水压热法制备水溶性大豆多糖与其应用研究

发布时间：2017-10-04 04:19

  本文关键词：水压热法制备水溶性大豆多糖与其应用研究

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【摘要】：豆渣是大豆加工的主要副产物。中国是个大豆消费大国,2015年我国进口大豆8169万吨,绝大多数用于大豆加工业,其中大豆蛋白产业每年产生湿豆渣达3000万吨以上,一部分用作动物饲料,大部分作为废物直接扔掉,造成很大的资源浪费和环境污染。若能将这些废物再利用,不仅能解决环境问题,还能带来很大的经济效益,实现“变废为宝”的效果。豆渣中含有60%左右的非水溶性膳食纤维,如何利用提取技术将这些膳食纤维变成高价值的水溶性大豆多糖(SSPS),成为业界研究的热点问题。本论文主要研究了将非水溶性纤维转化为水溶性大豆多糖的热压法生产工艺。先从豆渣粗纤维的全组分分析入手,得出本实验所用的豆渣原料含蛋白质18.39%,淀粉9.18%,膳食纤维67.31%(可溶性膳食纤维6.78%,不可溶性膳食纤维59.28%)。据此设计出豆渣资源循环利用的工艺路线图,研究用热压法将豆渣中非水溶性纤维转化为大豆多糖并且与其他成分分离的工艺方法。本研究以水溶性大豆多糖产率、还原糖含量、多糖纯度、透明度为评价指标,分别研究了固液比、pH值、提取温度、提取时间的影响。结果表明,提取温度对可溶性大豆多糖产品影响最大,pH和提取时间其次,固液比的影响较小。以固液比、pH值、提取温度、提取时间为四个因素,进行了四因素三水平的正交实验,通过综合评分的方式,得出了最佳的工艺参数:固液比1:20,提取温度110℃,pH 4.5,提取时间3 h。在该条件下粗水溶性大豆多糖的收率达到57.0%。为得到高品质的水溶性大豆多糖,设计了脱蛋白和脱色工艺。脱蛋白工艺主要采用酶解法,得到脱除效果顺序是:木瓜蛋白酶(残留蛋白6.16%)中性水解蛋白酶(残留蛋白7.95%)碱性蛋白酶(残留蛋白9.87%)。脱色工艺研究了活性炭脱色、双氧水脱色、树脂脱色三种脱色方法,以脱色率和多糖保留率为评价标准,结果表明,脱色效果是双氧水脱色(脱色率68.95%、多糖保留率86.21%)活性炭脱色(脱色率53.78%、多糖保留率58.14%)树脂脱色(脱色率59.78%、多糖保留率10.92%)。精制大豆多糖的质量指标达到:蛋白含量6.16%,透明度92.32%,多糖纯度62.4%,粘度25 mPa·s,均为质量百分数。通过上述实验得到完整的水溶性大豆多糖提取工艺,根据研究成果向国家知识产权局提出了《一种水压热法制备高品质水溶性大豆多糖的方法》的发明专利申请,获得接纳,申请公布号:CN105131144A,申请号:2015106465238。对自制的水溶性大豆多糖作红外光谱分析,发现其红外谱图和膳食纤维类似,且分子结构中含有典型的多糖特征峰。通过热重分析得知该水溶性大豆多糖在200~300℃的失重率最大。通过GC-MS分析可知,该水溶性大豆多糖中的单糖组分主要有鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、葡萄糖、半乳糖,其中半乳糖含量最高。最后,将自制水溶性大豆多糖(SSPS)作为乳化稳定剂应用于酸性乳饮料,对比羟甲基纤维素钠(CMC)、果胶(HMP)、藻酸丙二醇酯(PGA)、阿拉伯胶的稳定效果,SSPS对酸性乳饮料的粘度影响最小,达到稳定时所需的量最少,通过马尔文粒径分析仪分析可知,以SSPS作为稳定剂的酸性乳饮料粒径最小,粒度分布均匀,是一种品质良好的酸性乳饮料。
【关键词】：豆渣 水溶性大豆多糖 提取 脱色 脱蛋白 应用
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ281;TS209
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-13
• 第一章 绪论13-25
• 1.1 豆渣概述13
• 1.2 豆渣资源的利用13-15
• 1.2.1 豆渣的营养及药用价值13-14
• 1.2.2 豆渣的利用现状14-15
• 1.3 水溶性大豆多糖15-21
• 1.3.1 水溶性大豆多糖的结构15-16
• 1.3.2 水溶性大豆多糖的功能特性16-17
• 1.3.3 水溶性大豆多糖的制备方法17-21
• 1.3.4 水溶性大豆多糖的应用21
• 1.4 国内外研究进展21-22
• 1.5 课题的提出与研究意义22-25
• 1.5.1 本课题提出的意义和目的22-23
• 1.5.2 本课题的主要研究内容23-24
• 1.5.3 本课题的创新点24-25
• 第二章 大豆粗纤维的化学组成分析25-32
• 2.1 实验材料与仪器设备25-27
• 2.1.1 主要原料和试剂25-26
• 2.1.2 仪器与设备26-27
• 2.2 实验原理和方法27-30
• 2.2.1 灰分的测定27
• 2.2.2 淀粉的测定27-28
• 2.2.3 蛋白质的测定28-29
• 2.2.4 总膳食纤维（TDF）、可溶性膳食纤维（SDF）和不可溶性膳食纤维（IDF）的测定29-30
• 2.3 结果与讨论30
• 2.3.1 大豆粗纤维主要化学成分测定结果30
• 2.3.2 结果分析30
• 2.4 工艺路线与制备方法选择30-31
• 2.5 本章小结31-32
• 第三章 水压热法制备水溶性大豆多糖的研究32-43
• 3.1 实验材料与仪器设备32-34
• 3.1.1 主要原料和试剂32-33
• 3.1.2 仪器与设备33-34
• 3.2 实验方法34-36
• 3.2.1 水溶性大豆多糖的制备34
• 3.2.2 多糖透明度测定34
• 3.2.3 还原糖测定34-35
• 3.2.4 粗多糖的产率35
• 3.2.5 多糖纯度35
• 3.2.6 单因素试验35-36
• 3.2.7 正交实验设计36
• 3.3 结果与谈论36-41
• 3.3.1 单因素试验结果分析36-40
• 3.3.1.2 提取时间实验结果与分析37-38
• 3.3.1.3 pH实验结果与分析38-39
• 3.3.1.4 固液比实验结果与分析39-40
• 3.3.2 正交试验结果与分析40-41
• 3.4 本章小结41-43
• 第四章 粗多糖工艺条件的优化43-49
• 4.1 精制方法的选择43
• 4.2 实验材料与仪器设备43-45
• 4.2.1 主要原料和试剂43-44
• 4.2.2 仪器设备44-45
• 4.3 实验方法45-46
• 4.3.1 多糖样品透明度、多糖纯度、蛋白质含量的测定45
• 4.3.2 粗多糖的脱色方法45-46
• 4.3.3 脱蛋白方法46
• 4.4 实验结果与讨论46-48
• 4.4.1 脱色实验结果47
• 4.4.2 脱蛋白实验结果47-48
• 4.5 本章小结48-49
• 第五章 水溶性大豆多糖产品的结构研究49-61
• 5.1 实验材料与仪器设备49-51
• 5.1.1 主要原料和试剂49-50
• 5.1.2 仪器和设备50-51
• 5.2 实验方法51-52
• 5.2.1 灰分的测定51
• 5.2.2 蛋白质的测定51
• 5.2.3 透明度的测定51
• 5.2.4 多糖纯度的测定51
• 5.2.5 粘度的测定51
• 5.2.6 成胶性的测定51
• 5.2.7 pH值的测定51-52
• 5.2.8 傅里叶红外光谱分析52
• 5.2.9 热重分析52
• 5.2.10 气相色谱-质谱分析52
• 5.3 结果与讨论52-59
• 5.3.1 水溶性大豆多糖质量指标52-53
• 5.3.2 红外光谱分析检测结果53-55
• 5.3.3 热重分析结果55-56
• 5.3.4 GC-MS分析结果56-59
• 5.4 本章小结59-61
• 第六章 水溶性大豆多糖的应用61-67
• 6.1 实验材料与仪器设备61-62
• 6.1.1 主要原料和试剂61-62
• 6.1.2 仪器与设备62
• 6.2 实验方法62-63
• 6.2.1 酸性乳饮料的配方和配制方法62
• 6.2.2 稳定剂稳定性的比较62
• 6.2.3 酸性乳饮料粘度的测试62-63
• 6.2.4 粒度的测定63
• 6.3 实验结果与讨论63-66
• 6.3.1 稳定剂的稳定性比较结果63-64
• 6.3.2 粘度测试结果64
• 6.3.3 粒度测试结果64-66
• 6.4 本章小结66-67
• 结论和建议67-69
• 参考文献69-76
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果76-77
• 致谢77-78
• Ⅳ-2答辩委员会对论文的评定意见78

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本文编号：968578