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玉米酒精糟的高值化利用

作　者: 胡晓溪
导　师: 吴晖；叶盛权
学　校: 华南理工大学
专　业: 食品工程
关键词: 玉米酒精糟玉米黄色素醒酒肽玉米膳食纤维
分类号: TS261.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

玉米酒精糟是玉米酒精工业的主要副产物。玉米酒精糟中含有丰富的蛋白质、膳食纤维及色素资源。我国玉米酒精糟产量巨大,但目前玉米酒精糟的应用范围仅局限于动物饲料方面,有的工厂甚至将其当废物排放。这样不仅造成资源的极大浪费,也对生态环境产生相当大的污染。因此,寻找新的途径,开发高附加值产品,更加高效地利用玉米酒精糟,具有重要的经济效益与环境意义。本文根据玉米酒精糟的组成特性,探索玉米酒精糟的高值化利用技术路线,即先以超声辅助法从玉米酒精糟中提取玉米黄色素;然后利用Alcalase蛋白酶对玉米酒精糟蛋白进行水解,制备具有醒酒活性的玉米活性肽并加以分离纯化;最后剩余的水解残渣经碱水解、分离、洗涤、烘干等工艺制得玉米膳食纤维。通过这一系列的深加工操作,力图实现玉米酒精糟资源的高值化利用。本论文主要研究内容如下:(1)对超声法提取玉米酒精糟中的玉米黄色素进行了研究,以吸光度值为指标,采用响应面法优化玉米黄色素的提取工艺条件。研究表明,在液料比为10.3:1、提取温度为51.7℃、超声时间为41min和100W超声功率的条件下玉米黄色素的提取效果最佳,得率为106.8μg/g。(2)应用碱性蛋白酶(Alcalase)对提取玉米黄色素后的酒精糟进行水解,考察了底物浓度、酶与底物比、温度、pH值和水解时间等因素对水解度的影响,并在此基础上进行正交试验,得到玉米酒精糟蛋白水解的最佳条件为:底物浓度6%,加酶量2400U/g原料、温度55℃,pH值为9,水解160min,水解度达到最大值33.37%,肽提取率可达52.46%,玉米肽得率为18.25%。同时利用大孔吸附树脂AB-8对玉米肽液进行脱色处理,脱色率为61.43%、氮回收率82.73%。(3)以乙醇脱氢酶(ADH)的激活率跟踪测试玉米酒精糟水解产物玉米肽的醒酒活性,试验结果表明,水解得到的玉米肽具有较强的醒酒活性。在33.37%DH范围内玉米肽醒酒活性随水解度的增大而增大,最佳醒酒活性与最大水解度条件一致。将玉米粗肽通过Sephedax G-25、Sephedax G-15凝胶层析进行分离纯化,获取了醒酒活性最强的组分C-3,其对ADH的激活率达34.26%。而后通过凝胶过滤层析法测得了该组分的分子量大小为528D。并测试了玉米粗肽及C-3组分的氨基酸组成,结果显示丙氨酸、亮氨酸含量相对较高,推测它们可能与醒酒活性相关性最大。(4)以玉米酒精糟水解残渣为原料,采用碱法对总膳食纤维进行了提取,在氢氧化钠浓度为0.2mol/L,用量为10:1(V/M),反应时间为80min,反应温度为70℃的碱水解条件下,水解最彻底,所得到的膳食纤维蛋白含量最低,膳食纤维得率和纯度分别为27.64%和85.42%。所得膳食纤维用10%的H2 O2脱色处理1h,产品可达到较理想的浅黄色。膳食纤维的膨胀性为4.96mL/g,持水性为5.31 g/g,持油性为2.83g/g。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-13
第一章绪论  13-28
  1.1 玉米酒精糟概述  13-14
    1.1.1 营养成分变异大  13-14
    1.1.2 消化率低  14
    1.1.3 脂肪酸败  14
    1.1.4 影响饲料适口性  14
  1.2 玉米酒精糟的开发利用价值  14-26
    1.2.1 玉米黄色素  15-18
      1.2.1.1 玉米黄色素的功能性质  15-17
      1.2.1.2 玉米黄色素的应用价值  17-18
      1.2.1.3 玉米黄色素的提取方法  18
    1.2.2 玉米肽  18-22
      1.2.2.1 玉米肽的理化性质与生物活性  19-20
      1.2.2.2 玉米肽的应用价值  20-21
      1.2.2.3 玉米肽的获取方法  21-22
    1.2.3 玉米膳食纤维  22-26
      1.2.3.1 玉米膳食纤维的功能性质  22-24
      1.2.3.2 玉米膳食纤维的应用价值  24-25
      1.2.3.3 玉米膳食纤维的提取方法  25-26
  1.3 玉米酒精糟的研究现状  26
  1.4 本研究课题的立项背景、研究意义和主要研究内容  26-28
    1.4.1 立项背景和研究意义  26
    1.4.2 主要研究内容  26-28
第二章超声提取玉米酒精糟中玉米黄色素的研究  28-40
  2.1 引言  28
  2.2 实验材料与方法  28-31
    2.2.1 原材料与试剂  28
    2.2.2 主要仪器  28-29
    2.2.3 实验方法  29-31
      2.2.3.1 原料成分的测定  29
      2.2.3.2 玉米黄色素提取方法及工艺流程  29
      2.2.3.3 玉米黄色素最大吸收波长的确定  29-30
      2.2.3.4 玉米黄色素提取溶剂的选择  30
      2.2.3.5 玉米黄色素最佳提取条件的研究  30-31
      2.2.3.6 玉米黄色素得率的计算  31
  2.3 结果与分析  31-39
    2.3.1 原料成分分析  31-32
    2.3.2 玉米黄色素可见吸收光谱  32
    2.3.3 不同提取溶剂提取效果的比较  32-33
    2.3.4 不同液料比对玉米黄色素提取效果的影响  33
    2.3.5 不同提取时间对玉米黄色素提取效果的影响  33-34
    2.3.6 不同提取温度对玉米黄色素提取效果的影响  34
    2.3.7 超声提取色素的响应面实验结果分析  34-38
    2.3.8 玉米黄色素得率分析  38-39
  2.4 本章小结  39-40
第三章酶法水解玉米酒精糟制备醒酒活性肽的研究  40-59
  3.1 引言  40
  3.2 实验材料与方法  40-48
    3.2.1 原材料与试剂  40
    3.2.2 主要仪器  40-41
    3.2.3 实验方法  41-48
      3.2.3.1 原料的前处理  41-42
      3.2.3.2 玉米肽的制备  42-44
      3.2.3.3 酶解玉米酒精糟最佳工艺条件的研究  44-45
      3.2.3.4 玉米肽的脱色  45
      3.2.3.5 玉米肽醒酒活性的测定  45-46
      3.2.3.6 玉米肽的分离纯化  46-47
      3.2.3.7 玉米醒酒活性肽分子量大小测试  47
      3.2.3.8 玉米肽的成分测定  47-48
  3.3 结果与分析  48-58
    3.3.1 玉米酒精糟蛋白水解条件的优化  48-52
      3.3.1.1 反应时间对玉米酒精糟水解度的影响  48-49
      3.3.1.2 反应温度对水解度与肽提取率的影响  49
      3.3.1.3 底物浓度对玉米酒精糟水解度的影响  49-50
      3.3.1.4 酶用量对玉米酒精糟水解度的影响  50-51
      3.3.1.5 反应体系pH值对玉米酒精糟水解度的影响  51
      3.3.1.6 酶解玉米酒精糟正交试验结果分析  51-52
    3.3.2 玉米酒精糟蛋白水解度与肽提取率的关系  52-53
    3.3.3 玉米粗肽液树脂脱色研究  53
    3.3.4 玉米粗肽在离体条件下对乙醇脱氢酶的活性影响  53-55
    3.3.5 玉米粗肽的凝胶层析分离纯化  55-56
    3.3.6 玉米肽醒酒活性组分分子量大小  56-57
    3.3.7 玉米醒酒活性肽的成分分析  57
    3.3.8 玉米醒酒活性肽的氨基酸组分分析  57-58
  3.4 本章小结  58-59
第四章玉米酒精糟水解残渣中提取膳食纤维的研究  59-67
  4.1 引言  59
  4.2 实验材料与方法  59-62
    4.2.1 原材料与试剂  59
    4.2.2 主要仪器  59-60
    4.2.3 实验方法  60-62
      4.2.3.1 玉米酒精糟水解残渣成分测定  60
      4.2.3.2 玉米膳食纤维的提取方法及流程  60
      4.2.3.3 碱法去除玉米酒精糟水解残渣中的蛋白质  60-61
      4.2.3.4 玉米膳食纤维脱色条件的选择  61
      4.2.3.5 玉米膳食纤维得率及纯度的计算  61
      4.2.3.6 玉米膳食纤维组成成分的测定  61-62
      4.2.3.7 玉米膳食纤维理化性质的研究  62
  4.3 实验结果与分析  62-66
    4.3.1 玉米酒精糟水解残渣成分分析  62-63
    4.3.2 玉米酒精糟水解残渣中蛋白去除效果分析  63-65
    4.3.3 玉米膳食纤维H_20_2脱色效果  65
    4.3.4 玉米膳食纤维得率及成分分析  65-66
    4.3.5 玉米膳食纤维的主要性质  66
  4.4 本章小结  66-67
结论与展望  67-70
参考文献  70-77
攻读硕士学位期间取得的研究成果  77-78
致谢  78-79
附件  79

玉米酒精糟的高值化利用

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