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1、漯 河 食 品 职 业 学 院 毕业论文题 目：玉米皮中可溶性膳食纤维的提取系 部：质检系专 业：食品营养与检测班 级：高职10级质检6班姓 名： 指导教师： 二0一三年四月二十七 日玉米皮中可溶性膳食纤维的提取摘要：采用纤维素酶和木聚糖酶限制性酶去除玉米皮中的淀粉、蛋白质，从而得到玉米皮中的可溶性膳食纤维。通过正交试验探究酶解过程的最佳工艺条件，从而提高不溶性膳食纤维的转化率。结果表明：在温度为45、PH为4.8、料液比为1：12、酶解时间为8小时、纤维素酶和木聚糖酶的添加量分别为1和0.3时，转化率最高，可以到到6.57。其中，纤维素酶的添加量对实验影响显著性最大。关键词：玉米皮 纤维素酶
2、 木聚糖酶 可溶性膳食纤维前言：膳食纤维是指不能在人体消化吸收，而在人体大肠内能部分或全部发酵的能食用的植物性成分、活性化合物及其相类似物质的总和，包括木质素、多糖、寡糖等。近年来，许多国家的食物纤维专家，对食物纤维的定义、功能以及流行病学调查，做了广泛的调查。食物纤维的含义主要指的是以纤维素、半纤维素、木质素、果胶等人体消化酶难以消化的高分子物质。但是它对与改变血清胆固醇、预防高血脂和肥胖症以及促进中毒性物质的排除，从而减少直肠癌等有一定的关系。所以人们把食物的膳食纤维称为“第七营养素”。膳食纤维由于其自身独特的理化性质和显著的生理功能，即可改善食品的风味和结构，又是维持人体健康必不可少的营
3、养，因此被广泛应用于各种保健品、食品和医药制品中。就膳食纤维的生产而言，目前以化学制备方法为主，几种新型的方法，如膜分离法、酶法以及发酵法，技术尚不成熟，但由于其反应条件较为温和，对环境的污染相对较小，更具研究应用前景。中国农副产品资源丰富如能将其中富含的膳食纤维进行合理开发，不仅可以改善人们的膳食结构，提高人们的健康状况，还可以有效的利用农副产品，减少资源浪费和环境污染，具有重要的经济和社会意义。在玉米皮成分中淀粉和蛋白质占有较大的比例，会影响膳食纤维的纯度，因此除去其中的淀粉和蛋白质是玉米皮膳食纤维制备的关键工艺。淀粉在高温条件下可被水解成葡萄糖、麦芽糖、糊精等可溶性物质而被除去；蛋白质在
4、蛋白酶的作用下被分解成小分子的多肽和氨基酸后被除去。另外，玉米皮中的植酸，由于其与金属离子及蛋白质形成复合体，会降低金属离子与蛋白质的生物效应阻碍营养吸收，因此需要将其去除，从而得到玉米皮中的可溶性膳食纤维。1 实验材料和方法1.1材料和设备1.1.1原料 玉米皮，黑龙江浩天玉米有限公司提供；蒸馏水，食品工艺实验室自制。1.1.2仪器 分样筛（，目），上虞市沪江仪器纱筛厂产品；型干燥箱，上海医用仪表厂产品；架牌型药物电子天平，上海精科天平厂产品；电子恒温水浴锅，黄骅市卸甲综合电器厂产品；淀粉酶，北京奥博星科技生化技术有限公司提供；型台式多管架离心机，黑龙江八一农垦大学实验室提供；无水乙醇，天津
5、市福晨化学试剂厂产品。仪器漏斗、电子天平、恒温水浴箱、烘箱、抽滤装置。101型 电热鼓风干燥箱 北京中兴胃液仪器有限公司试剂：无水乙醇、蒸馏水、盐酸（0.01mol/L）、氢氧化钠(0.01mol/L)溶液,以上试剂均为分析纯试剂1.2实验方法1.2.1工艺流程玉米皮粉碎筛分脱脂去除淀粉烘干称质量碱处理离心分离烘干称质量产品。1.2.2工艺操作要点（）样品的制备：选取无霉变、无污染、干燥的玉米皮，用万能高速粉碎机粉碎，并采用不同目数的筛子分别进行筛分。用无水乙醚脱脂，脱脂后玉米皮的成分含量为：淀粉，蛋白质，脂肪，可溶性纤维，灰分。玉米皮中的淀粉用耐高温淀粉酶溶液在值为时水解，玉米皮残留物通过离
6、心回收，除去淀粉的残留物，再用水清洗次，低温烘干，下保存，备用。（）实验步骤：取玉米皮，分别做水溶液、料液比、超声波功率、提取时间的单因素实验。将处理完的物料溶液离心水洗次，洗至澄清，将沉淀物在恒温烘干，得到水溶性膳食纤维。结果与讨论2.1分样筛目数对水溶性膳食纤维提取率的影响在碱液质量分数为，时间为，温度为，料液比为，超声波功率为的条件下，研究分样筛目数对玉米皮水溶性膳食纤维提取率的影响。分样筛目数对提取率的影响见图由图可以看出，在分样筛目数为目时，随着目数的增加，水溶性膳食纤维的提取率逐渐升高，当超过目时，提取率趋于稳定。2.2提取时间对水溶性膳食纤维提取率的影响在分样筛为目，料液比为，质
7、量分数为，超声波功率为的条件下，研究提取时间对玉米皮水溶性膳食纤维提取率的影响。提取时间对提取率的影响见图由图可看出，提取时间为，提取率随着提取时间的增加而增加，当提取时间超过，提取率随提取时间增加而缓慢增加。从实验结果可以看出，提取时间越长的提取效果越好，考虑试验效率和成本，提取时间确定为。2.3温度对水溶性膳食纤维提取率的影响在碱液质量分数为，分样筛为目，提取时间为，超声波功率为的条件下，研究提取温度对玉米皮水溶性膳食纤维提取率的影响。提取温度对提取率的影响见图3由图可以看出，当提取温度低于时，随着温度的升高，提取率逐渐增加，当温度超过时，提取率趋于平稳，因此确定提取温度为。2.料液比对水
8、溶性膳食纤维提取率的影响在提取温度为，分样筛为目，提取时间为，碱液质量分数为，研究料液比对玉米皮水溶性膳食纤维提取率的影响。料液比对提取率的影响见图由图可以看出，料液比为时，提取率随料液的增加而增加，当料液比为时，提取率随料液的增加而变化很小，趋于稳定。考虑提取率和降低成本等因素，并结合图，采用料液比为最佳。2.碱液对水溶性膳食纤维提取率的影响在提取温度为，分样筛为目，提取时间为，料液比为，超声波功率为的条件下，研究质量分数对玉米皮水溶性膳食纤维提取率的影响。质量分数对提取率的影响见图。由图可以看出，随着质量分数的增加，水溶性膳食纤维的提取率逐渐升高。当质量分数达到时，水溶性膳食纤维提取率趋于
9、稳定。2.超声波功率对水溶性膳食纤维提取率的影响在分样筛为目，提取时间为，质量分数为，料液比为，提取温度为的条件下，研究超声波功率对玉米皮水溶性膳食纤维提取率的影响。 超声波功率对提取率的影响见图从图可以看到，随着超声波功率的增加，提取率不断增加，当功率大于时，提取率呈下降趋势。这时由于加热强度的增加，提取液变得黏稠，水溶性膳食纤维不易被提取。最佳工艺条件的确定经过对影响玉米皮水溶性膳食纤维提取率各因素的初步分析，对其中个主要影响因素：温度、质量分数、提取时间及超声波功率进行正交试验，以确定最佳工艺条件。正交试验因素与水平设计见表，正交试验结果见表，极差分析见表。从表极差分析表分析可知，RAR
10、DRBRC，在影响提取率的诸因素中，影响程度大小的次序为ADBC。较优的工艺条件是：ABCD，即提取温度为，提取时间为，超声波功率为，的质量分数为。由表分析可知，A因素、B因素和D因素都不显著，但相对来说，A因素和D因素为重要因素，B因素和C因素为次要因素。结论（）通过正交试验确定的最佳工艺参数组合为ABCD。可以得出水溶性膳食纤维最优的提取工艺条件为：提取时间为，料液比为，碱液质量分数为，超声波功率为，提取率为。（）本实验研究考察了超声波辅助法提取玉米皮水溶性膳食纤维的工艺，用正交试验设计法对其提取工艺进行了优化，效果比较显著。与传统水溶性膳食纤维制取工艺相比，该方法简单，操作方便、时间短、
11、提取率也比较高。为以后的大规模的工业生产提供了理论依据。参考文献：1 陶颜娟小玉米皮膳食纤维的改性及应用研究江南大学 硕士学位论文，2008 2 李丽，崔波，白伟芸.玉米胚芽蛋白的综合利用J.食品与 发酵科技.2010,46(2):16-183胡叶碧，王璋纤维素酶和木聚糖酶对玉米皮膳食纤维组 成和功能特性的影响J食品工业科技，2006，27(11)：103-105 4 张延坤膳食纤维在食品中的应用J食品工业，1997，(6)：30-32 5 肖安红常见膳食纤维微粉的研究华中农业大学学位论 文，2008，10 6大连轻工业学院等八大学院食品分析M第一版北京：轻工业出版社，1995：15211，214230，2852957卢敏，潘瑞.利用玉米麸皮制取膳食纤维的方法研究J.粮食与饲料工业，1996（11）：29-32.8郑建仙.功能性食品M.北京：中国轻工业出版社，1995.9伍立居.从玉米皮及豆皮中制取食用纤维的研究J.食品与发酵工业，1996（5）：40-43