菊芋前处理及逆流提取菊粉的工艺研究

论文摘要

菊粉作为一种功能性食品配料在西方国家得到了广泛的应用。菊粉可以作为一种脂肪的替代品应用于低能量食品生产,也可以作为一种天然性功能性食品配料。菊粉还能控制血糖水平,维持脂类代谢平衡,促进矿物质吸收,增强免疫力。菊芋适应环境能力强,在中国广泛种植。菊芋块茎含有14～19%菊粉,可以用作制备菊粉的原料。本论文以山西省偏关县采摘的菊芋块茎为原料,从菊芋块茎主要成分的分析入手,通过储藏温度和时间对菊芋菊粉含量的影响的研究,得到菊芋储藏方法。然后研究菊芋中PPO特性及菊芋切片的不同温度干燥曲线,得出菊芋前处理工艺。最后提出将四罐三级逆流提取技术应用于菊粉提取,并对其操作条件进行优化,与单罐浸提进行对比,为日后工业化生产菊粉提供相应理论基础。主要的研究成果如下:1.在菊粉含量分析上采用了总糖含量减去还原糖含量的方法。2006年11月采摘的山西省偏关县新鲜菊芋块茎中,水分含量为74.63%,菊粉含量约15.95%,蛋白质、脂肪、灰分和粗纤维的含量分别为2.12%、1.48%、2.47%和0.83%。菊芋储藏实验结果表明储藏温度和时间对菊粉含量影响很大,菊芋冻藏（-18℃）可长时间储藏,菊粉含量变化不明显;温度4℃和18℃下,菊芋经八周储藏后菊粉含量分别减少20.99%和61.22%。所以菊芋收获后要及时加工。2.菊芋PPO其最适温度为40～60℃,最适PH为4.4～5.2;菊芋PPO在70℃以下稳定性好,而在85℃以上随温度升高和处理时间延长,PPO活性迅速降低甚至失活。菊芋前处理过程中,可采用热烫方式,使得菊芋PPO失活,置于90℃蒸汽中热烫5～10min。菊芋热烫后切片,高温120℃干燥2.5h,然后80℃干燥10h,得到颜色淡黄,含水量约为8.24%的菊芋干片。3.在菊粉浸提工艺实验研究中,考察单罐浸提和四罐三级逆流提取两种工艺,并对操作进行优化。单罐浸提最优工艺参数为液料比13:1,提取温度85℃,提取时间50分钟,提取率约为61%;四罐三级逆流提最优工艺参数为液料比13:1,提取温度80℃,提取时间20分钟,提取率约为94%。两种工艺比较得出四罐三级提取工艺具有原料利用率高、提取率高、节水节能省时等优点。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 菊粉概述
• 1.2 菊粉的理化性质
• 1.2.1 水溶性
• 1.2.2 甜度
• 1.2.3 溶液粘度
• 1.2.4 稳定性及保湿性
• 1.3 菊粉的生理功能
• 1.3.1 控制血脂
• 1.3.2 稳定血糖
• 1.3.3 促进矿物质吸收
• 1.3.4 防治便秘
• 1.3.5 增殖肠道内的双歧杆菌，预防肠道感染
• 1.3.6 抗肿瘤
• 1.4 菊粉的代谢特性
• 1.4.1 低热量
• 1.4.2 非胰岛素依赖性
• 1.4.3 非龋齿性
• 1.5 菊粉生产加工的国内外发展状况
• 1.5.1 国际发展现状
• 1.5.2 国内发展现状
• 1.6 以菊芋为原料加工生产菊粉
• 1.6.1 菊芋概述
• 1.6.2 以菊芋为原料加工生产菊粉现状
• 1.7 罐组式动态逆流提取技术
• 1.7.1 罐组式动态逆流提取原理
• 1.7.2 罐组式动态逆流提取工艺分析
• 1.7.3 罐组式动态逆流提取的应用实例
• 1.8 本课题研究的意义与主要内容
• 第二章 菊芋成分及储藏实验研究
• 2.1 实验材料
• 2.1.1 实验原料
• 2.1.2 实验试剂
• 2.1.3 实验仪器
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 3,5-二硝基水杨酸比色法测还原糖
• 2.2.2 苯酚硫酸法测定总糖
• 2.2.3 水分的测定
• 2.2.4 蛋白质的测定
• 2.2.5 灰分的测定
• 2.2.6 粗纤维的测定
• 2.2.7 粗脂肪的测定
• 2.2.8 菊芋储藏实验
• 2.3 结果分析与讨论
• 2.3.1 DNS比色法测还原糖
• 2.3.2 苯酚硫酸法测总糖
• 2.3.3 菊芋块茎的主要成分
• 2.3.4 储藏温度和时间因素对菊芋中菊粉含量的影响
• 2.4 小结
• 第三章 菊芋前处理工艺实验研究
• 3.1 实验材料
• 3.2 实验方法
• 3.2.1 PPO酶液的提取
• 3.2.2 PPO的活力表示
• 3.2.3 PH值对PPO活性的影响
• 3.2.4 温度对PPO活性的影响
• 3.2.5 PPO的热稳定性
• 3.2.6 菊芋制干片干燥特性研究
• 3.3 结果分析与讨论
• 3.3.1 PH值对PPO活性的影响结果
• 3.3.2 温度对PPO活性的影响结果
• 3.3.3 PPO热稳定性试验结果
• 3.3.4 菊芋制干片干燥试验结果
• 3.4 小结
• 第四章 菊粉浸提工艺实验研究
• 4.1 实验材料
• 4.1.1 实验原料
• 4.1.2 实验试剂
• 4.1.3 实验仪器
• 4.2 实验方法
• 4.2.1 菊粉多糖的提取方法
• 4.2.1 单罐热水浸提菊粉单因素试验
• 4.2.3 单罐热水浸提菊粉正交试验
• 4.2.4 菊粉提取率计算方法
• 4.2.5 罐组式动态逆流提取技术浸提菊粉试验
• 4.3 结果分析与讨论
• 4.3.1 单罐热水浸提菊粉单因素试验结果
• 4.3.2 单罐热水浸提菊粉正交试验结果
• 4.3.3 四罐三级逆流提取技术浸提菊粉试验结果
• 4.3.4 四罐三级逆流提取与单罐浸提的比较
• 4.4 小结
• 第五章 结论和展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 附录
• 参考文献
• 致谢