分含量及功能性质的影响
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验材料和试剂
• 3.2.2 仪器与设备
• 3.2.3 溶液的配制
• 3.2.4 试验方法
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 发酵对豆渣膳食纤维中各成分含量的影响
• 3.3.2 乳酸菌发酵豆渣过程中pH值和酸度的变化
• 3.3.3 乳酸菌发酵和动态超高压微射流对豆渣中糖类的变化影响
• 3.3.4 乳酸菌发酵和动态超高压微射流对豆渣中纤维含量的变化
• 3.3.5 乳酸菌发酵和动态超高压微射流对豆渣DF的水化性质的影响
• 3.3.6 乳酸菌发酵和动态超高压微射流对豆渣DF的流变学特性的影响
• 3.4 本章小结
• 第4章 微生物发酵和动态超高压微射流对豆渣膳食纤维分子结构影响
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 实验原料
• 4.2.2 试剂与药品
• 4.2.3 实验仪器与设备
• 4.2.4 实验方法
• 4.3 实验结果与讨论
• 4.3.1 乳酸菌发酵和动态超高压微射流对豆渣DF颗粒形貌的影响
• 4.3.2 乳酸菌发酵和动态超高压微射流对豆渣DF粒度的影响
• 4.3.3 乳酸菌发酵和动态超高压微射流对豆渣DF结晶结构的影响
• 4.3.4 乳酸菌发酵和动态超高压微射流对豆渣DF官能团的影响
• 4.4 本章小结
• 第5章 结论和展望
• 5.1 引言
• 5.2 结论
• 5.2.1 乳酸菌发酵豆渣最佳条件
• 5.2.2 乳酸菌发酵和动态超高压微射流对豆渣DF各组分含量的影响
• 5.2.3 乳酸菌发酵和动态超高压微射流对豆渣DF的理化性质的影响
• 5.2.4 乳酸菌发酵和动态超高压微射流对豆渣DF的分子结构的影响
• 5.3 展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士期间的研究成果