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随着人们生活水平的提高,人们对饮食的要求已经从基本的温饱上升到追求健康的层次上来。伴随着各种富贵病的出现,人们对健康饮食的认识也越来越深。玉米在我国已有400多年的种植历史,从最初作为人们餐桌的主要粮食作物,渐渐发展为饲料和工业原料的经济作物。玉米的加工利用方式多种多样,然而,对玉米秸秆的利用重视还不够。玉米秸秆不仅具有丰富的纤维素资源,也含有丰富的具有保健作用的营养物质。在以往的利用模式中,大量的秸秆只是作为农作物的下脚料,没有被充分的利用,甚至被一烧了之,既浪费了丰富的纤维素资源,也埋没了其中具有保健作用的营养成分,还污染了生态环境。因此,开发利用玉米秸秆资源的新模式,具有重大的社会、经济效益。 本论文以渝单“八号”玉米为研究对象,研究内容包括:玉米秸秆汁产量及营养成分的动态变化,秸秆汁饮料的配方及生产工艺,不同生育时期玉米秸秆的化学成分及稀酸预处理下还原糖产量的研究等。通过试验得出以下结论: (1)分析渝单“八号”玉米拔节期、抽雄期、抽丝期、乳熟期秸秆的秸秆汁产量和营养成分的结果显示:在秸秆汁产量方面,抽雄期玉米秸秆汁的产量最高,最能满足饮料生产对原材料的需求;在营养成分方面,高效液相色谱分析显示秸秆汁中的主要糖类为果糖和蔗糖,在整个发育过程中,果糖含量均高于蔗糖含量,糖含量整体呈上升趋势,所以在生育期的前期,秸秆中糖含量较低;测定的9种矿物质元素(Ca、Cu、Fe、Mg、Mn、K、P、Zn、Na),其中有五种元素(Ca、Fe、Mg、K、Na)的最高含量出现在抽雄期,其它4种元素在整个生育期中的含量都比较少;测定的17种氨基酸中,有9种氨基酸在拔节期含量最高,抽雄期含量次之。有6种氨基酸在抽雄期含量最高,还有2种氨基酸的最高含量出现在抽丝期,抽雄期的氨基酸总量最高;类胡萝卜素、谷胱甘肽及Vc含量的测定结果呈现相似的变化趋势,在抽雄期含量比较高,在拔节期、抽丝期和乳熟期含量差异不大。因此,从产量和质量两方面考虑,抽雄期的玉米秸秆比较适合作为饮料生产的原材料。 (2)以拔节期的玉米秸秆汁为研究对象,进行玉米秸秆汁饮料的配方及工艺流程试验,结果显示:玉米秸秆→去叶→清洗→粉碎→榨汁→过滤→护色→调配→加热(60℃)→装罐→杀菌(100℃,10min)→冷却→秸秆汁饮料,这个工艺流程适合秸秆汁饮料的生产。以木糖醇、柠檬酸和羧甲基纤维素钠为辅助添加剂的秸秆汁饮料的最佳配方为:秸秆汁25%(v/v)、木糖醇0.085g/mL、柠檬酸0.16g/mL、缩甲基纤维素钠1.2g/kg。 (3)以渝单“八号”玉米拔节期、抽雄期、抽丝期、乳熟期和成熟期等五个生育时期的秸秆为材料,分析秸秆的化学成分,结果显示:纤维素、半纤维素、木质素的含量随生育时期的进行有所上升,但在整个生育期中差异不大,尤其是半纤维素的含量没有差异性。灰分的含量呈先上升后下降的过程,在上升和下降阶段的含量有差异性。水分随着生育时期的进行不断下降,相邻生育时期的含量具有显著差异性(p<0.05)。 (4)以渝单“八号”玉米拔节期、抽雄期、抽丝期、乳熟期和成熟期等五个生育时期的秸秆为材料,进行稀酸预处理法中4因素(酸浓度、温度、时间、固液比)的优化试验。结果显示:4因素的最佳预处理水平分别为酸浓度1.0%、1.5%、2.0%,温度100℃、110℃、120℃,时间20min、40min、60min,固液比1∶10、1∶15、1∶20。在秸秆的选择方面,抽丝期秸秆在预处理温度、酸浓度、时间和固液比4个因素下还原糖产量都比较高,比较适合用来进行乙醇的发酵生产。 (5)以抽丝期玉米秸秆为材料,在单因素试验的基础上进行预处理条件的正交分析,结果显示:在时间,温度,酸浓度和固液比四个因素中对预处理效果的影响由大到小一次为:固液比>温度>酸浓度>时间。较优的稀酸预处理条件为:时间40min,温度110℃,固液比1∶15,酸浓度2.0%。 从饮品价值的角度分析玉米的利用价值是个新的思路,研究的结果显示:利用玉米秸秆汁来进行饮料生产,不仅可以为人类提供新的保健饮品,也有望解决玉米秸秆的有效利用问题,可以进行更深入的研究。