豆渣水溶性膳食纤维酶法制备及其应用

论文摘要

水溶性膳食纤维是指不能被人体消化道分泌的消化酶所消化,但可溶于温水或热水,且其水溶液又能被相当于四倍乙醇再沉淀的那部分膳食纤维。水溶性膳食纤维以其丰富的营养价值、生理功能和广泛的实际应用,越来越被国内外学者及民众所认识和关注。本实验以生产大豆分离蛋白时所产生的废豆渣为原料,采用纤维素酶提取豆渣水溶性膳食纤维的方法,以豆渣水溶性膳食纤维得率为指标,对四种来源不同的纤维素酶进行了筛选,确定了酶法提取豆渣水溶性膳食纤维的最佳工艺,并对豆渣水溶性膳食纤维的特性及其在酸性乳饮料和双歧杆菌方面的应用进行了研究。本实验对四种纤维素酶（Viscozyme L,Amano,Jatan,上海国药）进行了筛选,其中Viscozyme L提取豆渣水溶性膳食纤维的得率最高。通过单因素实验、正交实验和方差分析,确定了最佳提取工艺条件,其参数为:料水比1:15,纤维素酶添加量0.5%,提取温度45℃,pH值为4.5,提取时间1.5h,。在本工艺条件下豆渣水溶性膳食纤维得率为27.27%。通过红外光谱仪、粘度计以等方法对豆渣水溶性膳食纤维的特性进行了研究,结果表明豆渣水溶性膳食纤维为多糖类物质,水溶性纤维的含量为91.12%。其持水力为8.25g·g-1,溶胀力为9.38mL·g-1,结合水力7.11g·g-1,阳离子交换能力为0.73mmoL·g-1。豆渣水溶性膳食纤维有吸附胆酸钠的作用,其添加量越多,溶液中胆酸钠被吸附的量也越多,吸附平衡所花的时间越长。豆渣水溶性膳食纤维溶液粘度随剪切速率的增加而降低,呈现假塑性流体。本文还探讨了浓度、温度以及pH值对豆渣水溶性膳食纤维溶液粘度和溶解度的影响。通过对酸性乳饮料沉淀率的测定,发现豆渣水溶性膳食纤维具有与果胶相似的稳定蛋白颗粒的作用。在稳定剂浓度0.4%,pH值4.0的条件下,其稳定酸性乳饮料的效果与果胶和韩国进口大豆SDF相当,优于阿拉伯胶和CMC;而其酸性乳饮料粘度远低于添加果胶的酸性乳饮料。另外,通过扫描电镜对凝固型酸奶微观结构的观察和对比,发现豆渣水溶性膳食纤维具有增稠稳定的作用。本实验研究了豆渣水溶性膳食纤维对双歧杆菌的功能特性,分别以人体肠道内典型的婴儿双歧杆菌和长双歧杆菌为实验菌株,从体外观察了豆渣水溶性膳食纤维促进双歧杆菌增殖的效果,并讨论了豆渣水溶性膳食纤维浓度对双歧杆菌增殖效果的影响。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 前言
• 1.1 膳食纤维的分类
• 1.2 膳食纤维的化学组成与结构
• 1.2.1 纤维素
• 1.2.2 半纤维素
• 1.2.3 果胶及果胶类物质
• 1.2.4 木质素
• 1.2.5 大豆水溶性膳食纤维
• 1.3 膳食纤维的理化特性
• 1.3.1 高持水性
• 1.3.2 阳离子交换作用
• 1.3.3 吸附作用
• 1.3.4 发酵作用
• 1.3.5 溶解性与粘性
• 1.4 膳食纤维的生理功能
• 1.4.1 膳食纤维与肥胖的关系
• 1.4.2 膳食纤维与结肠癌和便秘的关系
• 1.4.3 膳食纤维与高血压和心脏病的关系
• 1.4.4 膳食纤维与糖尿病的关系
• 1.4.5 膳食纤维的其他生理功能
• 1.5 膳食纤维的提取与测定方法
• 1.5.1 膳食纤维的提取方法
• 1.5.2 膳食纤维的测定方法
• 1.6 大豆水溶性膳食纤维在酸性乳饮料中的应用
• 1.6.1 酸性乳饮料
• 1.6.2 大豆水溶性膳食纤维对蛋白颗粒的作用机理
• 1.7 国内外大豆膳食纤维的研究概况
• 1.8 研究的目的与意义
• 1.9 课题研究的主要内容
• 2 材料与方法
• 2.1 实验材料与仪器设备
• 2.1.1 实验材料
• 2.1.2 仪器设备
• 2.2 方法
• 2.2.1 豆渣常规成分分析
• 2.2.2 膳食纤维的测定
• 2.2.3 纤维素酶制剂的筛选
• 2.2.4 豆渣的预处理
• 2.2.5 豆渣水溶性膳食纤维提取工艺的研究
• 2.2.6 豆渣水溶性膳食纤维特性研究
• 2.2.7 豆渣水溶性膳食纤维在酸性乳饮料中的应用研究
• 2.2.8 豆渣水溶性膳食纤维对双歧杆菌增殖特性的研究
• 2.2.9 数据处理方法
• 3 结果与讨论
• 3.1 豆渣常规成分分析
• 3.2 纤维素酶制剂的筛选
• 3.2.1 纤维素酶活力的测定
• 3.2.2 纤维素酶制剂的选定
• 3.3 豆渣水溶性膳食纤维提取工艺的研究
• 3.3.1 料水比对豆渣水溶性膳食纤维得率的影响
• 3.3.2 纤维素酶添加量对豆渣水溶性膳食纤维得率的影响
• 3.3.3 溶液pH 值对豆渣水溶性膳食纤维得率的影响
• 3.3.4 提取时间对豆渣水溶性膳食纤维得率的影响
• 3.3.5 提取温度对豆渣水溶性膳食纤维得率的影响
• 3.3.6 乙醇沉淀时间对豆渣水溶性膳食纤维得率的影响
• 3.3.7 豆渣水溶性膳食纤维提取工艺正交实验结果
• 3.4 豆渣水溶性膳食纤维特性研究
• 3.4.1 成分分析
• 3.4.2 电镜观察
• 3.4.3 红外光谱分析
• 3.4.4 理化特性的研究
• 3.4.5 粘度特性的研究
• 3.4.6 溶解特性的研究
• 3.4.7 对胆酸钠吸附特性的研究
• 3.5 豆渣水溶性膳食纤维在酸性乳饮料中的应用研究
• 3.5.1 酸性乳饮料稳定性的研究
• 3.5.2 酸性乳饮料粘度的研究
• 3.5.3 凝固型原味酸奶的微结构观察
• 3.6 豆渣水溶性膳食纤维对双歧杆菌增殖特性的研究
• 3.6.1 双歧杆菌增殖效果的对比
• 3.6.2 初始浓度对婴儿双歧杆菌增殖的影响
• 3.6.3 初始浓度对长双歧杆菌增殖的影响
• 3.6.4 双歧杆菌混合培养效果的对比
• 4 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文