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黑小麦麸皮非淀粉多糖制备及水解特性研究

作　者: 李文多
导　师: 孙元琳
学　校: 山西大学
专　业: 食品科学
关键词: 黑小麦麸皮非淀粉多糖戊聚糖水解特性
分类号: TS201.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

黑小麦是指种子的颜色较深,呈蓝、紫、紫黑、黑等颜色小麦的统称,是目前研究机构采取不同的育种手段而培育出来的特型优质小麦。黑小麦麸皮是黑小麦加工过程中的副产物,其非淀粉多糖的含量丰富,主要为戊聚糖、β-葡聚糖及其他半纤维素和纤维素。目前,国外对黑小麦的研究十分少见,国内对黑小麦研究也主要集中在黑小麦面粉中戊聚糖的初步研究,对黑小麦麸皮中戊聚糖的研究鲜见报道。本文以黑小麦麸皮作为研究对象,采用高压辅助水提、碱提、酶提等不同方法对其主要的非淀粉多糖——戊聚糖进行制备,并通过气相色谱(GC)、高效液相色谱(HPLC)、红外光谱等分析手段,对各制备组分的相对分子质量和单糖组成进行分析,并对其水解特性进行研究,以此作为理论依据和数据基础,为进一步研究黑小麦麸皮的结构和功能性奠定基础。1、以黑小麦麸皮为原料,在单因素基础上,通过正交实验对酶法提取条件进行优化,得到非淀粉多糖制备的最佳条件：酶添加量12mg/10g,提取时间2h,提取温度50℃,溶液pH=6,在此条件下多糖的得率为4.17%。各因素对多糖得率的影响程度由大到小依次为加酶量>提取温度>溶液pH>提取时间。通过气相色谱(GC)和红外光谱(IR)对所得酶提多糖EEP的单糖组分进行分析,结果表明：EEP主要含有的单糖为阿拉伯糖(Ara)、木糖(Xyl)、葡萄糖(Glc)和微量的半乳糖(Gal),其中Ara/Xyl比值为0.64。2、以H2O、Ba(OH)2为提取介质,采用高压辅助水提、碱提、碱提后水提等连续制备的方法提取黑小麦麸皮多糖,并对各组分进行红外、气相色谱分析、高效液相凝胶色谱分析其理化性质,结果显示：高压辅助水提组分主要是由β-葡聚糖和少量的戊聚糖组成的混合物；Ba(OH)2碱提组分主要由戊聚糖组成；碱提后水提组分由β-葡聚糖和阿拉伯半乳聚糖以及少量戊聚糖构成。碱提多糖组分的阿拉伯糖和木糖的比值(Ara/Xyl),即阿拉伯糖的取代程度远高于水提多糖组分。且相对分子质量最大,为3.81×105Da,而高压水提组分和碱提后水提组分均是以β-葡聚糖为主,相对分子质量较低。3、采用0.02、0.1、0.2mol/LTFA对碱提组分AEPH进行部分酸水解,通过气相色谱对部分酸水解产物的单糖组成进行分析,并测定其相对分子质量。实验结果：截留液AEPH-P0.02H, AEPH-P0.1H和AEPH-P0.2H的Ara/Xyl比值分别为0.47,0.24和0.21;AEPH-P0.1H和AEPH-P0.2H的平均相对分子质量分别为8.03×104Da,1.31×104Da；结果表明,戊聚糖组分主要由木糖和阿拉伯糖两种糖组成,以木聚糖为主链,Ara以还原性末端或低聚寡糖的形式与主链相连形成戊聚糖。4、采用戊聚糖酶对高压辅助水提组分和碱提组分进行酶解,测定不同酶用量、不同作用时间条件下溶液的粘度变化。结果表明：在不同酶量条件下,高压辅助水提和碱提戊聚糖酶解后其表观特性粘度下降约57%和95%；在不同作用时间条件下,高压辅助水提和碱提戊聚糖酶解后其表观特性粘度下降约76%和96%。

全文目录

中文摘要  12-14
ABSTRACT  14-17
第一章绪论  17-27
  1.1 黑小麦起源及简介  17-18
  1.2 非淀粉多糖  18-20
    1.2.1 非淀粉多糖概念  18
    1.2.2 戊聚糖  18-19
    1.2.3 葡聚糖  19-20
  1.3 戊聚糖在籽粒及麸皮中的分布及其含量  20-21
  1.4 戊聚糖的提取与纯化工艺  21-22
  1.5 戊聚糖的检测方法  22
  1.6 戊聚糖的理化特性  22-23
    1.6.1 吸水和持水特性  22
    1.6.2 粘度特性  22
    1.6.3 氧化交联特性  22
    1.6.4 酶解特性  22-23
    1.6.5 气体保持特性  23
  1.7 戊聚糖对焙烤食品品质的影响  23-24
  1.8 戊聚糖的生理功能  24-25
    1.8.1 通便作用  24
    1.8.2 调节肠道菌群作用  24-25
    1.8.3 降低胆固醇作用  25
    1.8.4 减少重金属危害作用  25
    1.8.5 减肥作用  25
  1.9 本课题研究意义及主要内容  25-27
第二章黑小麦麸皮多糖的酶法制备与组分分析  27-40
  2.1 实验材料和仪器  27
    2.1.1 材料及试剂  27
    2.1.2 实验仪器  27
  2.2 实验方法  27-31
    2.2.1 原料的预处理  27
    2.2.2 黑小麦麸皮多糖酶法提取工艺  27-28
    2.2.3 黑小麦麸皮多糖酶法提取单因素实验  28
    2.2.4 最佳提取工艺条件的确定  28
    2.2.5 多糖及戊聚糖含量的测定方法  28-30
    2.2.6 蛋白质含量测定  30
    2.2.7 透析  30
    2.2.8 单糖组成分析  30-31
    2.2.9 傅立叶变换红外光谱分析  31
  2.3 结果与分析  31-39
    2.3.1 酶法提取单因素试验结果  31-34
    2.3.2 酶法提取最佳工艺条件确定  34-35
    2.3.3 总糖含量的测定  35-36
    2.3.4 戊聚糖的测定  36-37
    2.3.5 蛋白含量的测定  37
    2.3.6 单糖组分分析  37-38
    2.3.7 红外光谱分析  38-39
  2.4 结论  39-40
第三章黑小麦麸皮多糖的连续制备及组成分析  40-46
  3.1 实验材料和仪器  40
    3.1.1 材料及试剂  40
    3.1.2 实验仪器  40
  3.2 实验方法  40-41
    3.2.1 黑小麦麸皮多糖的连续制备  40-41
    3.2.2 多糖及戊聚糖含量测定  41
    3.2.3 蛋白质含量测定  41
    3.2.4 单糖组成分析  41
    3.2.5 多糖的高效液相色谱纯度鉴定及相对分子质量测定  41
    3.2.6 红外光谱(IR)分析  41
  3.3 结果与讨论  41-44
    3.3.1 原料的预处理  41-42
    3.3.2 多糖得率和化学组成分析  42
    3.3.3 单糖组成分析  42-43
    3.3.4 相对分子质量分布  43-44
    3.3.5 红外光谱分析  44
  3.4 结论  44-46
第四章黑小麦麸皮戊聚糖的酸水解特性  46-52
  4.1 实验材料和仪器  46
    4.1.1 材料及试剂  46
    4.1.2 实验仪器  46
  4.2 实验方法  46-47
    4.2.1 水解方法  46
    4.2.2 酸水解产物的单糖组成分析  46
    4.2.3 相对分子质量测定  46
    4.2.4 红外光谱（FT-IR)分析  46-47
  4.3 结果与讨论  47-50
    4.3.1 AEPH及其部分酸水解产物的组成分析  47-49
    4.3.2 AEPH及其部分酸水解产物的相对分子质量分布  49-50
    4.3.3 红外光谱分析  50
  4.4 结论  50-52
第五章黑小麦麸皮戊聚糖的酶解特性  52-58
  5.1 实验材料和仪器  52
    5.1.1 材料及试剂  52
    5.1.2 实验仪器  52
  5.2 实验方法  52-53
    5.2.1 原料、酶的处理  52
    5.2.2 酶用量对戊聚糖反应体系酶解程度的影响  52
    5.2.3 不同作用时间对戊聚糖酶解程度的影响  52
    5.2.4 粘度的测定  52-53
  5.3 结果与讨论  53-56
    5.3.1 酶解条件对水提戊聚糖酶解程度的影响  53-54
    5.3.2 酶解条件对碱提戊聚糖酶解程度的影响  54-55
    5.3.3 水提戊聚糖与碱提戊聚糖酶解后反应体系粘度变化的综合比较  55-56
  5.4 结论  56-58
参考文献  58-62
硕士期间发表文章  62-63
致谢  63-65
个人简历  65-67

黑小麦麸皮非淀粉多糖制备及水解特性研究

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