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固态发酵法制取麦麸膳食纤维技术研究

作　者: 金信江
导　师: 顾振新
学　校: 南京农业大学
专　业: 农产品加工与贮藏工程
关键词: 膳食纤维麦麸猴头菌固态发酵优化
分类号: TS210.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

本论文对以麦麸为基础培养基,猴头菌固态发酵制取麦麸可溶性膳食纤维进行了研究。在确定发酵菌种后,考察了装料量、料水比、氮源和无机盐的添加对发酵后基质中可溶性膳食纤维含量的影响,然后优化了培养基组分和培养条件,最后探究了最优培养基和发酵条件下猴头菌固态发酵过程中相关指标的变化情况。1、灵芝、平菇、猴头三种真菌均能在麦麸基质上生长,固态发酵后基质中的可溶性膳食纤维含量都有明显增加,其中猴头菌在水洗麦麸基质上生长后可溶性膳食纤维含量最高。采用神经网络建模与遗传算法寻优相结合的方法,优化了以水洗麦麸为主要原料的猴头菌固态发酵的培养基组分。结果表明,添加进每g水洗麦麸中的各种物质含量分别为(mg)：豆粕124.26、KH2PO40.18、ZnSO40.57、FeSO40.23和MgCl21.20。在此培养基组分下发酵后可溶性膳食纤维含量达到了13.06g/100g。2、应用Box-Behnken试验设计对猴头菌固态发酵条件进行了优化。由响应面实验得出,接种量5.0 m1、发酵温度26℃和时间7 d时,猴头菌固态发酵后培养基中的可溶性膳食纤维含量达到15.27g/100g。接种量和温度对发酵产可溶性膳食纤维有显著影响。接种量和发酵温度以及发酵温度和时间之间的交互作用显著,接种量和时间之间的交互作用不显著。3、考察了猴头菌固态发酵过程中培养基中的主要营养成分及淀粉酶、蛋白酶和羧甲基纤维素酶的代谢变化情况。结果表明,淀粉和不溶性膳食纤维在发酵过程总体均呈下降趋势。还原糖、游离氨基态氮、可溶性蛋白质、总蛋白、可溶性膳食纤维含量及淀粉酶、蛋白酶和羧甲基纤维素酶活力均呈先升高后降低的趋势。淀粉酶活力第4 d达到最高,还原糖含量在第5 d达到最大；在第7 d蛋白酶活力最高,此时可溶性蛋白含量也最大,而第8 d时游离氨基态氮含量达到了最大值；羧甲基纤维素酶活力在第5 d即最高,而可溶性膳食纤维在第7 d才达到最大值。

全文目录

目录  4-7
摘要  7-8
ABSTRACT  8-10
引言  10-12
第一章文献综述  12-30
  1 膳食纤维分类、特性及生理功能  12-17
    1.1 膳食纤维的分类  12-14
      1.1.1 按来源分类  12-13
      1.1.2 按水溶解特性分类  13
      1.1.3 按品质分类  13-14
    1.2 膳食纤维物化特性  14-15
      1.2.1 持水力  14
      1.2.2 溶解性  14
      1.2.3 黏性  14-15
      1.2.4 发酵性  15
      1.2.5 螯合有机物能力  15
      1.2.6 对阳离子的结合和交换能力  15
    1.3 膳食纤维的生理功能  15-17
      1.3.1 控制体重  15
      1.3.2 防治便秘和结肠癌  15-16
      1.3.3 调节血脂,预防心血管疾病  16
      1.3.4 清除有害物质  16
      1.3.5 防治高血压和糖尿病  16-17
      1.3.6 改善肠道系统中微生物群系组成  17
      1.3.7 其他生理功能  17
  2 膳食纤维制取技术  17-19
    2.1 粗制取法  18
    2.2 化学法  18
    2.3 膜分离法  18
    2.4 酶法  18-19
      2.4.1 酶-化学结合法  18-19
      2.4.2 多酶分步法  19
    2.5 微生物发酵法  19
  3 膳食纤维改性技术  19-22
    3.1 化学法  20
    3.2 物理法  20-21
      3.2.1 挤压技术  20-21
      3.2.2 瞬时高压技术  21
      3.2.3 超微粉碎技术  21
      3.2.4 纳米技术  21
    3.3 发酵法  21-22
  4 膳食纤维在食品中的应用  22-23
    4.1 在主食中的应用  22
    4.2 在焙烤食品中的应用  22-23
    4.3 在饮料和冰激凌中的应用  23
    4.4 在其他方面的应用  23
  5 本研究目的意义及主要内容  23-25
    5.1 本研究的目的意义  23-24
    5.2 主要研究内容  24-25
  参考文献  25-30
第二章固态发酵制取麦麸可溶性膳食纤维培养基优化  30-52
  1 材料与方法  30-35
    1.1 试验材料  30-31
    1.2 主要试剂  31
    1.3 主要仪器  31
    1.4 培养基制备及菌种发酵  31-32
      1.4.1 母种培养基制备与培养  31-32
      1.4.2 固态培养基制备与培养  32
    1.5 试验设计  32-34
      1.5.1 固态发酵用菌种选择试验  32
      1.5.2 装料量试验  32
      1.5.3 料水比试验  32
      1.5.4 氮源筛选试验  32-33
      1.5.5 Plackett-Burman设计试验  33
      1.5.6 无机盐单因素试验  33
      1.5.7 均匀设计试验  33-34
    1.6 神经网络建模  34
    1.7 遗传算法寻优  34
    1.8 测定指标与方法  34-35
      1.8.1 膳食纤维  34
      1.8.2 其他成分  34-35
  2 结果与分析  35-48
    2.1 菌种选择结果  35-36
    2.2 装料量对可溶性膳食纤维的影响  36-37
    2.3 料水比对可溶性膳食纤维的影响  37
    2.4 氮源对可溶性膳食纤维的影响  37-38
      2.4.1 氮源筛选结果  37-38
      2.4.2 豆粕对可溶性膳食纤维含量的影响  38
    2.5 Plackett-Burman设计试验结果  38-41
    2.6 无机盐单因素试验结果  41-42
    2.7 神经网络模型构建  42-46
    2.8 遗传算法寻优  46-48
  3 讨论  48-49
  4 本章小结  49-50
  参考文献  50-52
第三章猴头菌固态发酵条件优化研究  52-62
  1 材料与方法  52-54
    1.1 试验材料  52
    1.2 主要试剂  52
    1.3 主要仪器  52-53
    1.4 培养基制备  53
      1.4.1 母种培养基制备  53
      1.4.2 固态培养基制备  53
    1.5 试验设计  53-54
      1.5.1 单因素试验  53
      1.5.2 发酵条件优化试验设计  53-54
    1.6 测定指标与方法  54
    1.7 统计分析  54
  2 结果与分析  54-60
    2.1 接种量对可溶性膳食纤维含量的影响  54-55
    2.2 发酵温度对可溶性膳食纤维含量的影响  55
    2.3 发酵时间对可溶性膳食纤维含量的影响  55-56
    2.4 响应面优化试验结果  56-59
    2.5 验证性试验  59-60
  3 讨论  60
  4 本章小结  60
  参考文献  60-62
第四章猴头菌固态发酵动力学研究  62-71
  1 材料与方法  62-64
    1.1 试验材料  62
    1.2 主要试剂  62
    1.3 主要仪器  62
    1.4 培养基制备及真菌发酵  62
    1.5 试验设计  62-63
    1.6 测定指标与方法  63-64
      1.6.1 蛋白酶活力  63
      1.6.2 淀粉酶活力  63
      1.6.3 羧甲基纤维素酶活力  63
      1.6.4 其他成分  63-64
  2 结果与分析  64-68
    2.1 淀粉、还原糖含量和淀粉酶活力变化  64-65
    2.2 含氮物质含量和蛋白酶活力变化  65-67
    2.3 膳食纤维含量变化  67-68
    2.4 羧甲基纤维素酶活力变化  68
  3 讨论  68-69
  4 本章小结  69-70
  参考文献  70-71
全文结论  71-72
攻读硕士期间发表论文情况  72-73
致谢  73

固态发酵法制取麦麸膳食纤维技术研究

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