豆渣中果胶类多糖和膳食纤维的制备及其性能研究

来源 :华南理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shl405567051
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豆渣作为大豆生产加工的副产物,产量巨大,利用率很低。膳食纤维是豆渣中含量最多的成分,包括果胶、纤维素、半纤维素和木质素等,探究从豆渣中获取功能性多糖和高品质膳食纤维的工艺具有重要的意义。本论文研究了从豆渣中制备果胶类多糖(Soybean dreg pectin polysaccharide,SDPP)的最佳工艺条件,与大豆可溶性多糖(Soybean soluble polysaccharide,SSPS)和高酯果胶(High methoxyl pectin,HMP)进行对比研究,分析其基本成分、理化性质、微观形貌以及应用在酸性乳饮料的分散稳定性能;并进一步对提取果胶类多糖后的豆渣纤维进行酶协同物理机械法改性,同时分析其性能变化规律。具体研究结果如下:(1)通过单因素实验,得出制备SDPP的最佳条件为:(酸提)料液比1:20、温度75℃、时间3.0 h、p H 1.7;(醇沉)提取液与95%乙醇体积比1:2.5、p H 3.6,得率为26.7%。在剪切速率为1 r/s时,10%SDPP溶液的表观粘度为155 m Pa·s,说明采用常压的酸提醇沉法可以从豆渣中制备得率接近SSPS且具有更高表观粘度的果胶类多糖。(2)果胶类多糖的基本成分、物理性质、微观结构等表明:Gal A含量为40.6%的SDPP是一种阴离子多糖,具有类似果胶的特征吸收峰和小晶体半晶态结构。SDPP的分子量为446 k Da,ζ-电位为-14.6 m V(p H 4.0),类似于HMP。SDPP的粒径为467 nm,类似于SPSS。SDPP的主链和侧链介于SSPS和HMP之间;SSPS呈星状结构,HMP和SDPP呈线性结构。整体上来说,SDPP是一种更接近于HMP的果胶类多糖。(3)SDPP、SSPS、HMP在酸性乳饮料中应用对比分析表明:p H 4.0时,未添加和添加0.4%SDPP的调配型乳饮料的沉淀率分别为6.31%和1.25%,比HMP的蛋白稳定效果好;未添加和添加0.4%SDPP的发酵型乳饮料的沉淀率分别为8.45%和2.75%,比SSPS的蛋白稳定效果好;添加0.4%SDPP的调配型和发酵型酸性乳饮料在最大的p H范围(3.6-4.4)均具有较好的分散稳定性。糖醛酸基团含量:SSPS<SDPP<HMP,中性侧链比例:HMP<SDPP<SSPS,SDPP对酸性乳饮料的稳定作用既有接近于HMP对酸性乳饮料的静电斥力,也有接近于SSPS对酸性乳饮料的空间位阻效应。(4)采用酶协同物理机械法对提取果胶类多糖后的豆渣纤维进行改性,结果表明:改性前后的豆渣纤维、商业柑橘纤维AQ-Plus和Fiberstar的总膳食纤维含量均超过70%,可溶性膳食纤维含量均超过10%。原始豆渣纤维与AQ-Plus的总膳食纤维、可溶性膳食纤维、不溶性膳食纤维含量接近,改性后豆渣纤维的总膳食纤维、不溶性膳食纤维、纤维素、半纤维素和蛋白质含量均有所下降,可溶性膳食纤维含量明显上升;改性后豆渣纤维的持水性、膨胀性、持油性、负电荷总量、结晶度和热稳定性显著增大;球磨或胶体磨协同酶处理的可溶性膳食纤维含量和理化性质最佳。扫描电镜结果显示,物理联合酶处理能够使原本紧密聚集的豆渣纤维形成褶皱和空腔的表面形貌,使其内部结构疏松。木聚糖酶能够破坏半纤维素和纤维素的化学基团,进一步的物理机械作用引起的氢键断裂、组织疏松加剧了不溶性膳食纤维的降解,暴露了更多亲水和亲油基团,从而有效提高豆渣纤维的物理性能。
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