【正文】 成的，承蒙 *老師的精心指導(dǎo)，在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，*老師 不僅在 實(shí)驗(yàn)上 給予我 指導(dǎo)和幫助， 而且在生活上給予我無(wú)微不至的關(guān)懷以及照顧！ *老師和藹可親、平易近人的態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)研究方法、 淵博的學(xué)術(shù)知識(shí)以及勇于創(chuàng)新的精神是我學(xué)習(xí)的 榜樣 。 榆林學(xué)院本科畢業(yè) 論文 21 4 結(jié) 論 以陜北豆腐渣為原料提取水不溶性膳食纖維，以水不溶性膳食纖維的純度為考察指標(biāo)， 對(duì)堿濃度，酶濃度，酶解溫度，酶解時(shí)間進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)， 結(jié)果 表明在其它條件不變的情況下， 堿濃度為 5%或 酶濃度為 4%或 酶解溫度為 60oC 或 酶解時(shí)間 為 4h， 水不溶性膳食纖維的純度達(dá)到最高。 考慮到可操作性，將最優(yōu)提取條件定為酶濃度 4%、酶解溫度 60oC、酶解時(shí)間 5h。酶濃度與酶解溫度、酶濃度與酶解時(shí)間、酶解溫度與酶解時(shí)間的交互作用都比較明顯，但是酶濃度與酶解溫度和酶濃度與酶解時(shí)間的交互作用較酶解溫度與酶解時(shí)間的交互作用明顯，他們的等高線圖中的橢圓圖形比較明顯，交互效應(yīng)比較強(qiáng)。處在同一橢圓形區(qū)域中的等高線表示水不溶性膳食纖維的提取率是相同的，越靠近區(qū)域中心，提取率越大；等高線排列越密集，表示因響應(yīng)曲面法優(yōu)化陜北豆腐渣中水不溶性膳食纖維提取工藝的研究 20 素的變化對(duì)提取率影響越大。 榆林學(xué)院本科畢業(yè) 論文 17 對(duì) 水不溶性膳食纖維提取率影響的響應(yīng)曲面分析 為形象描述交互項(xiàng)對(duì)水不溶性膳食纖維提取率的影響，在其它因素條件固定不變的情況下，考察交互項(xiàng)對(duì)水不溶性膳食纖維提取率的影響，對(duì)模型進(jìn)行分析，經(jīng) Design Expert . 軟件分析，所得的響應(yīng)曲面和等高線見(jiàn)圖 3 333。且該二次回歸方程的模型一次項(xiàng)C(P=)極顯著， A(P=)、 B(P=)不顯著，二次項(xiàng) B2(P)、C2(P=)極顯著 ,A2(P=)顯著。失擬項(xiàng)F=( 4)=,P=,失擬項(xiàng)不顯著，表示實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與模型不相符。 回歸模型要能較好地解釋所反映的現(xiàn)象，其決定系數(shù)至少為 ，響應(yīng)變量的 R2 要大于 。由圖 34 可以看出，水不溶性膳食纖維純度先隨時(shí)間的增加迅速上升，提取率迅速下降； 4h 時(shí)純度達(dá)到最大，超過(guò) 4h后，水不溶性膳食纖維純度上升趨勢(shì)和提取率下降趨勢(shì)基本保持不變，因此木瓜蛋白酶的酶解時(shí)間應(yīng)確定為 4h 左右。表明此條件下木瓜蛋白酶的適宜酶解溫度為 60oC 左右。但當(dāng)溫度過(guò)高時(shí)，由于酶的熱變性作用會(huì)引起酶的活性降低，進(jìn)而降低酶的催化反應(yīng)速度，因此，應(yīng)確定酶的最適作用溫度。木瓜蛋白酶濃度確定為 4%左右。當(dāng)木瓜蛋白酶濃度大于 4%時(shí)，水不溶性膳食纖維純度呈緩慢下降趨勢(shì)；提取率則相反。 響應(yīng)曲面法優(yōu)化陜北豆腐渣中水不溶性膳食纖維提取工藝的研究 12 3 結(jié)果與分析 陜北豆腐渣中 水不溶性膳食纖維提取 工藝單因素試驗(yàn) 堿濃度對(duì)提取豆腐渣中水不溶性膳食纖維的影響 圖 31 堿濃度的影響 由圖 31 可知，隨著堿濃度的增加， 提取物中水不溶性膳食纖維純度增加，提取率下降，當(dāng)堿濃度為 5%時(shí)，脂肪分解完全，純度較高，提取率較 低；隨著堿濃度的進(jìn)一步增大，會(huì)引起纖維素的分解，使水不溶性膳食纖維純度降低，提取率升高，故選擇堿濃度為 5%左右。 水不溶性膳食纖維提取率與純度計(jì)算方法 1122( 1 ) 100( 1 r )mrm ??????水 不 溶 性 膳 食 纖 維 提 取 率 /% 公式 （ 23） 式中： m1 為提取物的質(zhì)量 /g ； r 1 為提取物水分及揮發(fā)物含量 /%； m2 為原料的質(zhì)量 /g； r 2 為原料水分及揮發(fā)物含 量 /%。 分析評(píng)價(jià)方法 表 26 響應(yīng)曲面分析因素與水平表 因素 代碼 水平 編碼 非編碼 1 0 +1 酶濃度 /% x1 X1 3 4 5 酶解 溫度 /℃ x2 X2 50 60 70 酶解 時(shí)間 /h x3 X3 3 4 5 以 水不溶性膳食纖維提取率 為響應(yīng)值 (Y )， 由最小二乘法擬合的二次多項(xiàng)式方程 ： 0 11=nni i i j i ji i jY a a x a x x? ? ?????提 取 率 公式 (21) 本試驗(yàn)中方程 ( 21 ) 可轉(zhuǎn)化為 ： 32 2 20 1 1 2 2 3 1 2 1 2 1 3 1 3 2 3 2 3 1 1 1 1 2 2 2 2 3 3 3 3=Y a a x a x a x a x x a x x a x x a x a x a x? ? ? ? ? ? ? ? ?提 取 率 公式 (22) Y 提取率 為響應(yīng)值 ， a0 為常數(shù)項(xiàng) ： a a a3分別為線性系數(shù) ， a1 a1 a23分別為交互項(xiàng)系數(shù) ， a1 a2 a33分別為二次項(xiàng)系數(shù) 。 式中 ： xi 為自變量的編碼值 ， Xi 為自變量的真實(shí)值 ， X0 為試驗(yàn)中心點(diǎn)處自變量的真實(shí)值 ， ΔX 為自變量的變化步長(zhǎng) ， 根據(jù)預(yù)試 驗(yàn)選定 酶濃度 、 酶解溫度 和 酶解時(shí)間范圍。 陜北豆腐渣中水不溶性膳食纖維提取工藝優(yōu)化 在單因素實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上， 采用 中的 BoxBehnken 程序 ，以 酶濃度（ %）、酶解 溫度 （ OC）、酶解 時(shí)間 （ h） 為主要考察因子 (自變量 )分別以X X X3 表示 ， 并以 + 0、 1分別代表自變量的高、中、低水平 。 酶解溫度對(duì)提取豆腐渣中水不溶性膳食纖維的影響 采用料液比 1： 25（ g/ml） ,在 70oC下分別加入濃度為 5%碳酸氫鈉處理 70min后，在豆腐渣溶液中分別加入濃度為 4%的木瓜蛋白酶，于 40oC、 50oC、 60oC、 70oC、 80oC浸提 4h,以水不 溶性膳食纖維的提取率和純度為評(píng)價(jià)指標(biāo)，探討酶解溫度對(duì)提取水不溶性膳食纖維的影響。 影響陜北豆腐渣中水不溶性膳食纖維提取效率單因素試驗(yàn) 堿濃度對(duì)提取豆腐渣中水不溶性膳食纖維的影響 采用料液比 1： 25（ g/ml） ,在 70oC下分別加入濃度為 2%、 3%、 4%、 5%、 6%碳酸氫鈉處理 70min后，在豆腐渣溶液中分別加入濃度為 4%的木瓜蛋白酶，于 60oC浸提4h,以水不溶性膳食纖維的提取率和純度為評(píng)價(jià)指標(biāo)，探討碳酸氫鈉濃度對(duì)提取水不溶性膳食纖維的影響。 烘干 將表面皿放置在溫度為 40oC 鼓風(fēng)干燥箱中，干燥時(shí)間為 8小時(shí)。 榆林學(xué)院本科畢業(yè) 論文 9 滅酶 取出后直接放置在 90oC 恒溫水浴鍋中 30min。 調(diào) PH 冷卻后，用冰醋酸將溶液 PH 調(diào)至 6。 加純水 向錐形瓶中添加 125mL 蒸餾水，使豆腐渣粉與蒸餾水料液比為 1:25。 粉碎過(guò)篩 將干燥后的豆腐渣用小型 高速粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎，粉碎后過(guò) 60 目篩備用。 榆林學(xué)院本科畢業(yè) 論文 7 2 實(shí)驗(yàn)部分 實(shí)驗(yàn)材料 、 儀器 及試劑 實(shí)驗(yàn)材料 實(shí)驗(yàn)材料如下表： 表 21 實(shí)驗(yàn)材料 實(shí)驗(yàn)材料 銷售地 豆腐渣 陜北 榆林市 木瓜蛋白酶 南寧龐博生物工程有限公司 微晶纖維素 河南永康精細(xì)化工有限公司 實(shí)驗(yàn) 儀器 實(shí)驗(yàn)儀器如下表： 表 22 實(shí)驗(yàn)儀器 實(shí)驗(yàn)儀器 銷售地 HH2 數(shù)顯恒溫水浴鍋 金壇市丹陽(yáng)門石英玻璃廠 ZH2C 超級(jí)恒溫水浴鍋 南京多助科技發(fā)展有限公司 小型高速粉碎機(jī) 濰坊市北方制藥設(shè)備制造有限公司 電子天平 沈陽(yáng)龍騰電子有限公司 SHZD 循環(huán)水式真空泵 鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司 101— 2A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 天津市 通利信達(dá)儀器廠 標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)篩 60 目 浙江省上虞市大亨橋化驗(yàn)儀器廠 實(shí)驗(yàn) 試劑 實(shí)驗(yàn)試劑如下表： 表 23 實(shí)驗(yàn)試劑 實(shí)驗(yàn)試劑 銷售地 冰醋酸 (AR) 天津市致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司 碳酸氫鈉（ AR） 西安化學(xué)試劑廠 響應(yīng)曲面法優(yōu)化陜北豆腐渣中水不溶性膳食纖維提取工藝的研究 8 陜北豆腐渣中提取水不溶性膳食纖維工藝流程 新鮮豆腐渣 → 沖洗烘干 →粉碎過(guò)篩→ 稱取樣品 → 加純水 → 堿處理 → 冷卻 → 調(diào)PH→ 酶解 → 滅酶 → 冷卻 → 抽濾 → 烘干 → 稱量 → 成品 → 計(jì)算 → 分析 陜北豆腐渣中提取水不溶性膳食纖維工藝的 操作 步驟 沖洗烘干 用自來(lái)水洗滌新鮮豆腐渣 23 次，然后用 恒溫鼓風(fēng)干燥箱 進(jìn)行干燥。 該方法通過(guò)響應(yīng)曲面圖可以直觀的反應(yīng)各因素對(duì)響應(yīng)值的影響大小 。 該法以建立連續(xù)變量曲面模型，對(duì)影響生物過(guò)程的因子及其交互作用進(jìn)行評(píng)價(jià)，確定最佳水平范圍，而且所需要的試驗(yàn)組數(shù)相對(duì)較少，可節(jié)省人力物力，因此該方法已經(jīng)成功應(yīng)用于生物優(yōu)化 過(guò)程 中 的各個(gè)方面 。由于建立的 復(fù)雜的多維空間曲面 與 實(shí)際情況 較接近 , 因此響應(yīng)曲面回歸模型逐漸開(kāi)始應(yīng)用。由于它考慮的因素很多 , 運(yùn)算非常繁雜 , 是人工運(yùn)算所不及的。 用響應(yīng)曲面法優(yōu)化陜北豆腐渣中水不溶性膳食纖維提取工藝的意義 響應(yīng)曲面法，也稱為回歸設(shè)計(jì)， 是 在 多元線性回歸的基礎(chǔ)上主動(dòng)收集數(shù)據(jù)的方法獲得具有較好性質(zhì)的回歸方程的一種試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法。高血壓、糖尿病 、肥胖癥、冠心病等疾病發(fā)病年齡提前，同時(shí)發(fā)病率也增加。陜北豆腐渣數(shù)量很大，但利用率很低。 豆腐是陜北地區(qū)每家每戶農(nóng)民不可缺少的菜食，因此豆腐渣在陜北的農(nóng)村幾乎是隨處可見(jiàn)。 從陜北豆腐渣中制取水不溶性膳食纖維的目的和意義 每年全球豆腐渣的產(chǎn)量很大。 目前，我國(guó)由于資金投入不足和缺乏導(dǎo)向等諸多原因，對(duì)豆腐渣進(jìn)行開(kāi)發(fā)利用的研究并未引起高度的重視，與國(guó)際發(fā)達(dá)國(guó)家相比較，我國(guó)在豆腐渣的開(kāi)發(fā)利用方面存在著一定的差距，表現(xiàn)為利用方法簡(jiǎn)單，原始，利用率不高及有關(guān)豆腐渣的貯存，運(yùn)輸過(guò)程中也存在一定的問(wèn)題，使其工藝基本上處于一種無(wú)序的狀態(tài)。當(dāng)今的膳食纖維提取方法有熱水提法、化學(xué)法、酶法、 Prosky 法、酶化法、超聲波法、高壓蒸煮法、發(fā)酵法、酸堿法和擠壓法等 [10]。在早期，膳食纖維提取方法主要有粗分離法、化學(xué)分析法、膜分離法及化學(xué)試劑和酶結(jié)合分離法 [9]。 現(xiàn)在，有很多發(fā)達(dá)國(guó)家已相繼建立起開(kāi)發(fā)研制豆類膳食纖維的專門機(jī)構(gòu)。比如，在大豆油脂與大豆加工制品榆林學(xué)院本科畢業(yè) 論文 5 （如豆腐、豆腐花等）過(guò)程中，副產(chǎn)物大豆皮，豆腐渣等中提取分離膳食纖維。合理利用豆腐渣制取水不溶性膳食纖維不僅可以使廢棄物再利用，還因其來(lái)源廣闊，數(shù)量極大，價(jià)格低廉，可以給公司帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益。經(jīng)研究表明 [8]：豆腐渣經(jīng)脫水干燥后，所含成分為：蛋白質(zhì)為： %，脂肪為： %，糖類為 %，纖維素為 %，灰分為 %。 豆腐渣是 大豆生產(chǎn)豆腐和豆?jié){的過(guò)程中的副產(chǎn)品，除了少部分作為飼料外，大部分作為廢棄物棄掉，這樣就造成了資源的浪費(fèi)和環(huán)境的污染。 以大豆等豆類作為原材料提取水不溶性膳食纖維時(shí)，常用方法是酶法和熱提取法，缺點(diǎn)是難以大規(guī)模生產(chǎn)，使其經(jīng)濟(jì)效益降低。另外，在食品配方中常見(jiàn)的有阿 拉伯膠、瓊脂、瓜爾豆膠、刺槐豆膠以及海藻鹽等。同時(shí)，使腸道內(nèi)的一些有害物質(zhì)隨糞便排出，減少有害物質(zhì)與結(jié)腸的接觸機(jī)會(huì)，從而達(dá)到預(yù)防腸道疾病的功效。 緩解便秘，預(yù)防腸道疾病的功效 膳食纖維可被腸內(nèi)的有益細(xì)菌分解，使糞便具有一定的水分和體積。膳食纖維可以調(diào)節(jié)腸道對(duì)糖類物質(zhì)的吸收，減緩血糖的急劇升高，有利于糖尿病患者控制癥狀。且它能與腸道中的 Na+、 K+進(jìn)行交換，使血液中的 Na+、 K+比值降低，直接產(chǎn)生降血壓的作用 [6]。因此，對(duì)預(yù)防高血脂、冠狀動(dòng)脈硬化、心腦血管疾病等有著非常重要的作用。 預(yù)防心血管疾病的功效 膳食纖維分子表面帶有許多活性基因，可以吸附膽汁酸、膽固醇及腸道內(nèi)的有毒物質(zhì)、有毒醫(yī)藥品和化學(xué)藥品等有機(jī)化合物。 預(yù)防肥胖癥的功效 膳食纖維體積較大，具有吸水膨脹性，在腸胃中吸水膨脹并形成高黏度的膠體溶液，容易引起飽腹感而減少進(jìn)食量。水溶性膳食纖維（ SDF）不僅能增加飽腹感，對(duì)肥胖癥有效，而且使胃腸道中內(nèi)容物黏度增加，延緩和降低消化道中其他成分，如膽固醇、葡萄糖等的吸收 [45]；水不溶性膳食纖維（ IDF）能增加糞便體積，促進(jìn)腸道蠕動(dòng)，預(yù) 防便秘及降低血脂含量、延緩小腸對(duì)葡萄糖的吸收速度，刺激胰島產(chǎn)生胰島素，從而預(yù)防糖尿病的發(fā)生。 IDF 是指不被人體消化道酶消化且不溶于熱水的那部分膳食纖維，它是細(xì)胞壁榆林學(xué)院本科畢業(yè) 論文 3 的主要成分，包括纖維素、半纖維素、原果膠、木質(zhì)素、植物蠟和殼聚糖等。 SDF 是指不被人體消化道酶消化，但是可溶于溫水或熱水且其水溶液又能被四倍體積的乙醇再沉淀的那部分膳食纖維，它的主要成分是植物細(xì)胞內(nèi)的儲(chǔ)存物質(zhì)和分泌物，另外還包括部分微生物多糖和合成多糖。木質(zhì)素是