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多频组合超声强化酶法制备大蒜风味物质的技术研究

作　者: 王璨
导　师: 曹雁平
学　校: 北京工商大学
专　业: 食品科学
关键词: 大蒜风味物质 多频组合超声 强化 均匀设计
分类号: TS264.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


组合超声的应用是超声研究的热点之一。本论文通过对大蒜风味物质不同组合超声间歇和连续制备方法的研究,利用DPS系统建立了包括超声组合、功率、液料比和时间的均匀设计方案,对常规间歇制备、单频间歇制备、双频复合间歇制备、双频交变间歇制备、常规连续制备、单频连续制备、双频复合连续制备、双频交变连续制备、三频复合连续制备和三频交变连续制备大蒜风味物质的得率、浓度、制备能力值和单位能耗进行比较,利用偏最小二乘法（Partial Least Squares,PLS）回归分析,建立制备数学模型和确定最佳制备条件。通过系统全面地研究,试图阐明多频超声强化酶法制备技术在大蒜风味物质制备领域的适应性与优越性,为该技术在大蒜风味物质生产领域的推广应用提供研究基础。主要研究结果包括以下几方面:1.双频复合超声间歇制备的风味物质得率最大,为1.34mg·g-1,比常规间歇制备的1.24mg·g-1提高了8.1%;双频交变超声间歇制备的得率制备能力值最大,为0.061mg·g-1·min-1,比常规间歇制备的0.025mg·g-1·min-1提高了144.0%;双频交变超声间歇制备的得率单位能耗最小,为177.05 kJ·g·mg-1。2.双频复合超声间歇制备的风味物质浓度最大,为1.60μmol·mL-1,比常规间歇制备的1.48μmol·mL-1提高了8.1%;双频交变超声间歇制备的浓度制备能力值最大,为0.074μmol·mL-1·min-1,比常规间歇制备的0.033μmol·mL-1·min-1提高了124.2%;双频交变超声间歇制备的浓度单位能耗最小,为16.22 kJ·mL·μmol -1。3.三频复合超声连续制备的风味物质得率最大,为1.29mg·g-1,比常规连续制备的1.16mg·g-1提高了11.2%;三频复合超声连续制备的得率制备能力值最大,为0.037mg·g-1·min-1,比常规连续制备的0.021mg·g-1·min-1提高了76.2%;双频交变超声连续制备的得率单位能耗最小,为406.45 kJ·g·mg-1。4.三频复合超声连续制备的风味物质浓度最大,为1.48μmol·mL-1,比常规连续制备的1.42μmol·mL-1提高了4.2%;单频超声连续制备的浓度制备能力值最大,为0.032μmol·mL-1·min-1,比常规连续制备的0.026μmol·mL-1·min-1提高了23.1%;单频超声连续制备的浓度单位能耗最小,为150.00 kJ·mL·μmol -1。通过以上研究证明,多频超声强化酶法制备技术在大蒜风味物质制备领域具有广泛的适应性与优越性,在大蒜风味物质制备工艺中都能显示其高得率、高制备能力值且易于产业化的推广等优势,值得在企业中推广应用。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-11
第一章 绪论  11-22
  1.1 引言  11
  1.2 大蒜中的活性成分  11-12
  1.3 大蒜风味物质的生物活性功能  12-13
    1.3.1 抗菌作用  12
    1.3.2 抗肿瘤作用  12
    1.3.3 对生殖细胞的作用  12
    1.3.4 增强机体免疫功能  12-13
    1.3.5 对心脑血管疾病作用  13
    1.3.6 抗病毒作用  13
    1.3.7 其它作用  13
  1.4 大蒜风味物质的提取方法  13-15
    1.4.1 水蒸气蒸馏法  13-14
    1.4.2 溶剂萃取法  14
    1.4.3 超临界萃取法  14-15
  1.5 大蒜风味物质的检测方法  15-18
    1.5.1 硝酸汞沉淀法  15
    1.5.2 定硫法  15-16
    1.5.3 色谱法  16-17
      1.5.3.1 气相色谱（GC）  16
      1.5.3.2 液相色谱（LC）和高效液相色谱（HPLC）  16
      1.5.3.3 薄层色谱（TLC）  16-17
      1.5.3.4 气相色谱-质谱联用（GC-MS）  17
    1.5.4 生物检测法  17
    1.5.5 紫外可见光分光光度法  17-18
    1.5.6 不同检测方法的相互比较  18
  1.6 多频组合超声强化酶法制备的基本原理  18-19
  1.7 立题依据及研究内容  19-20
  1.8 本课题的创新性  20-22
第二章 超声场对大蒜蒜氨酸酶最适条件的影响与溶剂选择  22-27
  2.1 实验材料与仪器  22
    2.1.1 主要实验材料  22
    2.1.2 主要实验试剂  22
    2.1.3 主要实验仪器  22
  2.2 大蒜风味物质制备条件的确定  22-25
    2.2.1 大蒜风味物质制备步骤  22-23
    2.2.2 大蒜风味物质含量的测定  23
      2.2.2.1 Hepes 缓冲液的制备  23
      2.2.2.2 半胱氨酸溶液的制备  23
      2.2.2.3 DTNB 溶液的制备  23
      2.2.2.4 检测步骤  23
      2.2.2.5 大蒜风味物质含量计算  23
    2.2.3 得率和浓度制备能力值的确定  23-24
    2.2.4 反应体系最适温度和最适pH 的确定  24
      2.2.4.1 常规条件下最适pH 的确定  24
      2.2.4.2 常规条件下最适温度的确定  24
      2.2.4.3 超声条件下最适pH 的确定  24
      2.2.4.4 超声条件下最适温度的确定  24
    2.2.5 反应溶剂的确定  24-25
      2.2.5.1 溶剂法的一般流程  24
      2.2.5.2 反应溶剂的确定  24-25
  2.3 实验结果与分析  25-27
    2.3.1 确定反应体系最适温度和最适pH 的实验  25-26
    2.3.2 确定反应溶剂的实验  26-27
第三章 大蒜风味物质间歇制备的研究  27-47
  3.1 实验材料与仪器  27
    3.1.1 主要实验材料  27
    3.1.2 主要实验试剂  27
    3.1.3 主要实验仪器  27
  3.2 组合超声间歇制备系统  27-28
  3.3 间歇制备实验方法  28-30
    3.3.1 间歇制备工艺流程及要点  28
    3.3.2 大蒜风味物质含量的测定  28
    3.3.3 得率和浓度制备能力值的确定  28-29
    3.3.4 得率和浓度单位能耗的确定  29
    3.3.5 间歇制备单因素实验  29
    3.3.6 间歇制备均匀设计实验  29-30
      3.3.6.1 实验方案的设计和数据处理方法  29-30
      3.3.6.2 间歇制备均匀实验方案  30
  3.4 间歇制备单因素实验结果分析与讨论  30-33
    3.4.1 超声频率对大蒜风味物质得率和浓度的影响  30-31
    3.4.2 超声功率对大蒜风味物质得率和浓度的影响  31-32
    3.4.3 时间对大蒜风味物质得率和浓度的影响  32-33
  3.5 间歇制备均匀设计实验结果分析与讨论  33-44
    3.5.1 常规间歇制备均匀设计实验结果与讨论  34-36
      3.5.1.1 常规间歇制备最优得率  34-35
      3.5.1.2 常规间歇制备最优浓度  35
      3.5.1.3 常规间歇制备小结  35-36
    3.5.2 单频间歇制备均匀设计实验结果与讨论  36-38
      3.5.2.1 单频间歇制备最优得率  36-37
      3.5.2.2 单频间歇制备最优浓度  37-38
      3.5.2.3 单频间歇制备小结  38
    3.5.3 双频复合间歇制备均匀设计实验结果与讨论  38-41
      3.5.3.1 双频复合间歇制备最优得率  38-40
      3.5.3.2 双频复合间歇制备最优浓度  40
      3.5.3.3 双频复合间歇制备小结  40-41
    3.5.4 双频交变间歇制备均匀设计实验结果与讨论  41-44
      3.5.4.1 双频交变间歇制备最优得率  41-42
      3.5.4.2 双频交变间歇制备最优浓度  42-43
      3.5.4.3 双频交变间歇制备小结  43-44
  3.6 本章小结  44-47
    3.6.1 大蒜风味物质得率制备能力值和得率单位能耗的比较  44-45
    3.6.2 大蒜风味物质浓度制备能力值和单位能耗的比较  45-47
第四章 大蒜风味物质连续制备的研究  47-70
  4.1 实验材料与仪器  47
    4.1.1 主要实验材料  47
    4.1.2 主要实验试剂  47
    4.1.3 主要实验仪器  47
  4.2 组合超声连续制备系统  47-48
  4.3 连续制备实验方法  48-49
    4.3.1 连续制备工艺流程及要点  48-49
    4.3.2 大蒜风味物质含量的测定  49
    4.3.3 得率和浓度制备能力值的确定  49
    4.3.4 得率和浓度单位能耗的确定  49
    4.3.5 连续制备单因素实验  49
    4.3.6 连续制备均匀设计实验  49
      4.3.6.1 实验方案的设计和数据处理方法  49
      4.3.6.2 连续制备均匀实验方案  49
  4.4 连续制备单因素实验结果分析与讨论  49-52
    4.4.1 超声频率对大蒜风味物质得率和浓度的影响  49-50
    4.4.2 超声功率对大蒜风味物质得率和浓度的影响  50-51
    4.4.3 时间对大蒜风味物质得率和浓度的影响  51-52
  4.5 连续制备均匀设计实验结果分析与讨论  52-67
    4.5.1 常规连续制备均匀设计实验结果与讨论  52-54
      4.5.1.1 常规连续制备最优得率  53
      4.5.1.2 常规连续制备最优浓度  53-54
      4.5.1.3 常规连续制备小结  54
    4.5.2 单频连续制备均匀设计实验结果与讨论  54-57
      4.5.2.1 单频连续制备最优得率  55-56
      4.5.2.2 单频连续制备最优浓度  56
      4.5.2.3 单频连续制备小结  56-57
    4.5.3 双频复合连续制备均匀设计实验结果与讨论  57-59
      4.5.3.1 双频复合连续制备最优得率  57-58
      4.5.3.2 双频复合连续制备最优浓度  58-59
      4.5.3.3 双频复合连续制备小结  59
    4.5.4 双频交变连续制备均匀设计实验结果与讨论  59-62
      4.5.4.1 双频交变连续制备最优得率  60
      4.5.4.2 双频交变连续制备最优浓度  60-61
      4.5.4.3 双频交变连续制备小结  61-62
    4.5.5 三频复合连续制备均匀设计实验结果与讨论  62-64
      4.5.5.1 三频复合连续制备最优得率  62-63
      4.5.5.2 三频复合连续制备最优浓度  63-64
      4.5.5.3 三频复合连续制备小结  64
    4.5.6 三频交变连续制备均匀设计实验结果与讨论  64-67
      4.5.6.1 三频交变连续制备最优得率  65
      4.5.6.2 三频交变连续制备最优浓度  65-66
      4.5.6.3 三频交变连续制备小结  66-67
  4.6 本章小结  67-70
    4.6.1 大蒜风味物质得率制备能力值和单位能耗的比较  67-68
    4.6.2 大蒜风味物质浓度制备能力值和单位能耗的比较  68-70
第五章 结论与建议  70-72
  5.1 结论  70
  5.2 建议  70-72
参考文献  72-76
附录A  76-77
附录B  77-79
附录C  79-81
附录D  81-84
在学期间发表的论文及科研成果清单  84-85
致谢  85

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中图分类: > 工业技术 > 轻工业、手工业 > 食品工业 > 酿造工业 > 调味品的生产 > 食用香料、香精
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