食品工程原理综合性实验膳食纤维

食品工程技术专题实验ExperimentofFoodEngineering课程编码：Z5603B002实验指导书：自编面向专业：食品科学与工程食品加工综合实验——改性膳食纤维生产实验项目学时：12实验要求：选修一、实验目的及要求：1、通过实际操作，对《食品工程原理》中所学习的单元操作在食品生产中的作用有一个直观上的认识；2、通过实际操作与观察，对《食品工程原理》中所学习的单元操作原理有更深刻的理解；3、通过实际操作与观察，使同学们对各单元操作的设备在实际生产线的作用与操作方法以及同种类单元操作为达到不同的工艺要求必须选用合适的设备有一个具体的认识，以提高实际操作能力。4、通过本实验掌握改性膳食纤维的生产工艺流程。二、实验基本原理：膳食纤维(dietaryfiber,DF)主要存在于蔬菜和谷物的细胞壁中，包括不溶性多糖（纤维素、半纤维素）和木质素。膳食纤维被定义为植物成分中的木质素和多糖成分，且不为人体消化道中的酶所消化。从溶解性可分成水溶性膳食纤维（SDF）和水不溶性膳食纤维（IDF）两大类。膳食纤维（细胞壁多糖）常常具有一系列的生理功能，例如：增加排泄物体积，降低胆固醇水平，促进葡萄糖的新陈代谢。许多这种生理功能和膳食纤维的一些物理－化学性质是密切相关的，例如膳食纤维的可溶性、粘度和聚合度程度等。不管是什么原料，都可以制备得到可溶性和不可溶性膳食纤维。如果总膳食纤维中不溶性膳食纤维含量较高，就可以将之作为食品结构填充剂，如果可溶性膳食纤维含量较高，则认为其具有更高的功能性。由于SDF和IDF不同的生理功能，SDF能更多地发挥其代谢作用，而许多DF中SDF所占比例很少，因此国内外对DF的改性作了一些工作，但报道不多，主要的方法是化学处理法和机械降解处理法，也有应用两种手段同时处理以获得较高含量的SDF，DF的改性是DF研究趋势的重点之一。高温和剧烈的机械作用可以对膳食纤维的物理－化学性质产生影响，多糖聚合物之间的弱作用力可能会遭到破坏，同时聚合物中的糖苷键也会断裂，最终膳食纤维发生降解，可溶性增加。在本实验中我们采用均质机来获得高压作用。高压均质机以高压往复泵为动力传递及物料输送机构，将物料输送至工作阀（一级均质阀及二级乳化阀）部分。要处理物料在通过工作阀的过程中，在高压下产生强烈的剪切、撞击和空穴作用，从而使液态物质或以液体为载体的固体颗粒得到超微细化，而且平均分布和均一分散,从而达到IDF向要SDF转化以及物料粒度减小的目的。高压作用能够被用来修改膳食纤维的物理－化学性质，纤维的生理功能在很大程度上与其物理化学性质有关，而它的物化性质的变化与物料粒度分布是有紧密联系的，因此膳食纤维的粒度变化对其生理功能有着不可忽视的影响。膳食纤维的粒度越小则其比表面积越大，其持水力和膨胀性也会有相应的发生变化，DF的生理功能就会受到一定的影响。试验中选用大豆膳食纤维或者麦麸纤维作为研究材料，采用酶-化学法制备的膳食纤维，然后经过胶体磨预处理，均质机高压技术进行处理，然后进行干燥制备改性膳食纤维的一条新途径，让膳食纤维的生理功能得到更好的发挥。三、主要仪器设备及实验耗材：主要仪器：离心过滤机、胶体磨，均质机，干燥设备，电子天平，PH计实验耗材：新鲜黄豆渣或麦麸；NaOH；HCl；四、实验内容或步骤：1.操作步骤取一定量豆渣→预处理→碱液处理→离心→取滤渣，漂洗至中性→离心，去除水分→清水洗涤滤渣→胶体磨→高压均质机→喷雾干燥2.操作要点：1）预处理每组称取原料麦麸100g，将原料麦麸进行水洗2遍，用胶体磨进行一次粉碎处理。2）脱除植酸用2倍体积的1.0N稀硫酸调pH至5.0～5.4，55℃保温搅拌持续1h。3）酶解以1.0N的NaOH液调pH至6.0左右，并升温至65℃，加入占原料麦麸0.8％（w/w）的α－淀粉酶，消化1h。4）碱处理将酶解后的麸皮加热至95℃以上，保持2～3min，然后加入5％的NaOH溶液，使麸皮水溶液pH值达到11～12，搅拌反应25min。5）洗涤上述处理液用水洗涤至中性。6）高压的改性处理以高压均质机40Mpa进行高压改性处理，以提高可溶性膳食纤维含量。7）干燥干燥采用喷雾干燥或50HZ真空微波干燥方式进行干燥处理。8）得率计算称量干燥获得的改性膳食纤维重量，按照以下公式计算得率。%麦麸原料重量成品改性膳食纤维重量改性膳食纤维得率五、思考题1、查阅有关资料，结合本实验，简述膳食纤维的定义、制备方法、检测方法和改性方法。2、查阅有关资料，结合本实验，简述微射流均质机的工作原理，试例出一些目前利用微射流均质机进行乳化、超微化方面研究的文献报道。六、主要参考书及文献[1]周建勇.膳食纤维定义的历史回顾(1953～1999)[J].国外医学分册.2001,28(1):26-28.[2]Periago,M.J.Ros,G.;López,G.Martinez,M.C.andRincón,F.Thedietaryfibercomponentsandtheirphysiologicaleffects[J].RevistaEspañoladeCienciayTecnol.Aliment.1993,33(3):229-246.[3]何锦风,郝立民.论膳食纤维[J].食品与发酵工业,1997,23(5):63-68.[4]TheanderO.DietaryFiber.AcademicPress(London)Ltd.,1986:13-25.[5]祝威.挤压蒸煮法改善玉米膳食纤维功能特性的研究[D].吉林农业大学,2003.06.[6]郑建仙.功能性食品[M].北京,中国轻工业出版社,1995.[7]CarmenSáenzH.Cladodes:aSourceofDietaryFiber[J].J.PACD,1997:117-123.[8]J.M.Fernández-Ginés,J.Fernández-Lópezet.al.Lemonalbedoasanewsourceofdietaryfiber:Applicationtobolognasausages[J].MeatScience,2004,67(7):7-13.[9]周建勇.膳食纤维测定方法的历史及现状[J].中国粮油学报,2001,16(3):10-14.