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魔芋精粉的非酶褐变机理研究

作　者: 薄晓菲
导　师: 张盛林
学　校: 西南大学
专　业: 食品科学
关键词: 白魔芋精粉花魔芋精粉乙醇浸提非酶褐变美拉德反应产物 GC-MS分析
分类号: TQ223
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

本试验首次以白魔芋精粉和花魔芋精粉为原料,采用乙醇水溶液对魔芋精粉中非酶褐变成分进行浸提,对引起非酶褐变中的游离氨基酸、游离还原糖、总酚等成分进行测定,确定非酶褐变前后成分的变化,并进行美拉德反应模拟试验,最后提出魔芋精粉长期贮存而不变色或者较小变化的技术参数,主要研究结果如下：(1)乙醇浸提对魔芋精粉颜色变化的影响。以花魔芋精粉为原料,通过提取方法、料液比、乙醇浓度、提取温度和时间等单因素试验,确定最佳单因素水平,再通过正交试验分析各因素对魔芋精粉颜色变化的影响,其影响程度依次为乙醇浓度>料液比>时间>温度。确定乙醇浸提精粉的最佳工艺为：乙醇浓度为50%,提取料液比为1：40,提取温度为35℃,提取时间为3h。白魔芋精粉和花魔芋精粉的颜色都为白色,在105℃加热4h后,白魔芋精粉的颜色由白色变为淡黄色,花魔芋精粉的颜色由白色变为深褐色,这两种精粉在乙醇浸提后的颜色都为洁白色,乙醇浸提后的这两种魔芋精粉在105℃加热4h后颜色任然是白色,说明乙醇浸提把引起非酶褐变的成分提取的比较充分。(2)乙醇浸提前后魔芋精粉的乙醇浸提液中非酶褐变化学成分含量的变化。通过对白魔芋精粉和花魔芋精粉乙醇浸提液中游离还原糖、游离氨基酸和总酚的测定,得出白魔芋精粉和花魔芋精粉在乙醇浸提后游离还原糖含量分别减少0.94%、5.71%,游离氨基酸含量分别减少0.38%、1.13%,总酚含量分别减少1.55%、9.62%。(3)非酶褐变前后魔芋精粉的乙醇浸提液中非酶褐变化学成分含量的变化。通过对非酶褐变前后白魔芋精粉和花魔芋精粉的乙醇浸提液中游离还原糖、游离氨基酸和总酚的测定,得出非酶褐变前后白魔芋精粉和花魔芋精粉中游离还原糖含量分别减少0.18%、1.02%,氨基酸含量分别减少0.07%、0.18%,因为它们参加非酶褐变的反应,总酚含量分别增加1.56%、3.29%,由于非酶褐变反应后产生酚类物质。(4)魔芋精粉非酶褐变前后游离还原糖和游离氨基酸组成的变化。进一步采用气相色谱法和氨基酸自动分析仪分别对白魔芋精粉和花魔芋精粉的非酶褐变前后游离还原糖和游离氨基酸组成的进行分析,得出在非酶褐变前后白魔芋精粉和花魔芋精粉中游离还原糖组成不同,白魔芋精粉中只有葡萄糖1种,其含量减少0.08%；花魔芋精粉中有阿拉伯糖和葡萄糖,其中葡萄糖含量减少0.85%,阿拉伯糖含量没有变化。白魔芋精粉和花魔芋精粉中游离氨基酸组成相同,有16种成分,非酶褐变前后白魔芋精粉中各种氨基酸含量变化最大为丝氨酸,其他依次为谷氨酸、苏氨酸、天门冬氨酸,花魔芋精粉各种氨基酸含量变化最大为丝氨酸,其他依次为丙氨酸、精氨酸、谷氨酸、亮氨酸、苏氨酸、天门冬氨酸、赖氨酸。(5)美拉德反应模拟试验。通过对葡萄糖和氨基酸进行美拉德反应模拟试验,褐变强度最大的是赖氨酸,其次是组氨酸,其他的变化不明显。虽然白魔芋和花魔芋精粉中丝氨酸、丙氨酸和精氨酸含量多而且美拉德反应前后变化大,但是这3种氨基酸的美拉德反应后颜色较浅,因此没参与美拉德反应。对赖氨酸、组氨酸和葡萄糖的美拉德反应产物成分进行GC-MS分析,得出酮类物质较多,其中2,3-二氢-3,5-二羟基-6-甲基-4(H)吡喃-4-酮含量较多,有文献表明该物质是美拉德反应特征产物之一,因此美拉德反应模拟试验成功。(6)白魔芋精粉和花魔芋精粉美拉德反应产物成分的(气相色谱-质谱)GC-MS分析。白魔芋精粉分析出9种化学成分,物质种类较少,花魔芋精粉分析出91种化学成分,种类较多,这两种魔芋精粉的产物中都含有较多的2,3-二氢-3,5-二羟基-6-甲基-4(H)吡喃-4-酮。花魔芋精粉美拉德反应产物中还分析出了5-羟甲基糠醛,该物质也是美拉德反应的中间产物,因此,白魔芋和花魔芋精粉通过加热处理后颜色的变化是由美拉德反应引起的。(7)白魔芋精粉和花魔芋精粉的鉴别。实验表明,随着加热温度不断升高,白魔芋精粉和花魔芋精粉的颜色不断加深。从感官上虽然分辨不出白魔芋精粉和花魔芋精粉,但是在105℃加热4h后,花魔芋精粉比白魔芋精粉的颜色深,即非酶褐变反应剧烈,可以鉴别出白魔芋精粉和花魔芋精粉。通过在白魔芋精粉中加入不同量的花魔芋精粉,在105℃加热4h后,建立标准色板,可以鉴别出大致在白魔芋精粉中掺入多少花魔芋精粉。因此可以对白魔芋精粉和花魔芋精粉鉴别。

全文目录

摘要  8-10
ABSTRACT  10-12
第1章文献综述  12-26
  1.1 魔芋简介  12-18
    1.1.1 魔芋资源概述  12-13
    1.1.2 魔芋化学成分  13-15
    1.1.3 魔芋干加工  15
    1.1.4 魔芋粉定义及分类  15-17
    1.1.5 魔芋的褐变  17
    1.1.6 目前魔芋在研究和实际应用情况  17-18
  1.2 非酶褐变的研究状况  18-23
    1.2.1 非酶褐变简介  18
    1.2.2 美拉德反应  18-23
  1.3 研究目的和意义  23-24
  1.4 本课题主要研究内容  24-26
第2章乙醇浸提对魔芋精粉颜色变化的影响  26-34
  2.1 实验材料  26-27
    2.1.1 实验原料  26
    2.1.2 实验试剂  26
    2.1.3 实验仪器与设备  26-27
  2.2. 实验方法  27-28
    2.2.1 魔芋精粉乙醇浸提工艺  27
    2.2.2 单因素实验  27
    2.2.3 正交实验  27-28
    2.2.4 魔芋精粉白度和变黄指数的测定  28
    2.2.5 乙醇浸提对白魔芋精粉和花魔芋精粉白度和变黄指数的影响  28
  2.3 结果与分析  28-32
    2.3.1 料液比花魔芋精粉颜色变化的影响  28-29
    2.3.2 乙醇浓度对花魔芋精粉颜色变化的影响  29
    2.3.3 提取温度对花魔芋精粉颜色变化的影响  29-30
    2.3.4 提取时间对花魔芋精粉颜色变化的影响  30
    2.3.5 正交实验  30-32
    2.3.6 乙醇浸提对白魔芋精粉和花魔芋精粉白度和变黄指数的影响  32
  2.4 本章小结  32-34
第3章非酶褐变及乙醇浸提对魔芋精粉乙醇浸提液中非酶褐变成分的影响  34-48
  3.1 实验材料  34-35
    3.1.1 实验原料  34
    3.1.2 实验试剂  34-35
    3.1.3 实验仪器与设备  35
  3.2 实验方法  35-40
    3.2.1 魔芋精粉的非酶褐变和乙醇浸提  35
    3.2.2 游离还原糖的测定  35-36
    3.2.3 游离氨基酸的测定  36-38
    3.2.4 总酚的测定  38-39
    3.2.5 游离还原糖组成的分析  39
    3.2.6 游离氨基酸组成的分析  39-40
  3.3 结果与分析  40-46
    3.3.1 非酶褐变及乙醇浸提对魔芋精粉乙醇浸提液中游离还原糖含量的影响  40
    3.3.2 非酶褐变及乙醇浸提对魔芋精粉乙醇浸提液中游离氨基酸含量的影响  40-41
    3.3.3 非酶褐变及乙醇浸提对魔芋精粉乙醇浸提液中总酚含量的影响  41-42
    3.3.4 非酶褐变前后白魔芋精粉和花魔芋精粉乙醇浸提液中游离还原糖组成的分析  42-44
    3.3.5 非酶褐变前后白魔芋精粉和花魔芋精粉乙醇浸提液中游离氨基酸组成的分析  44-46
  3.4 本章小结  46-48
第4章美拉德反应模拟试验  48-54
  4.1 实验材料  48-49
    4.1.1 实验试剂  48-49
    4.1.2 实验仪器与设备  49
  4.2 实验方法  49-50
    4.2.1 美拉德反应产物的制备  49
    4.2.2 美拉德反应产物的褐变指数测定  49
    4.2.3 美拉德反应产物的GC-MS分析  49-50
  4.3 结果与分析  50-53
    4.3.1 美拉德反应产物褐变指数分析结果  50
    4.3.2 赖氨酸和葡萄糖美拉德反应产物的GC-MS分析结果  50-52
    4.3.3 组氨酸和葡萄糖美拉德反应产物的GC-MS分析结果  52-53
  4.4 本章小结  53-54
第5章魔芋精粉非酶褐变反应产物的GC-MS分析  54-62
  5.1 实验材料  54
    5.1.1 实验原料  54
    5.1.2 实验试剂  54
    5.1.3 实验仪器与设备  54
  5.2 实验方法  54-55
    5.2.1 魔芋精粉的非酶褐变反应  54
    5.2.2 魔芋精粉非酶褐变反应产物的GC-MS分析  54-55
  5.3 结果与分析  55-60
    5.3.1 白魔芋精粉非酶褐变反应产物的GC-MS分析结果  55-56
    5.3.2 花魔芋精粉非酶褐变反应产物的GC-MS分析结果  56-60
  5.4 本章小结  60-62
第6章非酶褐变机理在白魔芋精粉和花魔芋精粉鉴别应用  62-66
  6.1 实验材料  62
    6.1.1 实验原料  62
    6.1.2 实验仪器与设备  62
  6.2 实验方法  62-63
    6.2.1 白魔芋精粉和花魔芋精粉的非酶褐变反应  62
    6.2.2 白魔芋精粉加入不同量花魔芋精粉的非酶褐变反应  62
    6.2.3 魔芋精粉白度和变黄指数的测定  62-63
  6.3 结果与分析  63-65
    6.3.1 白魔芋精粉和花魔芋精粉非酶褐变前后白度和变黄指数的变化  63
    6.3.2 在不同温度下白魔芋精粉和花魔芋精粉的非酶褐变前后变黄指数的变化  63-64
    6.3.3 白魔芋精粉加入不同量花魔芋精粉的非酶褐变前后白度和变黄指数的变化  64-65
  6.4 本章小结  65-66
第7章结论与展望  66-68
  7.1 结论  66-67
  7.2 展望  67-68
附录  68-74
参考文献  74-80
致谢  80-82
硕士期间发表论文  82

魔芋精粉的非酶褐变机理研究

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