芦笋秸干燥及其膳食纤维改性与应用

来源 :哈尔滨商业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:Michael_Wong
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芦笋味道鲜美且富含多种营养及功能性成分,具有很高的食用价值。目前,芦笋多以嫩茎的食用及加工为主,大量的芦笋秸因无法使用而被废弃,造成极大的资源浪费。研究表明,芦笋秸秆中的营养成分及功能性与鲜笋相当,开发及综合利用芦笋秸具有很高的经济及环保价值。本文以芦笋秸为原料,对其干燥及膳食纤维的改性工艺方法进行研究,并探究其在食品加工中的应用。主要完成以下研究内容:(1)芦笋秸干燥方法及干燥特性研究以VC含量为检测指标,以水分含量为考察指标,分别对热风干燥及微波真空干燥芦笋秸的工艺及特性进行研究。结果表明:热风干燥的最优参数组合为:芦笋秸质量50 g、热风风速1.4 m/s、热风温度110℃,在此条件下,芦笋秸VC含量为5.86 mg/100 g,干燥时间为240 min;微波真空干燥最优参数组合为:芦笋秸质量200 g,真空度-75 k Pa,微波功率1.4 k W,在此条件下,芦笋秸VC含量为12.51 mg/100 g,干燥时间为160 min。通过对两种干燥方法的对比分析发现微波真空干燥方法效率更高,干燥时间缩短80 min,而且对营养成分保护好,VC含量提高了6.65mg/100 g,更加适合工业化生产。在上述研究的基础上,通过计算和线性分析,构建了微波真空干燥的动力学Page模型,动力学模型表达式为:ln(-ln MR)=ln(1.91223×10-2+9.432×10-4V-1.1134×10-4M-4.67083×10-3P)+5.1036×10-1+8.6×10-3V+1.68×10-3M+9.22×10-2Plnt。在不同条件下,模型的相关系数R~2均大于0.96,说明模型的相关性和拟合程度很高。模型验证结果表明,该模型能有效描述芦笋秸微波真空干燥过程中的水分变化,对微波干燥过程具有一定的预测作用。(2)芦笋秸中膳食纤维的改性研究芦笋秸中膳食纤维(DF)的改性研究以可溶性膳食纤维(SDF)为评价指标,分别采用双螺杆挤压加工法和酶解-超高压组合法对芦笋秸中DF进行改性处理,结果表明:芦笋秸双螺杆挤压改性的最佳工艺参数组合为:水分含量30%、挤压温度110℃、螺杆转速140 r/min,在此条件下,芦笋秸中SDF含量为37.92%,较改性前的28.51%提升了9.41%;酶解-超高压改性的最佳参数组合为:p H 5.5、酶解温度50℃、纤维素酶添加量5%、酶解时间60 min、压力340 MPa、保压时间30min、料液比1:25 g/m L,在此条件下,芦笋秸中SDF含量为38.67%,较改性前的28.51%提升10.16%。改性前后DF的主要功能性指标测试结果表明:经双螺杆挤压改性后DF的主要功能性指标分别为:持水性8.91 g/g、持油性5.98 g/g、膨胀性6.84 m L/g、阳离子交换能力1.19 mmol/g、亚硝酸盐吸附能力6.02 mg/g和胆固醇吸附能力23.76 mg/g,较改性前分别提升了1.31倍、1.37倍、1.39倍、2.25倍、1.19倍和1.46倍;经酶解-超高压改性后DF的主要功能性指标分别为:持水性8.29 g/g、持油性5.57 g/g、膨胀性6.63 m L/g、阳离子交换能力1.01 mmol/g、亚硝酸盐吸附能力5.65 mg/g和胆固醇吸附能力24.18 mg/g,较改性前分别提升了1.21倍、1.32倍、1.34倍、1.90倍、1.11倍和1.49倍。二者指标相近,尽管经酶解-超高压改性后SDF含量稍高一点,但双螺杆挤压改性效率高,且无需湿法改性的二次干燥,更加适合工业化生产。(3)改性芦笋秸微粉在面包加工中的应用研究以面包比容和感官评分为考察指标,通过单因素及响应曲面优化芦笋面包配方,获得芦笋面包的最佳配方为:面粉100%、鸡蛋12.5%、黄油5%、食盐0.25%、水65%,芦笋秸微粉5%、白砂糖5%和酵母粉1%,以此配方制备的芦笋面包感官评分最高,质量最佳。进一步测试了芦笋面包和普通面包的质构特性、感官评分及主要营养成分,结果表明芦笋面包的各项指标均优于普通面包,尤其是膳食纤维的含量远高于普通面包。上述研究结果证明,芦笋秸微粉按比例添加到面包粉中制作面包是可行的,为芦笋秸的应用提供了有益的探究和参考。
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