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海藻复合膳食纤维的制备及其生物活性研究

作　者: 吕钟钟
导　师: 管华诗
学　校: 中国海洋大学
专　业: 药物化学
关键词: 海带 低聚木糖 复合膳食纤维 肠道菌群 通便作用
分类号: R151
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


海带被誉为天然的保健食品,在我国有悠久的食用历史。海带中富含多种生物活性物质,不仅是人们喜爱的一种蔬菜,更是一种重要的工业原料。目前我国已经形成了以褐藻胶、甘露醇、碘为主要产品的褐藻工业产品体系。但是海带的工业利用率仅为30%,还有约2/3的海带成分尚未得到利用,不仅浪费了大量的自然资源,还带来一系列环境污染问题。如何提高海带利用率、变废为宝,这一问题引起越来越多的关注。在海带诸成分中,除了已经利用的组分之外,主要是粗蛋白、粗纤维和灰分,其中含量最多的就是膳食纤维。而另一方面,膳食纤维不足引起的“文明病”已经成为危害我国人民健康的主要疾病,在这种背景下对海带残渣中的膳食纤维进行研究和开发成为一个十分重要的研究课题。本论文就是基于这些思考,从海带原料出发,寻找新的海带利用的工业化路线,海带经水浸、酶解水提工艺,提取富含碘和多糖的滤液,用于功能性饮料的制作,海带残渣则分析制备海带膳食纤维,并对其制备的膳食纤维改善胃肠道的活性进行了检验。在此基础上添加低聚木糖,制备出生物活性更好的海藻复合膳食纤维。海带经水浸、酶解水提工艺,可使碘含量高达93.5μg/100ml,总糖提取率高达15.27%,海带利用率37.8%,明显的高于其它几种提取方法,能够有效地提取出海带中部分功能性物质。而且提取液的颜色相对较浅,易于脱色处理。因此选定这种方法作为海带综合利用的提取方法,提取后的溶液中富含碘,多糖类成分,不添加酸碱类化学成分,颜色较浅,能够直接用于富碘功能饮料,海鲜调味添加剂的加工制造。对海带残渣进行了营养成分分析:膳食纤维含量51.13%,蛋白质含量16.14%,并进行了氨基酸分析,确定海带残渣是一种非常好的蛋白质营养源,由此确定膳食纤维和蛋白质为海带残渣的两大利用方向。以海带渣为原料,进行海带膳食纤维的制备,在制备过程中我们考察了木瓜蛋白酶的用量和酶解时间对膳食纤维去除蛋白质的影响,发现加酶量在0.5%,酶解时间2小时能很好的去除海带渣中的蛋白质。考察了温度、H202的浓度、脱色时间、料液比对海带膳食纤维脱色的影响确定本试验条件下海带渣膳食纤维脱色条件为温度90℃,H202浓度为12%,脱色时间为120min,料液比为1:15,产品的脱色效果最佳,海带渣膳食纤维微黄色。对制备好的海带膳食纤维进行了营养成分的分析,结果显示海带膳食纤维中膳食纤维含量高达74.76%,蛋白质为1.56%,灰分为21.18%。对海带膳食纤维进行功能活化后,我们测定了其部分理化性质:溶胀性及持水力、对重金属最大束缚量、N02-吸附作用。结果分别为:海带膳食纤维粉的持水力达到了859%,溶胀性为12.3ml/g;对Cd2+、Cu2+, pb2+三中重金属离子的最大束缚量分别为37.27μmol/g ,29.6μmol/g ,31.57μmol/g;在pH2.0和pH7.0时对N02-的吸附作用分别为1.42mg/g和1.04mg/g,理化性质要优于海带和海带渣,表现出很好的膳食纤维品质。对海带膳食纤维促进便秘模型小鼠通便功能进行了研究,在每日给予小鼠灌胃“海带膳食纤维”悬浮液14天,造模成功的前体下,与模型组比较低、中、高剂量组的“海带膳食纤维”均可增加便秘小鼠小肠墨汁推进率（p<0.01）,缩短实验小鼠的首粒黑便时间（p<0.05）;增加实验小鼠的5小时排黑便数和黑便总重（p<0.01）。依据《保健食品检验与评价技术规范》（2003版）功能判定方法可知,海带膳食纤维具有促进便秘模型小鼠通便的功能。由于单用海藻膳食纤维不能很好的调节胃肠道菌群,我们将海带膳食纤维与低聚木糖复合,配制成海藻复合膳食纤维,在海藻复合膳食纤维改善胃肠道功能的研究中,我们得出海藻复合膳食纤维不仅具有海带膳食纤维单独作用时的促进通便的功能,还具有改善胃肠道菌群的作用,由此依据《保健食品检验与评价技术规范》（2003版）功能判定方法可知,海藻复合膳食纤维产品具有调节小鼠肠道菌群和促进通便的功能。

全文目录


摘要  5-7
Abstract  7-15
前言  15-31
  0.1 海带的工业化利用  16-20
    0.1.1 海带概述  16-17
    0.1.2 海带生物活性物质的提取及研究  17-19
      0.1.2.1 多糖  17-18
      0.1.2.2 碘  18
      0.1.2.3 海带膳食纤维  18-19
    0.1.3 综合利用  19-20
      0.1.3.1 海藻酸钠、碘和甘露醇联产的生产工艺  19-20
      0.1.3.2 褐藻糖胶、甘露醇、膳食纤维和海藻酸钠的工艺  20
  0.2 膳食纤维综述  20-30
    0.2.1 膳食纤维的定义  20-21
    0.2.2 膳食纤维的组成  21
    0.2.3 膳食纤维的分类  21-23
      0.2.3.1 根据在水中的溶解性不同  22
      0.2.3.2 按膳食纤维的来源不同  22-23
    0.2.4 膳食纤维的测定方法  23-24
      0.2.4.1 洗涤法  23
      0.2.4.2 酶-重量法  23
      0.2.4.3 酶-化学法  23-24
    0.2.5 膳食纤维的理化特性  24-25
      0.2.5.1 高持水性  24
      0.2.5.2 对有机化合物的鳌合作用  24
      0.2.5.3 对阳离子有结合和交换的能力  24-25
      0.2.5.4 可改变肠道系统中微生物群系组成的特性  25
    0.2.6 膳食纤维的功能作用  25-28
      0.2.6.1 防治结肠癌  25-26
      0.2.6.2 防治冠心病  26
      0.2.6.3 治疗糖尿病  26
      0.2.6.4 防治便秘  26-27
      0.2.6.5 膳食纤维与肥胖的关系  27
      0.2.6.6 膳食纤维与重金属解毒  27
      0.2.6.7 其它作用  27-28
    0.2.7 膳食纤维的提取方法  28
    0.2.8 膳食纤维在食品中的应用  28-29
      0.2.8.1 主食食品中的应用  29
      0.2.8.2 在馅料、汤料食品中的应用  29
      0.2.8.3 在饮料和乳制品中的应用  29
      0.2.8.4 在其它食品中的应用  29
    0.2.9 膳食纤维的推荐摄入量  29-30
  0.3 海藻膳食纤维的研究意义  30
  0.4 课题思路及技术路线  30-31
第一章 海带部分功能性成分的综合利用研究  31-40
  1.1 材料与仪器  31
    1.1.1 实验材料  31
    1.1.2 实验仪器  31
  1.2 实验方法  31-35
    1.2.1 工艺流程  31-32
    1.2.2 多糖提取率的测定  32-33
    1.2.3 碘含量测定  33-34
      1.2.3.1 工作曲线的制作  33
      1.2.3.2 浸提液中碘含量的测定  33-34
    1.2.4 海带利用率的测定  34
    1.2.5 海带残渣营养成分分析  34-35
      1.2.5.1 海带残渣中水分、蛋白质、灰分的测定  34
      1.2.5.2 海带残渣中膳食纤维的测定  34-35
      1.2.5.3 氨基酸水平测定  35
  1.3 结果与讨论  35-38
    1.3.1 多糖提取率的测定结果  35-37
    1.3.2 碘含量的测定结果  37
    1.3.3 海带利用率的测定结果  37
    1.3.4 海带残渣营养成分分析  37
    1.3.5 氨基酸分析结果  37-38
  1.4 本章小节  38-40
第二章 海带膳食纤维的制备及营养成分分析  40-52
  2.1 材料与仪器  40-41
    2.1.1 实验材料  40
    2.1.2 实验仪器  40-41
  2.2 实验方法  41-43
    2.2.1 膳食纤维的制备路线  41-42
      2.2.1.1 木瓜蛋白酶酶解去蛋白质最佳工艺的确定  41
      2.2.1.2 脱色工艺优化  41-42
    2.2.2 海带膳食纤维营养学成分分析  42
    2.2.3 海带膳食纤维的功能活化  42
    2.2.4 膳食纤维的物化性质分析  42-43
      2.2.4.1 膳食纤维溶胀性及持水力测定  42-43
      2.2.4.2 膳食纤维对重金属的最大束缚量的测定  43
      2.2.4.3 膳食纤维对N02-吸附作用的测定  43
  2.3 结果与讨论  43-50
    2.3.1 木瓜蛋白酶酶解去蛋白质最佳工艺的确定  43-44
      2.3.1.1 加酶量的确定  43-44
      2.3.1.2 酶解时间的确定  44
    2.3.2 脱色工艺优化  44-47
      2.3.2.1 温度的确定  45
      2.3.2.2 H_2O_2 浓度的确定  45-46
      2.3.2.3 脱色时间的确定  46
      2.3.2.4 料液比的确定  46-47
      2.3.2.5 膳食纤维脱色的最佳工艺条件  47
    2.3.3 海带膳食纤维营养成分分析结果  47-48
    2.3.4 膳食纤维的物化性质分析结果  48-50
      2.3.4.1 海带膳食纤维溶胀性及持水力测定结果  48
      2.3.4.2 海带膳食纤维对重金属最大束缚量的测定结果  48-49
      2.3.4.3 海带膳食纤维对N02-吸附作用的测定结果  49-50
  2.4 本章小节  50-52
第三章 海带膳食纤维改善胃肠道功能研究  52-62
  3.1 海带膳食纤维对便秘模型小鼠通便功能研究  52-56
    3.1.1 海带膳食纤维促进小肠运动功能研究  52-54
      3.1.1.1 材料与仪器  52
      3.1.1.2 实验方法  52-53
      3.1.1.3 结果与讨论  53-54
    3.1.2 排便时间、粪便粒数和粪便重量的测定  54-56
      3.1.2.1 材料与仪器  54-55
      3.1.2.2 实验方法  55-56
      3.1.2.3 结果与讨论  56
  3.2 海带膳食纤维调节小鼠肠道菌群作用的研究  56-61
    3.2.1 材料与仪器  57
      3.2.1.1 实验材料  57
      3.2.1.2 实验仪器  57
    3.2.2 实验方法  57-59
      3.2.2.1 剂量分组及受试样品给予时间  57
      3.2.2.2 厌氧培养方法  57-58
      3.2.2.3 小鼠检测材料的取得和测定与肠道菌群的检测  58-59
      3.2.2.4 统计学分析  59
    3.2.3 结果与讨论  59-61
      3.2.3.1 双歧杆菌与乳杆菌的形态特征  59
      3.2.3.2 海带膳食纤维对昆明种小鼠体重的影响  59-60
      3.2.3.3 海带膳食纤维对昆明种小鼠肠道菌群的影响  60-61
  3.3 本章小节  61-62
第四章 海藻复合膳食纤维改善胃肠道功能研究  62-67
  4.1 材料与方法  62-63
    4.1.1 材料与仪器  62
    4.1.2 实验方法  62-63
      4.1.2.1 调节胃肠道菌群实验  62-63
      4.1.2.2 小肠运动实验  63
      4.1.2.3 排便时间、粪便粒数和粪便重量的测定  63
  4.2 实验结果  63-66
    4.2.1 海藻复合膳食纤维对小鼠体重的影响  63-64
    4.2.2 海藻复合膳食纤维对小鼠肠道菌群的影响  64
    4.2.3 小肠运动实验  64
    4.2.4 排便时间、粪便粒数和粪便质量测定  64-66
  4.3 本章小节  66-67
结论  67-69
参考文献  69-74
致谢  74-75
个人简历  75
发表的学术论文  75

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中图分类: > 医药、卫生 > 预防医学、卫生学 > 营养卫生、食品卫生 > 营养学
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