燕麦麸不溶性膳食纤维的酶法提取工艺及应用的研究

来源 :天津大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zmjmengm1988
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燕麦麸皮是燕麦加工过程中产生的主要副产物,燕麦中的膳食纤维(Dietary Fiber, DF)主要集中在麸皮里。然而燕麦麸皮主要用于畜禽饲料,利用率低,附加值低。本文以燕麦麸皮为原料,采用酶解法提取燕麦麸不溶性膳食纤维(Insoluble Dietary Fiber, IDF),利用响应曲面优化提取工艺参数,利用碱/热/醇的联合作用进一步纯化IDF并对其微观结构进行表征。研究不同粒径的IDF对其理化性质的影响,并以IDF为原料进行功能性咀嚼片的研发。主要研究结果如下:
  利用α-淀粉酶和中性蛋白酶组合提取燕麦麸皮IDF,经过单因素试验和响应曲面法得到的最佳工艺条件为:料水比为1:12.1,α-淀粉酶浓度为1.85%,酶解时间为39.14min。在此条件下,IDF的提取率为20.1%,纯度为33%。对α-淀粉酶酶解燕麦麸皮淀粉?m=2.932mg/(mL?min)的酶解动力学进行探究,通过Wilkinson统计法求解参数,求得最大反应速率为,米氏常数为?m=11.349mg/mL,动力学方程为:?=2.932S/11.349+[S]。
  利用4%氢氧化钠、70℃热水和95%乙醇对粗纤维进行进一步纯化,IDF的纯度由33%提高至95%以上。X-射线衍射(XRD)分析表明,在淀粉酶解过程中酶处理对IDF晶格结构影响不明显,且纯化处理未使IDF的晶型发生改变。差示扫描量热法(DSC)分析表明,IDF在250℃以下具有较高的热稳定性。光学显微镜和扫描电子显微镜(SEM)显示,纯化后的IDF的表面呈现出疏松多孔的类似蜂窝状的结构,表观结构呈现出空间网状特征。傅里叶变换红外光谱(FTIR)测试表明,粗纤维和纯化后的IDF均呈现多糖的特征吸收峰。
  不同粒径的IDF的功能性质有显著差异,随着粒径减小,IDF的持水力、持油力、膨胀力、亚硝酸根离子吸附能力和阳离子交换能力均呈现出先增大后减小的趋势。IDF吸附NO2-离子主要在胃液中进行。随着粒径的减小IDF的总酚和总黄酮溶出率逐渐增大。综合分析粒径对IDF功能特性的影响,80目的燕麦麸皮IDF具有作为功能性成分添加到食品和保健品中的潜力。
  以燕麦麸IDF为原料,添加适宜的辅料制备出适合儿童、大众和中老年人食用的咀嚼片,其中儿童和大众装咀嚼片IDF含量达30%以上,中老年装咀嚼片IDF含量达35%以上。
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