蒸汽爆破-超微粉碎技术对米糠膳食纤维的改性及功能性质的研究

发布时间：2020-09-24 22:23

　　作为谷物加工的副产品,米糠是一种纯天然产品,无毒无害,可用于改善人们的饮食。人们的生活水平不断提高,饮食越来越精致,饮食中膳食纤维的缺乏也越来越严重。膳食纤维的研究和应用必将成为功能食品的研究热点之一。国外在米糠的基础上,成功开发了各种米糠保健食品和休闲食品,取得了良好的经济效益。因此,借鉴国外经验,加大中国米糠的深度开发和综合利用,发展米糠营养功能食品是食品工作者的研究方向之一。本实验以脱脂米糠为原料,采用复合酶解法提取RBDF,将提取的RBDF先通过最优的蒸汽爆破方案进行改性处理,再用气流粉碎和纳米冲击磨进行超微化处理;以未经复合改性处理的RBDF(C-RBDF)为对照,研究复合改性对RBDF结构、理化性质、生理功能等方面的影响;复合改性处理RBDF对2型糖尿病小鼠生长特性、血脂水平、组织病变等的影响;蒸汽爆破-超微粉碎RBDF在面制品中的应用四个方面,研究改性对RBDF的结构及功能性质的影响。主要研究内容及结果如下:(1)为确定蒸汽爆破的最优方案首先进行了单因素实验,以SDF的得率作为标准,确定了因素和变量分别为:蒸汽压力(0.3～0.9MPa)和维压时间(240～360s);然后利用响应曲面设计实验,采用通用旋转组合设计原理,得到蒸汽爆破处理SDF的最佳工艺条件为:蒸汽压力0.631MPa,维压时间302.866s,此条件下SDF得率为6.987%;再将经蒸汽爆破最佳工艺条件处理后的RBDF分别进一步进行超微化处理,采用气流粉碎机和高能纳米球磨机中干法粉碎,得到S-M-RBDF和S-N-RBDF,这两种样品的SDF提取率与C-RBDF相比提高了2.28和2.77倍。(2)经蒸汽爆破的S-RBDF的粒径比C-RBDF粒径大,可能是因为S-RBDF在蒸汽爆破处理的过程中,压力释放时颗粒瞬间膨胀,内部疏松膨大,导致RBDF粒径变大,而两种超微化处理均能显著降低RBDF的粒径、增大比表面积,S-M-RBDF和S-N-RBDF的粒径分别降低了80.2%和89%,比表面积增大了 12.25倍和20.65倍;红外光谱中,蒸汽爆破-超微粉碎处理前后RBDF红外光谱中没有新的吸收峰出现,其特征吸收峰的峰型、位置及峰的数量均未有显著变化,说明经物理改性后,RBDF的化学成分均未发生明显变化;扫描电镜中S-RBDF纤维结构破裂,破碎,表面不平整,结构松散,经超微粉碎处理的RBDF颗粒明显减小,表面的蜂窝结构变得更致密,增加了比表面积并在分子内暴露出更多的基团,进而改善其水合性质;经检测,经复合改性处理的RBDF其膨胀力、持油力和持油力均显著提高(p0.05);改性后的RBDF葡萄糖吸附力增强,其中S-N-RBDF的吸附力最强;当粒径小于20μm时,其阳离子交换能力逐渐下降,故S-M-RBDF的阳离子交换力最强。(3)在RBDF对2型糖尿病小鼠血糖的影响试验中,糖尿病小鼠的体重在RBDF的作用下逐渐增加,SM、SN组小鼠显著高于DM组,说明RBDF对2型糖尿病体重减轻的症状有显著的干预作用,其中SN组干预最明显;SM、SN组在实验结束时的血糖值,雌鼠分别比之前降低了18.3%、4.9%和6.4%,雄鼠分别比之前降低了18.4%、4.2%和13.2%,说明了RBDF有降血糖的作用,其中S-N-RBDF效果更明显;小鼠生化指标结果表明RBDF能降低血清中总胆固醇(TC)、总甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白(LDL-C)水平(p0.05),升高高密度脂蛋白(HDL-C);同时增强肝脏中超氧化物歧化酶(SOD)的活力,减少丙二醛(MDA)的含量,其中S-N-RBDF的作用效果较显著。以上结果表明,RBDF对糖尿病小鼠有一定保护作用。(4)将S-N-RNDF以2%、5%和7%的添加量加入发糕中,以不添加RBDF的发糕作为对照组。结果表明,随着膳食纤维的增加,混合粉的峰值黏度、最终黏度和回生值参数逐渐降低,但降低幅度均较小;同时发糕的硬度、咀嚼性上升,弹性下降;低场核磁共振中,添加2%RBDF的发糕中2个峰的T2弛豫时间向快弛豫方向移动,并且差异显著(p0.05),但添加5%～7%RBDF的发糕水分流动性与空白组相比较差,弛豫时间缩短;在感官评定中,添加适量的RBDF对产品的感官评价无显著影响,且2%RBDF为最适添加量。
【学位单位】：中南林业科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TS210.9
【部分图文】：

粒径分布,粒径分布,粒径,超微化

３．６结果与讨论逡逑３．６．１蒸汽爆破－超微粉碎对米糠膳食纤维粒径及比表面积的影响逡逑超微化处理前后ＲＢＤＦ的粒径分布见图３．１，粒径及比表面积数据见表３．１。逡逑由图３．１可知，Ｃ－ＲＢＤＦ、Ｓ－ＲＢＤＦ、Ｓ－Ｍ－ＲＢＤＦ、Ｓ－Ｎ－ＲＢＤＦ的粒径大小顺序为：逡逑Ｓ－ＲＢＤＦ＞Ｃ－ＲＢＤＦ＞Ｓ－Ｍ－ＲＢＤＦ＞Ｓ－Ｎ－ＲＢＤＦ，且分布范围不对称，其中邋Ｓ－ＲＢＤＦ逡逑较Ｃ－ＲＢＤＦ粒径大，可能是因为Ｓ－ＲＢＤＦ在蒸汽爆破处理的过程中，压力释放时逡逑颗粒瞬间膨胀，内部疏松膨大，导致ＲＢＤＦ粒径变大。从表３．１分析可知，Ｃ－ＲＢＤＦ、逡逑Ｓ－ＲＢＤＦ、Ｓ－Ｍ－ＲＢＤＦ、Ｓ－Ｎ－ＲＢＤＦ邋的体积平均粒径分另ＩＪ为邋１０７．０１ｇｍ、１３３．９３—、逡逑２１．１５邋—和邋１１．７８ｐｍ，与邋Ｃ－ＲＢＤＦ邋相比，Ｓ－Ｍ－ＲＢＤＦ邋和邋Ｓ－Ｎ－ＲＢＤＦ邋分别降低了邋８０．２％逡逑和８９％，比表面积增大了邋１２．２５倍和２０．６５倍。梅新［６３］等人研究表明，膳食纤维逡逑经超微化改性后，其常见的物化特性会造成显著性的变化，后续实验将进一步探逡逑讨粒径对ＲＢＤＦ物化特性的改变及其影响。逡逑——Ｃ－ＲＢＤＦ逡逑——Ｓ－ＲＢＤＦ逡逑１２１逦——Ｓ－Ｍ－ＲＢＤＦ逡逑．逦——Ｓ－Ｘ－ＲＢＤＦ逡逑１０－邋／逡逑

粒径分布,蒸汽爆破,超微粉碎技术,比表面积

硕士专业学位论文逦蒸汽爆破－超微粉碎技术对米糠膳食纤维的改性及功能性质的研宄逡逑表３．１邋ＲＢＤＦ粒径分布及比表面积逡逑逦Ｔａｂｌｅ邋３．１邋Ｐａｒｔｉｃｌｅ邋ｓｉｚｅ邋ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ邋ａｎｄ邋ｓｐｅｃｉｆｉｃ邋ｓｕｒｆａｃｅ邋ａｒｅａ邋ｏｆ邋ＲＢＤＦ逦逡逑样品逦Ｄ［３，２］0ｉｍ）逦Ｄ［４，３］0ｉｍ）逦ｄ（０，５）0ｉｍ）逦ｄ（０，９）0ｉｍ）逦比表面积（ｍ２／ｇ）逡逑Ｃ－ＲＢＤＦ逦２９．８７逦１０７．０１逦７６．９０逦２５１．０１逦０．２０逡逑Ｓ－ＲＢＤＦ逦４４．３３逦１３３．９３逦１４２．０９逦２７５．９７逦０．１４逡逑Ｓ－Ｍ－ＲＢＤＦ逦２．４３逦２１．１５逦１５．９１逦５４．５８逦２．４７逡逑Ｓ－Ｎ－ＲＢＤＦ逦１．４６逦１１．７８逦７．６３逦３２．６５逦４．１３逡逑３．６．２米糠膳食纤维的红外光谱分析逡逑图３．２为蒸汽爆破－超微粉碎前后ＲＢＤＦ的傅里叶红外光谱图，红外光谱吸逡逑收峰的位移和吸收的强度与主要取决于样品的原子振动频率，也间接地反映了样逡逑品化学键的类型。逡逑１００１逦１００－逡逑

葡萄糖,吸附量

０ｍｍｏｌ／Ｌ的葡萄糖溶液浓度条件下，ＲＢＤＦ对葡萄糖的等温吸Ｆ０．５７±０．０２１，Ｓ－ＲＢＤＦ邋１．８７士０．０３１，Ｓ－Ｍ－ＲＢＤＦ２．０２±０．０５６，邋Ｓ－。逡逑３．４可以看出，经过预处理的ＲＢＤＦ对葡萄糖吸附能力要远远中Ｓ－Ｎ－ＲＢＤＦ的吸附量最高，为Ｃ－ＲＢＤＦ的４．４７倍。由此微粉碎的双重处理使ＲＢＤＦ的内部结构变得疏松，比表面积生了孔缝和间隙，内部的溶质进入纤维内部相对更加容易，并，变成片层状结构，其中的功能集团暴露，使吸附葡萄糖的能膳食纤维能一定程度的降低小肠中的葡萄糖浓度；而Ｃ－ＲＢＤＦ能基团被包围在内部，很难发挥其吸附作用，此结果与ＲＢＤ果一致。逡逑爆破－超微粉碎对米糠膳食纤维阳离子交换能力的影

【参考文献】