【正文】 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日青島農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))開題報(bào)告題 目： 酶法提取玉米麩皮中膳食纖維的研究 姓 名： 張 文 玲 學(xué) 院： 食品科學(xué)與工程學(xué)院 專 業(yè)： 食品科學(xué)與工程 班 級(jí)： 2006級(jí)4班 學(xué) 號(hào)： 20062252 指導(dǎo)教師： 耿 欣 2010年1月8日一、選題依據(jù)(擬開展研究項(xiàng)目的研究目的、意義等)隨著人生活水平的提高，人們的飲食日趨精細(xì)，導(dǎo)致富貴病（糖尿病、心血管病等）越來越普遍，加之人口進(jìn)入老齡化社會(huì)，人們對(duì)食品的消費(fèi)越來越講究功能性，因此可以相信，21世紀(jì)將是功能性食品的世紀(jì)。二、國(guó)內(nèi)外同類研究或同類設(shè)計(jì)的概況綜述(在充分收集研究主題相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，分析國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，提出問題，找到研究主題的切入點(diǎn)，附主要參考文獻(xiàn)) 經(jīng)過多年的科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)膳食纖維對(duì)人體的很多疾病起著重要的調(diào)控作用，膳食纖維的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值重新得到認(rèn)識(shí)，膳食纖維類食品日益受到消費(fèi)者的歡迎。酶法提取玉米麩皮中膳食纖維的研究意義重大，從玉米麩皮中提取膳食纖維，不僅可以廢物利用，節(jié)約資源，而且制得的膳食纖維價(jià)格低廉，可以為廣大消費(fèi)者所接受，此外酶法制備的膳食纖維比化學(xué)方法制備的更加安全，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高。 技術(shù)路線: 玉米皮水洗2遍→低溫干燥→粉碎過60目篩→無水乙醚脫脂→低溫干燥→在pH 10, 溫度60℃%的量（占玉米麩皮比重）加入堿性蛋白酶→水解50min→，溫度為60℃→%淀粉酶→水解40min→℃→%的糖化酶→水解1h→過濾→烘干→得到膳食纖維。2010年3月2日～4月10日：查閱資料，制定設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。五、。2010年5月20～6月3日：整理資料，撰寫論文。四、進(jìn)程計(jì)劃(各研究環(huán)節(jié)的時(shí)間安排、實(shí)施進(jìn)度、完成程度等)2009年12月15日～12月21日：下達(dá)任務(wù)書，確定研究的課題。然后采用部分單因素實(shí)驗(yàn)確定堿性蛋白酶和α淀粉酶的最佳用量、最適溫度、pH及水解時(shí)間。目前,我國(guó)科研機(jī)構(gòu)和食品廠家廣泛聯(lián)合,已開發(fā)出多種膳食纖維類食品,但由于生產(chǎn)量較小且產(chǎn)品價(jià)格較貴,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足市場(chǎng)需求,因此研究開發(fā)膳食纖維類食品前景廣闊。而原料之所以選擇玉米麩皮是因?yàn)榕c其它谷物外皮(米糠、小麥麩皮等)相比,玉米皮中膳食纖維含量高,而且纖維結(jié)構(gòu)好,植酸含量低,因此對(duì)鈣、鋅等礦物元素的吸附性小,是一種很好的膳食纖維來源。再在單因素的基礎(chǔ)上，選出三個(gè)對(duì)膳食纖維含量有顯著影響的因素(酶用量、酶解時(shí)間和水解溫度)再對(duì)蛋白酶和淀粉酶做正交試驗(yàn)，確定這兩種酶水解的最佳工藝，最后測(cè)定膳食纖維的得率及酶解前后玉米麩皮中各組分(粗纖維、淀粉、蛋白質(zhì)、水分、脂肪、灰分)的含量。而采用酶法提取是因?yàn)槊阜l件溫和，由于酶的專一性強(qiáng)，所以提取效率較高。而膳食纖維就是一種具有很多重要生理作用的功能性食品，它可以預(yù)防多種疾病。在此我謹(jǐn)向耿老師表示衷心的感謝和深深的敬意！另外，在試驗(yàn)和論文完成期間，本實(shí)驗(yàn)室的學(xué)姐也給了我很多無私的幫助和支持，還有我專業(yè)的幾個(gè)同學(xué)在論文格式的修改方面也給了我很多幫助，我在此對(duì)她們深表謝意。在整個(gè)論文的選題、實(shí)驗(yàn)方案的確定、實(shí)驗(yàn)工作的開展和實(shí)施，到最后論文的寫作、修改過程中她給了我很大的幫助。這兩組試驗(yàn)最終的膳食纖維含量都沒有用酶法制備的膳食纖維含量高，而且兩組的研究?jī)?nèi)容及試驗(yàn)步驟類似，但第二組的膳食纖維含量要比第一組的低很多，原因可能是第一組試驗(yàn)中加了α淀粉酶處理這一工藝，可見用酶除去除淀粉或蛋白質(zhì)，效果要比用化學(xué)方法處理淀粉和蛋白質(zhì)好得多。因素影響程度的主次關(guān)系為：酸濃度和堿濃度水平相當(dāng)，堿處理時(shí)間和漂白時(shí)間水平相當(dāng)，過氧化氫濃度和酸處理時(shí)間水平相當(dāng)。糖化酶在試驗(yàn)中起輔助作用，它可以將α淀粉酶水解淀粉生成的糊精和一些還原糖類進(jìn)一步分解成葡萄糖等小分子物質(zhì)，進(jìn)一步提高膳食纖維的含量。無水乙醚脫脂后,低溫干燥。對(duì)于酶法制備膳食纖維的研究，試驗(yàn)者不同，制備工藝也不盡相同，最終的膳食纖維含量也就不同。%，最適溫度和pH分別為60℃，最佳水解時(shí)間為40min。3 討論本實(shí)驗(yàn)采用酶法制備膳食纖維取得了較好的效果。有文獻(xiàn)報(bào)道[18],玉米皮中蛋白質(zhì)以特殊的立體結(jié)構(gòu)組成蛋白質(zhì)網(wǎng)，這種蛋白質(zhì)網(wǎng)包裹著淀粉顆粒，因此試驗(yàn)設(shè)計(jì)先采用蛋白酶水解蛋白，使玉米皮暴露出淀粉分子，再采用淀粉酶水解淀粉，最后用糖化酶將淀粉酶水解淀粉生成的糊精和一些還原糖繼續(xù)水解成葡萄糖等小分子物質(zhì)，使其更易除去，進(jìn)一步提高膳食纖維的含量。從表4中數(shù)據(jù)知，各因素對(duì)膳食纖維含量的影響程度為ABC．即淀粉酶的用量對(duì)膳食纖維的含量影響最大，酶解溫度次之，酶解時(shí)間的影響最小，而各因素的最優(yōu)水平為A3B2C2，%，溫度為60℃時(shí)水解40min，水解淀粉的效果最好，膳食纖維的含量最高。因此，中溫α–淀粉酶的最適溫度為60℃。圖5淀粉酶用量對(duì)膳食纖維含量影響 Effects of αamylase’s Addition on the Content of Dietary Fiber圖6 淀粉酶酶解時(shí)間對(duì)膳食纖維含量影響 Effects of αamylase’s Hydrolysis Time on the Content of Dietary Fiber由圖6可知，當(dāng)α–淀粉酶酶解時(shí)間為20min時(shí)，粗膳食纖維含量為68%，然后隨著酶解時(shí)間的延長(zhǎng)，膳食纖維含量逐步上升，當(dāng)酶解時(shí)間達(dá)40min時(shí)，%；而當(dāng)酶解時(shí)間大于40min時(shí)，膳食纖維含量反而降低，當(dāng)水解時(shí)間延長(zhǎng)至70min時(shí)，%。從表4中的數(shù)據(jù)可知，各因素對(duì)膳食纖維含量的影響程度為ABC．即蛋白酶的酶解溫度對(duì)膳食纖維的含量影響最大，酶解時(shí)間次之，酶用量的影響最小，而各因素的最優(yōu)水平為A3B2C2，%，溫度為65℃時(shí)水解50min，水解蛋白質(zhì)的效果最好，膳食纖維的含量最高。這是因?yàn)殡S著溫度升高反應(yīng)速度不斷加快，水解度也不斷上升，但當(dāng)溫度達(dá)到變性溫度區(qū)域后，分子運(yùn)動(dòng)劇烈，足以打斷酶穩(wěn)定的二級(jí)和三級(jí)結(jié)構(gòu)鍵[16],而活性下降，所以過高的溫度導(dǎo)致蛋白質(zhì)水解率下降。而堿性蛋白酶的最適PH值在8—11之間。因此，從節(jié)約生產(chǎn)周期角度考慮，掌握酶解時(shí)間在40—55min,最佳水解時(shí)間為50min。因此綜合考慮含量、成本等，%。因此，選擇堿性蛋白酶進(jìn)行水解玉米麩皮蛋白質(zhì)。(5)粗脂肪含量測(cè)定：用索氏提取法，（沸程6090℃）在85℃下回流6h后，回收石油醚，將收集瓶烘至恒重后稱量，計(jì)算脂類物質(zhì)含量。，置于已干燥、冷卻和稱重的有蓋稱量皿中，移入105℃烘箱內(nèi)，開蓋干燥23h后取出，加蓋，稱重，再烘1h后冷卻、稱重，重復(fù)此操作直至恒重。具體的測(cè)定方法參考下面的測(cè)定指標(biāo)。采用L9(34)正交表對(duì)玉米麩皮進(jìn)行處理，以膳食纖維的含量為指標(biāo)，進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)。將淀粉酶反應(yīng)體系的pH值分別設(shè)為4，5，6，7，然后按照上述膳食纖維制備工藝流程進(jìn)行操作，最后計(jì)算膳食纖維的含量。%，%，%，%，%，%，然后按照上述膳食纖維制備工藝流程進(jìn)行操作，最后計(jì)算膳食纖維的含量。將蛋白酶反應(yīng)體系的溫度分別設(shè)為45℃，50℃，55℃，60℃，65℃，70℃，75℃，然后按照上述膳食纖維制備工藝流程進(jìn)行操作，最后計(jì)算膳食纖維的含量。將蛋白酶的酶解時(shí)間分別設(shè)為20min，30min，40min，50min，60min，70min，然后按照上述膳食纖維制備工藝流程進(jìn)行操作，最后計(jì)算膳食纖維的含量。 膳食纖維制備工藝流程 稱取預(yù)處理后的玉米皮渣50g于燒杯中，加入500ml的蒸餾水溶解，然后放在水浴鍋中，將溫度設(shè)在6070℃之間，用鹽酸、氫氧化鈉和pH試紙將水解液的pH調(diào)至10左右，在此條件下加入蛋白酶水解40—60min，然后再將水浴鍋的溫度設(shè)在6065℃之間，—，加入α淀粉酶水解40—60min，最后再將水浴鍋的溫度設(shè)在6065℃之間，然后過濾，將濾渣放入恒溫干燥箱烘干，即可得粗膳食纖維。 蛋白酶的篩選 玉米麩皮中含有10％～15％的蛋白質(zhì)[10]，利用蛋白酶將蛋白質(zhì)降解成可溶性多肽、寡肽等，再通過過濾除去。電熱恒溫干燥箱: 上海福瑪實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司脂肪測(cè)定儀: 天津泰斯特儀器有限公司纖維素測(cè)定儀:上海安亭分析儀器有限公司旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器RE52B:海亞榮生化儀器廠手提式壓力蒸汽滅菌器:上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司 以及燒杯、三角瓶、移液管、玻璃棒、容量瓶、量筒、膠頭滴管、鐵架臺(tái) 、