细菌纤维素的功能检测及其在传统食品中的应用

论文摘要

细菌纤维素（Bacterial Cellulose,BC）是由某些微生物高效合成的超微纤维网,以纯纤维素的形式存在。与自然界中的植物纤维素相比,它具有自己独特的性质,如独特的三维网络结构和超细、纯度高、超强的吸水性、较好的生物适应性以及无遗传毒性和增殖毒性等,另外BC还具有良好的亲水性、凝胶特性、稳定性及完全不被人体消化的特点。目前BC已经成功应用于很多领域,如食品工业、生物化工领域以及医学领域等,是当今国内外生物材料研究的热点之一。由于不同来源及不同提取方法获得的BC,其性质存在一定的差别,且生理功能也不尽相同。因此,本研究对自行筛选的菌株所产生BC的性质、生理功能以及改善食品品质做了研究,并通过含食品验证BC的生理功能,得到如下结果:1、BC性质:BC膜的持水力为10.32g/g,而BC粉末的持水力为9.83g/g,BC膜持水力高于BC粉末。BC膜的膨胀力为6.04mL/g,BC粉末的膨胀力为12.32mL/g,BC粉末膨胀力高于BC膜。BC膜对不饱和油和饱和油的持油力分别为8.96g/g和9.65g/g;BC粉末对不饱和油和饱和油的持油力分别为8.65g/g和9.53g/g,BC膜持油力高丁· BC粉末。BC膜和BC粉末对Pb2+的清除率分别为28.10%和29.40%,吸附量分别为2.81mg/g和2.94mg/g。BC膜和BC粉末对NO2-清除率分别为13.42%和14.74%,吸附量分别为1.34g/g和1.47g/g。BC膜和BC粉末对胆固醇的清除率分别为11.60%和12.04%,吸附量分别为23.20mg/g和24.08mg/g。BC膜和BC粉末对胆酸钠清除率分别为31.20%和32.40%,吸附量分别为31.20mg/g和32.40mg/g,BC粉末对Pb2+、NO2-、胆固醇和胆酸钠的清除要好于BC膜。BC膜和BC粉末对阳离子交换能力较弱,pH变化分别为1.32和1.52。BC膜在pH1.5盐酸中质量下降了 2.1%,在模拟胃液中、模拟肠液和模拟胃肠液中质量分别增加了 2.4%、5.2%和5.2%,扫描电镜观察,BC膜空间结构稳定。2、BC生理功能:BC在四氧嘧啶建模糖尿病小鼠的降糖作用研究中,BC中剂量组小鼠体重与阴性对照组小鼠体重基本一致,血糖值小于11.1mmol/L,甘油三酯、低密度脂蛋白胆固醇和总胆固醇的浓度分别为1.44±0.31、0.32±0.06和3.37±0.42mmol/L,与阴性对照组 1.30±0.15、0.28±0.08 和 2.78±0.35mmol/L 基本一致。BC中剂量组在改善四氧嘧啶型糖尿病小鼠的方面作用最好。BC对营养性肥胖小鼠减肥作用中,BC高剂量组可将肥胖小鼠体重减轻至24.53±1.37g,与阴性对照组小鼠体重24.92±1.26g无差异;BC高剂量组小鼠甘油三酯降低至1.34±0.15mmol/L,与阳性药物组1.37±0.19mmol/L最为接近;BC高剂量组总胆固醇降低至4.07±0.32mmol/L,不如阳性药物组3.03±0.28mmol/L;BC高剂量组使高密度脂蛋白胆固醇升高至1.01±0.19mmol/L,与阳性药物组1.02±0.19mmol/L无差异;BC高剂量组使低密度脂蛋白胆固醇降低至2.81±0.17mmol/L,与阳性药物组2.83±0.18mmol/L无差异,综合考虑,在降低营养型肥胖小鼠体重方面,BC高剂量组效果最佳。BC对正常小鼠小肠推进作用中,BC高剂量组和阳性对照组分别延长炭黑在正常小鼠肠内的推进距离为19.31±4.52cm和18.45±4.51cm;推进百分率为46.42±6.48%和44.75±6.63%,BC高剂量组与阳性对照组最接近,因此在正常小鼠肠推进效果中BC高剂量组最好。3、BC改善食品品质:添加3%粒径为0.1cm的BC、绵白糖添加量为7%时,酸奶的凝固性增大、内聚性的增大;使酸奶表面更加平整、光滑、酸奶的口感更加细腻、爽口;使酸奶的胶着度、粘附性和弹性增大。添加10%的BC时可以使肉肠的硬度、弹性和咀嚼度提高,进而可使肉肠质地更加紧密,口感更好。添加3%BC时对馒头的比容和外观形状几乎没有影响,使馒头的弹性和韧性增大,使馒头的综合品质得到提升。4、含BC食品生理功能验证:添加4%BC酸奶、连续灌胃2周可以控制营养性肥胖小鼠体重增加的速度,含BC酸奶在控制营养性肥胖小鼠体重增长方面具有一定的促进作用。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 BC简介
• 1.1.1 BC的性质
• 1.1.2 BC的功能
• 1.2 膳食纤维与疾病的关系
• 1.2.1 膳食纤维与糖尿病
• 1.2.2 膳食纤维与肥胖
• 1.2.3 膳食纤维与便秘
• 1.3 BC在食品中的应用
• 1.3.1 发酵食品中的应用
• 1.3.2 食品保鲜膜中的应用
• 1.3.3 作为食品添加剂
• 1.3.4 作为益生菌冷冻保护剂及固定化载体
• 1.3.5 作为絮凝剂的应用
• 1.4 课题研究的意义与研究内容
• 1.4.1 课题研究的意义
• 1.4.2 研究内容
• 第2章 BC的性质检测
• 2.1 试验材料
• 2.1.1 供试菌种
• 2.1.2 主要溶液及培养基
• 2.1.3 主要试剂
• 2.1.4 仪器设备
• 2.2 试验方法
• 2.2.1 BC膜的制备
• 2.2.2 BC干膜持水力的测定
• 2.2.3 BC干膜膨胀力的测定
• 2.2.4 BC干膜持油力的测定
• 2+清除的测定'>2.2.5 BC干膜对Pb²⁺清除的测定
• 2^-清除的测定'>2.2.6 BC干膜对NO₂^-清除的测定
• 2.2.7 BC干膜对胆固醇清除的测定
• 2.2.8 BC干膜对胆酸钠清除的测定
• 2.2.9 BC干膜对阳离子交换能力的测定
• 2.2.10 BC干膜在模拟胃肠环境下稳定性的测定
• 2.3 结果及分析
• 2.3.1 BC干膜的持水力
• 2.3.2 BC干膜的膨胀性
• 2.3.3 BC干膜的持油力
• 2+的清除'>2.3.4 BC干膜对Pb²⁺的清除
• 2^-的清除'>2.3.5 BC干膜对NO₂^-的清除
• 2.3.6 BC干膜对胆固醇的清除
• 2.3.7 BC干膜对胆酸钠的清除
• 2.3.8 BC干膜对阳离子的交换能力
• 2.3.9 BC干膜膜在模拟胃肠环境中的稳定性
• 2.4 讨论
• 2.4.1 BC的持水力、膨胀力及持油力
• 2.4.2 BC清除能力
• 2.4.3 BC对阳离子交换能力
• 2.4.4 BC在模拟胃肠环境中的稳定性
• 2.5 本章小结
• 第3章 BC降糖、减肥及润肠通便作用
• 3.1 试验材料
• 3.1.1 菌种与培养基
• 3.1.2 试验动物
• 3.1.3 主要溶液
• 3.1.4 主要试剂盒
• 3.1.5 仪器设备
• 3.2 试验方法
• 3.2.1 BC对四氧嘧啶型糖尿病小鼠的降糖作用
• 3.2.2 BC对营养性肥胖小鼠的减肥作用
• 3.2.3 BC对正常小鼠的润肠通便作用
• 3.3 结果及分析
• 3.3.1 BC的降糖作用
• 3.3.2 BC的减肥作用
• 3.3.3 BC的小鼠肠推进作用
• 3.4 讨论
• 3.4.1 BC对四氧嘧啶型糖尿病小鼠血项的影响
• 3.4.2 BC对营养性肥胖小鼠体重的影响
• 3.4.3 BC对普通小鼠小肠推进的影响
• 3.5 本章小结
• 第4章 BC在传统食品中的应用
• 4.1 试验材料
• 4.1.1 菌种
• 4.1.2 主要试剂
• 4.1.3 仪器设备
• 4.2 试验方法
• 4.2.1 BC的制备
• 4.2.2 传统食品的制作及评价
• 4.3 结果与分析
• 4.3.1 添加BC对酸奶的影响
• 4.3.2 添加BC对肉肠的影响
• 4.3.3 添加BC对馒头的影响
• 4.4 讨论
• 4.4.1 BC对酸奶的影响
• 4.4.2 BC对肉肠的影响
• 4.4.3 BC对馒头的影响
• 4.5 本章小结
• 第5章 BC酸奶对营养性肥胖小鼠的减肥作用的验证
• 5.1 试验材料
• 5.1.1 菌种与培养基
• 5.1.2 试验动物
• 5.1.3 主要试剂
• 5.1.4 仪器设备
• 5.2 试验方法
• 5.2.1 营养性肥胖小鼠模型的建立
• 5.2.2 模型动物分组及处理
• 5.2.3 指标数据采集
• 5.2.4 统计学处理
• 5.3 结果与分析
• 5.3.1 小鼠临床表现
• 5.3.2 BC酸奶对肥胖小鼠体重变化的影响
• 5.4 讨论
• 5.5 本章小结
• 结论
• 创新点
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文