藕渣膳食纤维干燥、改性处理及其应用研究

来源 :河北农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hexingjie1980
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莲藕在加工成藕粉和藕汁后会产生大量藕渣,大部分藕渣都被丢弃,没有充分利用。藕渣中含有丰富的膳食纤维,可作为一种天然膳食纤维来源。对莲藕加工副产物藕渣进行二次处理,不仅可以减少环境污染,还能够提高莲藕附加值,拓展莲藕产业链。天然存在的膳食纤维,大多数是不溶性膳食纤维,可溶性占少数,并且不同干燥方式会对膳食纤维的理化性质造成差异。本研究对藕粉的加工副产物藕渣进行回收利用,提取藕渣中的膳食纤维并进行干燥和改性处理,探究藕渣膳食纤维在不同干燥和改性处理条件下,其结构、理化性质和功能特性之间的差异,并初步探索改性藕渣膳食纤维在食品工业中的应用。主要研究结果如下:(1)藕渣进行基本成分测定。藕渣中总膳食纤维、不溶性膳食纤维(IDF)、可溶性膳食纤维(SDF)、淀粉、蛋白质、水分、脂肪含量依次是42.27±2.00%、39.35±2.02%、2.92±0.20%、28.28±1.57%、4.63±0.71%、8.82±0.76%、1.90±0.05%。矿物元素中钙的含量达到11142.71±24.04mg/kg。(2)对比不同干燥和改性处理条件下藕渣膳食纤维中总膳食纤维、水溶性膳食纤维、不溶性膳食纤维、结合酚和游离酚含量。将藕渣去除淀粉和蛋白后得到的粗纤维分成三份,分别进行自然干燥、50℃的热风干燥和真空冷冻干燥,得到自然干燥膳食纤维(NDF)、热风干燥膳食纤维(HDF)、真空冷冻干燥膳食纤维(FDF)。将NDF、HDF、FDF经过超声改性和复合酶法改性后,再次以相同的干燥方式进行干燥,得到六种膳食纤维,即超声改性自然干燥膳食纤维(UNDF)、酶法改性自然干燥膳食纤维(MNDF)、超声改性热风干燥膳食纤维(UHDF)、酶法改性热风干燥膳食纤维(MHDF)、超声改性真空冷冻干燥膳食纤维(UFDF)、酶法改性真空冷冻干燥膳食纤维(MFDF)。实验结果表明,超声改性和复合酶法改性都能够显著提高总膳食纤维的含量,降低IDF/SDF的比值,增加水溶性膳食纤维含量。此外,总膳食纤维含量在三种干燥条件处理下无显著性差异,但是真空冷冻干燥下的膳食纤维,在提高水溶性膳食纤维含量方面具有明显的优越性。MFDF水溶性膳食纤维占比为12.05±1.68%,IDF/SDF为6.47±0.08。九种膳食纤维结合酚的含量高于游离酚,且经过改性后游离酚含量下降;此外膳食纤维在真空冷冻干燥和自然干燥条件下,经过改性之后结合酚含量显著升高,而在热风干燥条件下含量降低。(3)对比不同干燥和改性处理条件对膳食纤维的结构、理化性质和抗氧化能力的影响。对九种膳食纤维进行傅里叶红外光谱、X射线衍射、扫描电镜、持水性、持油性、膨胀力、色差、阳离子交换能力、粘度、粒径、胆固醇吸附、亚硝酸钠吸附、胆酸盐吸附、DPPH自由基清除能力、ABTS自由基清除能力、FRAP测定。结果表明,自然干燥、热风干燥和真空冷冻干燥以及超声改性和酶法改性下膳食纤维的傅里叶红外光谱和X射线衍射没有明显变化,表明不同干燥和改性方式不会破坏膳食纤维的结构和成分。未改性的膳食纤维在自然干燥和热风干燥下结构紧密,真空冷冻干燥处理后结构疏松,出现大量褶皱,比表面积增大;此外,超声改性和酶法改性都可以改善膳食纤维的微观结构。膳食纤维的持水力、持油性、膨胀力和粒径都具有相同的变化趋势,均为真空冷冻干燥处理优于热风干燥和自然干燥,并且通过改性后性能显著提高。胆酸盐吸附能力通过酶法改性显著提高,且在不同干燥方式下无显著性差异。经过热风干燥和真空冷冻干燥后,膳食纤维的L*值增大,a*和b*值减小;经过改性后,a*和b*显著增加。真空冷冻干燥和酶法改性联合处理条件下,膳食纤维的阳离子交换能力和粘度都显著增加。膳食纤维的胆固醇吸附能力在pH 7.0优于pH 2.0,在经过复合酶法改性之后吸附能力显著提高。膳食纤维的亚硝酸盐吸附能力在pH 2.0优于pH 7.0,经过改性后吸附能力显著提高,且复合酶法改性优于超声改性;此外,膳食纤维经过复合酶处理后,亚硝酸盐吸附能力在三种干燥方式下具有显著性差异。另外,对提取出的游离酚和结合酚进行酚类含量和抗氧化能力测定,结果显示结合酚显著优于游离酚,表明膳食纤维的抗氧化能力与多酚含量有关。(4)制备藕渣膳食纤维咀嚼片。综合考察干燥和改性后膳食纤维的理化性质,选择MFDF为原料,添加辅料,通过正交试验确定藕渣膳食纤维咀嚼片的最佳配方:MFDF:麦芽糊精为1:2,微晶纤维素15%,木糖醇25%,硬脂酸镁0.6%。
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