生姜中膳食纤维的提取及改性研究

摘要................................................................................................................................ I Abstract ...................................................................................................................... III 第一章绪论. (1)

1.1 生姜概述 (1)

1.2 膳食纤维概述 (1)

1.2.1 膳食纤维的定义 (1)

1.2.2 膳食纤维的分类 (2)

1.2.3 膳食纤维的化学组成 (3)

1.2.4 膳食纤维的理化性能 (5)

1.2.5 膳食纤维的生理特性 (6)

1.3 膳食纤维的提取方法 (8)

1.3.1化学法 (8)

1.3.2酶法 (9)

1.3.3发酵法 (9)

1.3.4微波辅助提取法 (9)

1.3.5超声波辅助提取法 (10)

1.4 膳食纤维的改性方法 (10)

1.4.1 化学法 (10)

1.4.2 物理法 (11)

1.4.3 生物技术法 (12)

1.5 膳食纤维的结构表征方法 (12)

1.5.1 红外光谱 (12)

1.5.2 扫描电镜 (13)

1.5.3 X-射线衍射 (13)

1.6 本课题研究目的及意义 (13)

1.7 本课题主要研究内容 (14)

1.8 技术路线 (15)

第二章生姜基本成分的测定 (16)

2.1 实验材料与仪器 (16)

2.1.1 实验原料及试剂 (16)

2.1.2 仪器设备 (17)

2.2 实验方法 (17)

2.2.1 膳食纤维含量测定方法 (17)

2.2.2 纤维素含量的测定方法 (17)

2.2.3 木质素含量的测定方法 (18)

2.2.4 半纤维素含量的测定方法 (19)

2.2.5 蛋白质含量的测定 (20)

2.2.6 淀粉含量的测定 (20)

2.2.7 水分含量的测定 (20)

2.2.8 挥发油、6-姜酚含量的测定 (20)

2.3 结果与分析 (21)

2.3.1 淀粉含量 (21)

2.3.2 姜精油、6-姜酚含量 (22)

2.3.3 常微量元素含量 (23)

2.3.4 膳食纤维含量 (25)

2.3.5 实验原料的纤维成分分析 (26)

2.4 小结 (27)

第三章生姜膳食纤维的提取工艺研究 (28)

3.1 实验材料与仪器 (28)

3.1.1 实验原料与试剂 (28)

3.1.2 实验仪器 (29)

3.2膳食纤维分析测定方法 (30)

3.2.1 原料预处理 (30)

3.2.2膳食纤维的性能指标测定 (30)

3.2.3膳食纤维的成分测定 (31)

3.3 生姜不溶性膳食纤维的碱法提取工艺 (31)

3.3.1 实验方法 (31)

3.3.2 结果与讨论 (33)

3.3.3 小结 (37)

3.4 生姜不溶性膳食纤维的超声辅助碱法提取工艺 (37)

3.4.1 实验方法 (37)

3.4.2 结果与讨论 (38)

3.4.3 小结 (43)

3.5 生姜膳食纤维中纤维素、半纤维素、木质素的含量 (43)

3.6 两种提取方法的比较 (43)

3.7 本章小结 (44)

第四章生姜不溶性膳食纤维的改性工艺研究 (45)

4.1 实验材料与仪器 (46)

4.1.1 实验原料与试剂 (46)

4.1.2 实验仪器 (47)

4.2 化学法改性工艺 (47)

4.2.1 实验方法 (47)

4.2.2实验结果与讨论 (49)

4.2.3 小结 (54)

4.3 纤维素酶法改性工艺 (55)

4.3.1 实验方法 (55)

4.3.2实验结果与讨论 (57)

4.3.3 小结 (60)

4.4 改性处理后的膳食纤维的表征 (61)

4.4.1 实验方法 (61)

4.4.2 实验结果 (62)

4.5 两种改性方法的比较 (66)

4.6 本章小结 (67)

第五章结论与展望 (69)

参考文献 (71)

致谢 (76)

附录 (77)

图版 (78)

生姜膳食纤维的提取及改性研究

摘要

生姜是我国传统的药食两用资源，具有多种生物活性，目前对生姜的研究已经很广泛，但对生姜资源综合利用及深度开发的相关研究尚不多见。生姜中含有大量的纤维类物质，作为生姜深加工后的残渣，往往被作为废料或者残渣废弃掉，不仅浪费了资源，而且对环境造成了污染。为了提高生姜的综合利用价值，本文以西南地区的生姜为研究对象，探讨了生姜不溶性膳食纤维的提取及改性工艺，主要的研究内容及研究结果如下。

1、为了选择优质的实验原料，测定了源自西南地区主产地生姜的基础数据，这些数据为西南产地生姜的不同研究及应用要求提供了选材基础。根据基础数据，本课题选择贵州长顺生姜作为进一步的研究对象。

2、以源自贵州长顺提完姜油树脂的生姜残渣作为研究对象，通过单因素及正交实验分别探讨了碱法提取和超声辅助碱法提取法提取生姜不溶性膳食纤维的工艺条件。采用碱法提取，探讨了碱液质量浓度、反应时间、反应温度、料液比对提取效果的影响。确定了碱法提取生姜不溶性膳食纤维的最优工艺：碱液质量浓度0.2 g/100mL，提取温度60 ℃，提取时间90 min，料液比1:35 g/mL。在此工艺下，生姜不溶性膳食纤维的得率为64.1%，持水力为9.68 g/g，膨胀力为6.61 mL/g，持油力为4.51 g/g。另外，利用超声辅助碱法提取膳食纤维，研究了料液比、超声时间、超声功率、碱液质量浓度对于提取效果的影响。确定超声辅助碱法提取的最优工艺为：料液比为1:20 g/mL，超声功率120 W，超声时间为5 min，碱液质量浓度为0.1 g/100mL。在此工艺下，生姜水不溶性膳食纤维得率为77.2%，持水力为12.06 g/g，膨胀力为7.52 mL/g，持油力为5.03 g/g。

3、实验室提取的膳食纤维中可溶性膳食纤维含量不高，其生理活性未能得到充分的发挥，故需对提取的膳食纤维进行改性处理。本文以碱法提取的生姜膳食纤维作为原料，通过单因素及正交实验分别探讨了化学法改性和纤维素酶法改性对膳食纤维性