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蒸汽闪爆预处理—酶法生产低聚木糖工艺研究

作　者: 刘枕
导　师: 杨瑞金
学　校: 江南大学
专　业: 食品科学
关键词: 蒸汽爆破 玉米芯 木聚糖 低聚木糖 木聚糖酶 活性炭 脱色
分类号: TS245.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


低聚木糖是一种具有广阔应用前景的功能性低聚糖，本文以玉米芯为原料，采用蒸汽闪爆预处理结合酶法水解生产低聚木糖，并对低聚木糖的活性炭脱色进行了研究。以稀硫酸对玉米芯原料进行预浸处理，对蒸汽闪爆法提取木聚糖的处理条件进行了优化；采用高效内切木聚糖酶，对汽爆玉米芯酶解制备低聚木糖的工艺条件进行了优化；以活性炭为脱色剂对低聚木糖溶液进行脱色处理，运用正交实验对脱色条件进行了优化。一、以稀硫酸预浸辅助蒸汽闪爆法提取玉米芯中的木聚糖，在100℃条件下，用0.1%的稀硫酸对玉米芯原料浸泡30min，然后采用新型弹射式汽爆设备爆破酸泡玉米芯提取其中的木聚糖，优化后的汽爆条件为：汽爆压力1.8MPa，维压时间3min，此时木聚糖提取率可达22.33%（对玉米芯重），同时木聚糖发生部分程度的降解，产生了一部分低聚木糖产生，含量为39.96%（对可溶性总糖）。SEM观察汽爆前后玉米芯表面结构，表明汽爆处理效果明显，能够使木聚糖从玉米芯中有效溶出。二、以内切木聚糖酶对汽爆后玉米芯进行渣浆一起酶解，采用HPLC分析酶解液糖组成。在所选取的四种酶中，酶2最适合汽爆玉米芯的酶解，其最优的酶解条件为：酶解温度50℃，初始pH6.0，固液比1:10，加酶量0.1%，酶解时间6h，在此条件下，酶解液中可溶性总糖和还原糖含量分别比汽爆提取液增加41.71%和40.61%，达到7.91mg/ml和5.75mg/ml。HPLC分析计算其中低聚木糖含量为65.08%（对可溶性总糖）。三、以工业上最为常用的活性炭为脱色剂对低聚木糖溶液进行脱色。首先采用单因素法确定了适宜的脱色条件范围，即脱色温度在70℃-80℃之间，脱色时间在30min-60min之间，活性炭添加量在20%-30%之间，振荡频率在140r/min-180r/min之间，糖液固形物含量在20%-30%之间。在此基础上通过正交实验优化得到了最佳活性炭脱色工艺条件：脱色温度80℃、脱色时间60min、活性炭添加量25%、振荡频率170r/min、糖液固形物含量25%。在此条件下，低聚木糖溶液的脱色率为88.76%，总糖损失率为21.47%。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章 绪论  7-13
  1.1 低聚木糖概述  7
  1.2 低聚木糖的理化性质和生理学功能  7-8
    1.2.1 理化性质  7
    1.2.2 生理学功能  7-8
  1.3 低聚木糖的应用  8-9
    1.3.1 食品领域  8
    1.3.2 非食品领域  8-9
  1.4 低聚木糖生产原料和生产方法  9
    1.4.1 生产原料  9
    1.4.2 生产方法  9
  1.5 蒸汽爆破技术及其应用  9-11
    1.5.1 蒸汽爆破技术原理及影响因素  9-10
    1.5.2 蒸汽爆破设备和工艺  10
    1.5.3 蒸汽爆破技术的应用  10-11
    1.5.4 新型弹射式蒸汽闪爆技术  11
  1.6 立题背景和意义  11-12
  1.7 本课题主要研究内容  12-13
第二章 蒸汽闪爆法提取玉米芯木聚糖工艺研究  13-22
  2.1 前言  13
  2.2 材料与方法  13-15
    2.2.1 材料与试剂  13
    2.2.2 仪器与设备  13-14
    2.2.3 实验方法  14-15
  2.3 结果与讨论  15-21
    2.3.1 玉米芯原料组成成分分析  15
    2.3.2 稀硫酸预浸处理条件的选择  15-17
    2.3.3 汽爆条件对玉米芯木聚糖提取的影响  17-19
    2.3.4 玉米芯木聚糖提取液的成分分析  19
    2.3.5 玉米芯表面结构扫描电镜观察  19-21
  2.4 本章小结  21-22
第三章 汽爆玉米芯酶水解制备低聚木糖工艺研究  22-29
  3.1 前言  22
  3.2 材料与方法  22-23
    3.2.1 材料与试剂  22
    3.2.2 仪器与设备  22
    3.2.3 实验方法  22-23
  3.3 结果与讨论  23-28
    3.3.1 木聚糖酶的选择  23-24
    3.3.2 木聚糖酶水解工艺单因素实验  24-28
  3.4 本章小结  28-29
第四章 低聚木糖活性炭脱色工艺研究  29-36
  4.1 前言  29
  4.2 材料与方法  29-30
    4.2.1 材料与试剂  29
    4.2.2 仪器与设备  29-30
    4.2.3 实验方法  30
  4.3 结果与讨论  30-35
    4.3.1 活性炭的选择  30
    4.3.2 单因素优化实验  30-34
    4.3.3 正交实验优化  34-35
  4.4 本章小结  35-36
主要结论  36-37
问题与展望  37-38
致谢  38-39
参考文献  39-43
附录: 作者在攻读硕士学位期间发表的论文  43

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中图分类: > 工业技术 > 轻工业、手工业 > 食品工业 > 制糖工业 > 各种糖的生产 > 木糖醇
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