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《吉林农业大学》 2011年
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玉米皮纤维降解技术与其理化特性的研究

杜彩霞  
【摘要】:玉米是我国主要农作物之一,产量居世界第二位。玉米不但是主食,同时也是生物工程、医药、化工等产业必不可少的原料,玉米精深加工在国民经济发展中起着举足轻重的作用。但是,目前我国对玉米的精深主要局限在玉米淀粉及其衍生物的加工与利用,具有特殊生物活性及生理功能的玉米非淀粉组分玉米皮、玉米蛋白等的利用程度较低,其经济效益及社会效益远未发挥出来,造成玉米资源的浪费。随着膳食纤维在调解人体异常代谢方面所起重要作用的探明,膳食纤维科学成为人们研究的热点。相比其他谷物外皮(米糠、麦麸等),玉米皮不仅含有丰富的膳食纤维,且纤维结构较好,是高品质膳食纤维的良好来源。但未经科学处理的玉米皮可食性差,对人体无显著的保健作用,只能被用作饲料。因此,采用现代分离重组技术对玉米皮进行加工,改善其物性,赋予其优良的加工学特性及较高的生理活性,成为功能食品原料学的主要研究内容之一。本研究通过超临界CO2流体萃取技术对玉米皮进行脱脂、脱杂处理,采用双螺杆挤出、超声波降解、纤维素酶处理以及纤维素酶协助超声波辅助降解方法,系统地对玉米皮纤维进行降解处理。研究出了一套最优的降解工艺参数,产品达到了高品质膳食纤维的要求。不仅提升了玉米的利用价值,提高了玉米深加工企业的经济效益,同时为相关领域的研究奠定了理论基础。 本论文主要研究成果如下: 1.采用双螺杆挤出机对玉米皮纤维进行降解处理。以脱脂、脱杂后玉米皮为原料,在单因素试验基础上,以物料含水量、挤出温度及玉米皮纤维粒度为响应因素,挤出后可溶性纤维得率为响应值,采用三因素三水平的响应面分析法,确定最佳挤出工艺。结果表明:物料含水量138%、挤出温度169℃、玉米皮粒度0.175rmm(80目)时,可溶性纤维得率为10.75%。 2.采用响应面分析法对超声波降解玉米皮纤维进行优化,以双螺杆挤出后玉米皮为原料,在单因素试验基础上,以超声时间、玉米皮纤维粒度及超声功率为响应因素,降解后可溶性纤维得率为响应值,采用三因素三水平得到超声波降解玉米皮的最优工艺条件为:超声时间68min、纤维粒度80目、超声功率378W,此时,可溶性纤维得率达到最大值12.77%。 3.采用纤维素酶对双螺杆挤出后的玉米皮进行酶解,在Plackett-Burman设计及单因素试验基础上,以纤维素酶用量、pH值、酶解温度为响应因素,酶解后可溶性纤维得率为响应值,利用三因素三水平的响应面分析法对酶解条件进行优化。确定最优条件为:纤维素酶用量0.76%、pH值5、酶解温度42℃,此时可溶性纤维得率为13.40%。 4.采用纤维素酶协助超声波辅助处理方法,对双螺杆挤出后玉米皮进行降解。利用三因素三水平响应面分析法对此方法进行优化,在单因素试验基础上,以纤维素酶用量、超声功率、超声时间为响应变量,降解后可溶性纤维得率为响应值,优化后的工艺参数为:纤维素酶用量0.57%、超声功率300W、超声时间1.5h,此时,可溶性纤维得率为:16.10%。 5.参照响应面优化后的工艺参数对脱脂、脱杂后的玉米皮进行了降解处理,制备高品质膳食纤维,采用方差分析及多重比较对物料的理化特性进行了详细的研究,结果表明:降解处理后的样品膨胀力可达15.66ml/g;持水性达10.07g/g;结合水力达6.88g/g;持油力达5.05g/g,综合物性比未降解玉米皮提高了2.14倍,可以作为生产高品质膳食纤维食品的良好基料。
【学位授予单位】:吉林农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TS210.9

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