玉米皮渣中膳食纤维提取及其理化性质研究毕业论文.docx

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玉米皮渣中膳食纤维提取及其理化性质研究毕业论文

南阳理工学院

本科生毕业论文

玉米皮渣中膳食纤维提取及其理化性质研究

StudyonExtractionandPhysicochemicalCharacterizationofCornBranDietaryFiber

总计：

毕业设计（论文）16页

表格：

2个

插图：

7幅

南阳理工学院本科毕业论文

玉米皮渣中膳食纤维提取及其理化性质研究

StudyonExtractionandPhysicochemicalCharacterizationofCornBranDietaryFiber

学院：

生物与化学工程学院

专业：

食品科学与工程

玉米皮渣中膳食纤维提取及其理化性质研究

[摘要]本文以玉米皮渣为原料，采用蛋白酶和α-淀粉酶结合水解制备玉米皮膳食纤维。

通过单因素实验确定蛋白酶和α-淀粉酶的最佳用量、水解时间及最适温度，然后在单因素的基础上再对这两种酶做正交试验确定最佳工艺。

结果表明蛋白酶用量为1.0%，温度为50℃时水解40min，α-淀粉酶用量为0.4%，温度为60℃时水解50min，此时水解的效果最好，膳食纤维的含量最高。

本实验同时研究了玉米渣膳食纤维的理化性质，其持水力为197%，膨胀性为143%，持油性为187%。

[关键词]玉米皮；膳食纤维；蛋白酶；α-淀粉酶

StudyonExtractionandPhysicochemicalCharacterizationofCornBranDietaryFiber

FoodScienceandEngineeringSONGJian-hua

Abstract:

Usingcornbranasmainmaterialinthispaper,proteinaseandα-amylasewereemployedtoproducethecornbrandietaryfiber.Singlefactorexperimentswereadaptedtodeterminetheoptimumdosage,hydrolysistime,andoptimumtemperatureofproteaseandα-amylase.Thenonthebasisofaboveexperiments,theoptimumprocesswasobtaindedbyorthogonaltestofthesetwoenzymes.Theresultsshowedthatthehydrolysiseffectwasbestandthecontentofdietaryfiberwashighestwhentheproteasewasintheamountof1.0%,thehydrolysistemperatureandtimeof50℃,40min,andtheα-amylase’sconcentrationwas0.4%,thehydrolysistemperatureandtimeof60℃,50min.Theseexperimentswerestudiedonthephysicochemicalpropertiesofcornbrandietaryfiberinthemeantime.Itswater-holdingpowerwas197%.Itsexpansibilitywas143%.Itsoil-holdingcapacitywas187%.

Keywords:

cornbran;dietaryfiber;protease;α-amylase

目录

1引言…………………………………………………………………………………………1

1.1膳食纤维的定义和分类………………………………………………………………1

1.2膳食纤维的主要特性和功效…………………………………………………………2

1.3膳食纤维的制备方法…………………………………………………………………3

1.4玉米皮渣中膳食纤维的国内外研究现状……………………………………………4

1.5本文研究的意义和前景………………………………………………………………4

2材料与方法…………………………………………………………………………………5

2.1材料和仪器……………………………………………………………………………5

2.1.1材料和试剂………………………………………………………………………5

2.1.2主要仪器…………………………………………………………………………5

2.2方法……………………………………………………………………………………5

2.2.1玉米皮渣中膳食纤维的提取……………………………………………………5

2.2.2单因素实验………………………………………………………………………5

2.2.3正交实验…………………………………………………………………………6

2.2.4玉米皮渣中膳食纤维的理化性质测定…………………………………………7

3结果与讨论…………………………………………………………………………………8

3.1单因素实验结果………………………………………………………………………8

3.1.1蛋白酶用量对膳食纤维得率的影响……………………………………………8

3.1.2蛋白酶酶解时间对膳食纤维得率的影响………………………………………8

3.1.3蛋白酶在不同温度下对膳食纤维得率的影响…………………………………9

3.1.4α-淀粉酶用量对膳食纤维得率的影响…………………………………………9

3.1.5α-淀粉酶酶解时间对膳食纤维得率的影响……………………………………10

3.1.6α-淀粉酶在不同温度下对膳食纤维得率的影响………………………………10

3.2正交实验结果…………………………………………………………………………11

3.3玉米皮渣中膳食纤维的理化性质……………………………………………………12

4结论………………………………………………………………………………………14

参考文献……………………………………………………………………………………15

致谢…………………………………………………………………………………………16

1引言

1.1膳食纤维的定义和分类

膳食纤维主要是指存在于食物中不能够被人体消化吸收的多糖类化合物的总称，即不能被人类的胃肠道中消化酶所消化的，且不被人体吸收利用的多糖。

这类多糖主要来自植物细胞壁的复合碳水化合物，也可称之为非淀粉多糖，即非α-葡聚糖的多糖。

在1970年前营养学界中并没有膳食纤维这个名词，只是有粗纤维。

粗纤维曾被认为是对人体起不到营养作用的一类非营养成分的物质。

后来营养学家认为粗纤维吃多了会影响人体对食物中的营养素的吸收。

再后来经过近20年来的研究与调查，营养学家们发现并认识到这种非营养素物质与人体健康密切相关，它在预防人体的某些疾病方面起着非常重要的作用，同时也认识到粗纤维的概念已不适用，因而将粗纤维一词废弃，改为膳食纤维。

由于膳食纤维具有重要的生理功能，所以在营养学上被称为与六大营养素并列的第七大营养素[1,2]。

膳食纤维的分类方法有很多，目前最常用的有以下2种。

（1）根据溶解性的不同，膳食纤维可分为可溶性膳食纤维和不可溶性膳食纤维[3]。

不溶性膳食纤维是指不被人体消化酶消化且不溶于热水的那部分膳食纤维，是构成细胞壁的主要成分，包括纤维素、半纤维素、木质素、原果胶和动物性的甲壳素和壳聚糖，其中木质素不属于多糖类，是使细胞壁保持一定韧性的芳香族碳氢化合物。

水溶性膳食纤维是指不被人体消化酶消化，但可溶于温水或热水且其水溶液又能被乙醇再沉淀的那部分膳食纤维。

主要包括存在于苹果、桔类中的果胶、植物种子中的果胶、海藻中的海藻酸、卡拉酸、琼脂和微生物发酵产物黄原胶、以及人工合成的羧甲基纤维素钠盐等[4]。

水溶性膳食纤维的主要功能是可减少血液中的胆固醇水平，调节血糖水平，从而降低心脏病的危险，改善糖尿病。

水不溶性膳食纤维主要功能是膨胀，可以调节肠的功能，防止便秘，保持大肠健康。

大多数植物都含有可溶性与不可溶性纤维，所以饮食均衡摄取可溶性与不可溶性纤维才能获得更多的益处。

（2）根据来源的不同，膳食纤维可分为①谷物类纤维：

主要包括小麦纤维、燕麦纤维、玉米纤维和米糠纤维等，其中燕麦膳食纤维是被公认的优质膳食纤维，能显著降低血液中胆固醇含量，从而降低心脏病和中风的发病率。

②豆类纤维：

比较常用的有大豆纤维、豌豆纤维以及瓜尔豆胶和刺槐豆胶等。

③水果纤维：

水果纤维一般用于高纤维果汁、果冻以及其他果味饮料中，有果渣纤维、果皮纤维、全果纤维和果胶等。

④蔬菜纤维：

研究最多的是甜菜纤维、胡萝卜纤维、竹笋纤维、茭白纤维、以及各种各样的蔬菜粉等。

⑤生化合成或转化类纤维：

该类膳食纤维功能突出、性能优越、成分明确和纯度高，是膳食纤维类产品中最受欢迎和应用最为广泛的品种之一，主要包括改性纤维素、抗性糊精、水解瓜尔胶、微晶纤维素和聚葡萄糖等。

⑥其他类纤维：

主要指真菌类纤维、海洋类纤维以及一些粘质和树胶等[5]。

1.2膳食纤维的主要特性和功效

膳食纤维主要有以下特性：

（1）结合水作用。

膳食纤维具有很强的与水结合的能力。

强大的吸水能力可以增大肠道中粪便的体积，并加快其运转速度，有效减少其中有害物质接触肠壁的时间。

（2）粘滞作用。

某些膳食纤维具有很强的黏滞性，例如果胶、树胶、海藻多糖、β-葡聚糖等分散水中可以形成高粘度型溶液。

（3）吸附螯合有机化合物作用。

膳食纤维具有吸附螯合有机物如胆酸和胆固醇的作用，从而抑制了人体对它们的吸收。

同时，膳食纤维还能吸附肠道内的有毒化合物质并促进它们排出体外。

（4）阳离子交换作用。

膳食纤维可在胃肠内结合无机盐，与有机阳离子如钾、钠、铁等进行可逆的交换，形成膳食纤维复合物，影响这些元素的代谢。

（5）细菌发酵作用。

膳食纤维虽然不易被人体消化和吸收，但它可被肠道内部分细菌酵解，促进肠内有益菌繁殖。

酵解所产生的短链脂肪酸如乙酯酸、丙酯酸和丁酯酸均可作为肠道细胞和细菌的能量来源，促进肠道蠕动，减少胀气，改善便秘[6]。

膳食纤维主要有以下功效：

（1）防治便秘。

膳食纤维的吸水膨胀性能有利于增加食糜的体积，促进肠道蠕动，减少食物在肠道中停留时间及粪便中有害物质与肠道的接触。

另一方面，膳食纤维的吸水作用也可以软化粪便，促进排便和增加便次，起到一种导泄作用，防治便秘。

（2）控制体重。

一般肥胖都是由于食物中摄入过多的热量或者人们运动量不足，没有及时将过多产生的热量消耗掉而引起的能量过剩。

膳食纤维具有很强的吸水膨胀性，它们吸水后体积能够增加10-15倍，既可以增加人们的饱腹感，又可以减少食物中脂肪的吸收，避免能量过剩而导致身体内脂肪的过度积累而造成肥胖。

因此提高饮食中膳食纤维含量，既能解决饱腹的问题，又能达到控制体重的目的，可以说是目前较有效的安全减肥方法。

（3）预防结肠和直肠癌。

这两种癌是发生在肠道的癌。

导致这两种癌症发生的主要原因是致癌物质在肠道内停留时间长，和肠壁长时间接触有关。

膳食纤维可以稀释肠道内致癌物质浓度，增加吸附致癌物面积，缩短与致癌物接触时间。

因此增加膳食中纤维含量，利用膳食纤维刺激肠蠕动的作用，可大大缩短致癌物质与肠壁接触时间，有效预防肠道癌症的发生。

（4）防治痔疮。

痔