不同酶法改性的马铃薯渣膳食纤维工艺条件及性能研究

发布时间：2020-07-18 06:54

【摘要】：马铃薯渣是淀粉加工副产物,含有丰富的膳食纤维,但其中可溶性膳食纤维含量较低,为提高膳食纤维品质,需对其进行改性研究,改性方法中酶法改性温和、高效。本文首先研究确定了酶法改性马铃薯渣膳食纤维的工艺条件,在此基础上,对比研究了原马铃薯渣膳食纤维(O-DF)、纤维素酶改性马铃薯渣膳食纤维(C-DF)、木聚糖酶改性马铃薯渣膳食纤维(X-DF)、纤维素-木聚糖复合酶改性马铃薯渣膳食纤维(D-DF)的组成成分、单糖组分、理化性质、结构和吸附特性,研究结果如下:1.以可溶性膳食纤维(SDF)得率为指标,采用单因素试验,分别研究了纤维素酶、木聚糖酶改性马铃薯渣膳食纤维的工艺条件,SDF最高得率分别为21.27%、22.10%。以单因素结果为基础,利用响应面分析法优化纤维素-木聚糖复合酶改性马铃薯渣膳食纤维的工艺条件,最佳条件为:料液比1:15(g/mL),纤维素酶添加量0.41%,木聚糖酶添加量0.40%,pH5,酶解温度50℃,酶解时间1.55h,在此条件下SDF得率从12.45%(马铃薯干渣)提高到23.15%。2.组成成分测定结果表明,3种酶法改性后纤维素和半纤维素含量均有所降低,木质素无明显变化。与O-DF相比较,D-DF变化最显著,纤维素和半纤维素含量分别降低10.95%和16.37%。单糖组分测定结果表明,O-DF、C-DF、X-DF、D-DF中均含有葡萄糖、半乳糖、半乳糖醛酸、阿拉伯糖、木糖5种单糖,但不同酶法改性前后膳食纤维各单糖含量有显著差异(p0.05)。3.理化性质测定结果表明,C-DF、X-DF、D-DF的持水力、结合水力、溶解性、持油力、阳离子交换力均高于O-DF,其中D-DF变化最显著,比O-DF 分别提高了 115.22%、27.18%、10.06%、16.73%、173.18%。4.傅里叶红外光谱分析结果表明,O-DF、C-DF、X-DF、D-DF均具有糖类特征官能团,在某些波长处出现相似吸收峰,但吸收峰的强度和面积发生了改变,表明可溶性成分含量发生变化。X-射线衍射曲线分析结果表明,C-DF、X-DF、D-DF与O-DF相比较,出峰位置及峰型没有发生明显变化,都属于纤维素Ⅰ型。扫描电镜测定结果表明,C-DF、X-DF、D-DF与O-DF相比较,网络结构被破坏,表面变得凹凸不平,膨松多孔,其中D-DF变化最显著,出现了较为明显的断裂和缺口,组织结构更加疏松。5.胆固醇和葡萄糖吸附测定结果表明,C-DF、X-DF、D-DF吸附胆固醇的能力均比O-DF高,且pH7条件下D-DF吸附胆固醇能力分别高于O-DF、C-DF 和 X-DF1.28、1.10、1.09 倍。葡萄糖浓度为 200mmol/L 时 D-DF吸附葡萄糖能力达到最高11.42mmol/g,分别高于X-DF、C-DF及O-DF0.46%、4.58%及9.84%。
【学位授予单位】：内蒙古农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TS239
【图文】：

膳食纤维,总膳食,膳食,不溶性

铃薯干渣中总膳食纤维（ＤＦ）含量为５３．８％邋（ｇ／ｇ）．４６％邋（ｇ／ｇ）、木薯渣邋４２．７５％邋（ｇ／ｇ）、枣渣邋４４．３０％邋（ｇ邋（ｇ／ｇ）和孜然３３．３２％邋（ｇ／ｇ）中的总膳食纤维含量［薯渣是提取膳食纤维的良好来源。不溶性膳食纤纤维（ＳＤＦ）含量分别为３８．７２％邋（ｇ／ｇ）和１２．４５％纤维占总膳食纤维２３．１４％，不溶性膳食纤维占总所占比例远大于ＳＤＦ，而研宄表明ＳＤＦ功能特性维进行改性处理，提高ＳＤＦ含量对于发挥ＤＦ生外，马铃薯渣中淀粉和蛋白质含量较高，分别为２６．／ｇ），因此去除淀粉和蛋白质是获得高纯度膳食纤处理马铃薯渣膳食纤维改性工艺条件的确定逡逑比对可溶性膳食纤维得率的影响逡逑２２１逡逑＾一纤维衮酶改性逡逑

添加量,膳食纤维,处理组

图２邋酶添加量对Ｓ邋Ｄ邋Ｆ得率的影响逡逑Ｆｉｇｕｒｅ．２邋Ｔｈｅ邋ｅｆｆｅｃｔ邋ｏｆ邋ｃｅｌｌｕｌａｓｅ邋ａｍｏｕｎｔ邋ｏｎ邋ｔｈｅ邋ｙｉｅｌｄ邋ｏｆ邋ＳＤＦ逡逑图２表示纤维素酶和木聚糖酶添加量对马铃薯渣膳食纤维中ＳＤＦ得率逡逑得影响。从图中可以看出，ＳＤＦ得率随着纤维素酶和木聚糖酶添加量的增逡逑力口，呈现先增加后减少的趋势，当添加量为０．６％时，纤维素酶和木聚糖酶逡逑改性的膳食纤维ＳＤＦ得率达到最高，分别为２１．２７％和２１．６７％。这可能是逡逑由于随着酶添加量的增加，更多不溶性纤维中大分子多糖糖苷键断裂，转逡逑变为可溶性纤维，从而提高ＳＤＦ得率［７７］。当酶添加量超过０．６％时，ＳＤＦ逡逑得率降低，这可能是由于ＳＤＦ被降解成小分子低聚糖或单糖，无法醇沉。逡逑酶添加量为０．６％的处理组ＳＤＦ得率显著高于其他处理组（ｐ＜０．０５）。工厂逡逑

膳食纤维,酶解,酶活,薯渣

Ｆｉｇｕｒｅ．３邋Ｔｈｅ邋ｅｆｆｅｃｔ邋ｏｆ邋Ｅｎｚｙｍｏｌｙｓｉｓ邋ｐＨ邋ｏｎ邋ｔｈｅ邋ｙｉｅｌｄ邋ｏｆ邋ＳＤＦ逡逑酶与底物相结合，酶活受酶解体系ｐＨ值影响，在最适ｐＨ下能达到最逡逑大反应速率？。图３表示不同ｐＨ对纤维素酶和木聚糖酶改性的马铃薯渣逡逑膳食纤维中ＳＤＦ得率的影响。由图可以看出，纤维素酶和木聚糖酶的作用逡逑都随ｐＨ邋（４．０－６．０）值的增加而呈现先升高后降低的趋势，并在ｐＨ５．０时ＳＤＦ逡逑得率达到最高，分别为２０．９０％（ｐ＜０．０５）、２１．６７％（ｐ＜０．０５）。这可能是由于逡逑随着ｐＨ的升高，逐渐达到了酶的最适ｐＨ，当ｐＨ大于５．０时，两种酶改逡逑性后马铃薯渣膳食纤维中ＳＤＦ得率均下降，这可能是由于溶液ｐＨ高于酶逡逑的最适ｐＨ，从而使酶的活性下降，ＳＤＦ得率也下降。由此说明纤维素酶和逡逑木聚糖酶最适ｐＨ均为５．０，酶解体系选用ｐＨ５．０。逡逑３．邋２．邋４邋温度对可溶性膳食纤维得率的影响逡逑酶活受温度影响

【参考文献】