酶解制備生姜汁及其殘渣的利用畢業(yè)設(shè)計

圖書分類號：密級：畢業(yè)設(shè)計(論文)酶解制備生姜汁及其殘渣的利用PREPARETIONOFRAWGINGERJUICEBYENZYMATICHYDROLYSISANDTHEUSEOFRESIDUE2014年5月28日徐州工程學院畢業(yè)設(shè)計(論文)IIIAbstractThisexperimentbygingerslagasmainrawmaterials.Throughthesinglefactortestsandresponsesurfaceoptimizationmethodforslaggingerjuiceyieldcomparisonresearch.Theexperimentalresultsshowthattheslaggingerjuiceyieldoptimumtechnologicalforenzymatictypesforcellulaseandpectinase,liquidthan1:6,enzymeamount0.08%,60℃,enzymolysistime2h,andcomparedundertheconditionoftheoptimalultrasonic40minafteritsjuicerateisimproved.Finallythepreparationofdietaryfiberfromthegingerandthepreparationbeforeandaftertheexpansion,holdwater,oilandantioxidantcapacitycomparingphysicalandchemicalpropertiessuchascomparison.Contributingtotheproduction,developmentandutilizationofginger,etc.KeywordsGingerresidueEnzymatichydrolysisTherateofjuiceDietaryfiber徐州工程學院畢業(yè)設(shè)計(論文)PAGEV目錄263311緒論 1101891.1生姜 1179761.1.1生姜生態(tài)與生理功能 188711.1.2生姜的功效和作用 151151.1.3生姜的開發(fā)應用 2253551.2膳食纖維 2102121.2.1膳食纖維的概述 2127171.2.2膳食纖維的保健功能 211.2.3膳食纖維在食品中的開發(fā)應用 4132871.3立題的目的和意義 4219561.4本課題研究的主要內(nèi)容 4104832材料與方法 5288642.1原料與試劑 5210502.2儀器與設(shè)備 5195462.3實驗方法 6263042.3.1工藝流程 640802.3.2操作要點 6131002.3.3生姜出汁率的單因素試驗 654412.3.4響應面法優(yōu)化工藝條件 7212662.4生姜渣膳食纖維的制備 7223062.5生姜渣膳食纖維物化性質(zhì) 754622.5.1膨脹性的測定 7129922.5.2持水力的測定 7278772.5.3持油力的測定 7307142.6抗氧化能力 761792.6.1樣品液的制備 7270392.6.2還原力的測定 8155372.6.3清除羥基自由基的能力 852723結(jié)果與分析 9252123.1單因素試驗 9238653.1.1加酶種類對生姜出汁率的影響 9205333.1.2加酶量對生姜出汁率的影響 9236393.1.3酶解時間對生姜出汁率的影響 1073323.1.4酶解溫度對生姜出汁率的影響 10127553.1.5料水比對生姜出汁率的影響 1190753.1.6響應面實驗分析 1124762響應面法試驗設(shè)計及結(jié)果 1116736響應面及等高線分析 13105403.1.7微波最優(yōu)條件酶解、超聲波最優(yōu)酶解及正常情況下最優(yōu)酶解出汁率對比 1469083.2生姜渣與由生姜渣制備的膳食纖維物化性質(zhì)的測定對比 14139873.2.1膨脹性的測定對比 1426523.2.2持水力的測定 15279893.2.3持油力的測定 15295493.3抗氧化能力 15142783.3.1還原能力的測定對比 15316903.3.2清除羥基自由基的測定對比 1532195結(jié)論 1719002致謝 1830814參考文獻 19PAGE201緒論1.1生姜1.1.1生姜生態(tài)與生理功能生姜是一種栽培植物，它也是一種調(diào)味料，也是亞洲傳統(tǒng)的藥食兩用植物。我國是生姜的主要生產(chǎn)國之一,生姜的出口占世界出口總額的41%。但到目前為止,市場上生姜交易的主體仍然是干姜,隨著科學技術(shù)的發(fā)展和食品加工技術(shù)的進步,現(xiàn)代科技從生姜中提取姜精油、姜油樹脂等科技深加工所得到的產(chǎn)品越來越受到重視,依據(jù)現(xiàn)代藥理研究成果和生物化學技術(shù),不僅為傳統(tǒng)中醫(yī)藥治療實踐提供理論依據(jù),也為傳統(tǒng)中醫(yī)走向世界打開了大門[1]。1.1.2生姜的功效和作用抑制腫瘤癌癥，抗氧化生姜具有很強的抗氧化和清除自由基的能力是因為生姜含有姜醇、姜烯、水芹烯、姜酮、檸檬醛、二苯基庚烷等多種物質(zhì)，具有抑制腫瘤作用。常吃姜能抗衰老，常吃生姜還可以淡化“老人斑”。開胃健脾，促進食欲在炎熱的夏天，人的食欲會下降那是因為在高溫下人體唾液、胃液分泌會減少，因而影響食欲。此時在飯前吃幾片生姜，可刺激唾液、胃液和消化液的分泌，增加胃腸蠕動，增進食欲[2]。但要吃生姜并不是多多益善的，夏季天氣炎熱，人們?nèi)菀卓诟?、咽痛。防溫、防暑、提神現(xiàn)代科學研究表明，夏季高溫人會產(chǎn)生頭昏眼花，甚至胸悶惡心等癥狀，生姜具有發(fā)汗解表，溫中止嘔的作用，對于一般的暑熱癥狀，如頭昏、心悸、胸悶、惡心等，適當喝點姜湯是有很大好處的。古語有“冬吃蘿卜，夏吃姜”，“飯不香，吃生姜”就是這個道理。止痛消腫，殺毒殺菌科學研究發(fā)現(xiàn)，生姜也有抗菌作用，尤其是對沙門氏菌。在炎熱的夏季，人們喜歡食用冷飲涼菜和生冷瓜果，由于這些食品易受到外界病菌的污染而且炎熱夏季病菌生長繁殖快，容易引起急性胃腸炎，在膳食中加點生姜有殺菌解毒的作用。研究表明生姜對肉類食物有防氧化的作用，所以，烹飪的時候加點生姜，可減慢食物變質(zhì)的速度。防止暈車，防止惡心嘔吐當暈車或者暈船有惡心嘔吐的感覺時，拿一片生姜，其辛辣的味道能抑制惡心嘔吐的感覺。有研究證明，生姜能夠有效地治愈頭痛、眩暈、惡心、嘔吐等，且藥效可持續(xù)大約4小時以上。人們長用吃生姜來預防暈車、暈船，效果明顯。所以民間常常稱生姜為“嘔家圣藥”。1.1.3生姜的開發(fā)應用近些年來，國外醫(yī)學界對生姜的研究進一步深入，并取得了許多有價值的新發(fā)現(xiàn)，姜汁能抑制癌細胞的生長。德國科學家在這方面的研究最顯著，他們測出粘蛋白的含量，保持膽汁各種物質(zhì)的平衡，從而抑制膽結(jié)石。美國科學家發(fā)現(xiàn)，生姜是防治暈船、暈車等運動病的良藥。英國科學家的動物實驗顯示，生姜能大大降低血液中膽固醇含量，可以預防和治療高血脂等疾病。荷蘭科學家經(jīng)過研究認為，生姜與某些抗生素具有同等的功效，尤其對抗沙門氏菌，其治愈效果十分明顯[3]。還有科學研究者發(fā)現(xiàn)生姜可以作為飼料添加劑，它不僅可以促進動物的生長還可以提高其機體的免疫力，它可以作為一種無公害的飼料添加劑。1.2膳食纖維1.2.1膳食纖維的概述在很久以前膳食纖維一詞還不曾出現(xiàn)，它其實是一種不易被消化的食物營養(yǎng)素，主要來自于植物的細胞壁，包括半纖維素、果膠、纖維素等。只有加入膳食纖維的膳食才能呢個稱之為健康的飲食。膳食纖維有保護消化系統(tǒng)的作用，日常生活中攝取足夠量的纖維可以預防糖尿病、心血管疾病、等其它疾病[3]。膳食纖維主要成分是不能被人體利用的多糖，即不能被腸道中的消化酶消化，也不能利用。植物細胞壁的復合碳水化合物是這類多糖的主要來源，所以人們也稱之為非淀粉多糖。1.2.2膳食纖維的保健功能預防結(jié)腸和直腸癌致癌物質(zhì)在腸道內(nèi)停留時間的長短和腸壁長期的接觸式影響直腸癌和結(jié)腸癌的重要因素。而多數(shù)腸癌的致病因素于飲食有關(guān)。所以適當?shù)脑黾由攀持欣w維的含量，可以刺激腸蠕動，從而降低致癌物質(zhì)的濃度，縮短致癌物質(zhì)與腸壁的接觸時間。利于減肥我們經(jīng)常聽說要減肥就要多吃蔬菜和水果，除了因為它們所含的熱量低之外，另外一個原因就是它們還有大量的膳食纖維。食物中熱量的攝入增加和體力活動的減少是造成肥胖的主要原因。而提高食品中膳食纖維含量，減少攝入的熱量，營養(yǎng)在腸道內(nèi)的消化吸收也下降，體內(nèi)脂肪開始消耗從而體重得以下降。在寒冷的天氣下的膳食纖維遇水膨脹既可以包覆多余糖分和油脂使之隨同腸道內(nèi)的廢物一起排出體外使人產(chǎn)生飽腹感，又可以降低熱量的過多攝入，達到瘦身目的。目前為止，這是比較安全的減肥方法。防治便秘膳食纖維良好的吸水性和膨脹性，可以使腸道內(nèi)容增加，滲透壓增高，促進腸胃的蠕動、加速食物排除腸道，以致水分不容易被吸收。另一方面，膳食纖維為細菌在大腸中發(fā)酵提供了很好的條件，細菌能夠吸收到纖維中的水分，使大便變軟，從而排出體外。預防痔瘡大便秘結(jié)使血液長期阻滯是形成痔瘡的主要原因。膳食纖維有助于促進消化排便，防止便秘，進而降低痔瘡的危險，多膳食纖維的飲食可以使大便變軟，進而減輕痔瘡的病痛。促進鈣吸收人類在日常的生活中所攝入的鈣質(zhì)只有30%被吸收利用，其余70%則被排除體外。水溶性膳食纖維是鈣鐵吸收的促進劑。大大提高可鈣的吸收利用率，提高了鈣平衡和骨質(zhì)密度。降低血脂，預防冠心病眾所周知，膳食纖維的主要成分果膠可以結(jié)合膽固醇，并攜帶著它從糞便中排出，通過這種途徑可以消耗體內(nèi)的膽固醇，由此降低了體內(nèi)膽固醇含量，這是預防冠心病的很好的途徑。預防膽結(jié)石人體內(nèi)膽汁膽固醇含量過高從而引發(fā)膽結(jié)石，科學實驗證實加速膽汁的分泌和循環(huán)可以預防膽結(jié)石發(fā)生。而膳食纖維恰恰可以促進膽汁的分泌和循環(huán)從而預防結(jié)石病的發(fā)生。有學者做了一項實驗，每天給結(jié)石患者的膳食中增加20-30克的谷皮纖維，一月后觀察患者病情，發(fā)現(xiàn)膽結(jié)石縮小，這與疏通膽汁流動有關(guān)。改善牙齒及口腔功能當代人對食物要求越來越柔軟，越來越精細，使用口腔肌肉的次數(shù)越來越少，因此，牙齒齲齒，脫落等情況出現(xiàn)的次數(shù)越來越多。而增加膳食中的膳食纖維素，自然而然就增加了使用口腔肌肉牙齒咀嚼東西的機會，長期下去，則會起到保健口腔，改善功能的作用。改善糖尿病癥狀果膠可以大大降低食物在大腸的吸收率，從而葡萄糖的吸收效率大大降低，致使餐后血糖緩慢上升，達到控制糖尿患者的病情的目的，而膳食纖維中恰恰還有大量的果膠。經(jīng)研究表明，膳食纖維具有降低血糖的功效。經(jīng)實驗證明，每日在膳食中加入26克含纖維91.2%的食用玉米麩或大含纖維86.7%的豆殼，結(jié)果在28—30天后，患者糖耐量有明顯改善。因此，在糖尿病患者膳食中增加膳食纖維，是目前醫(yī)療界治療糖尿病的一種輔助措施。0預防婦女乳腺癌當今乳腺癌成為困擾當代女性最常見的一種疾病，這種疾病的發(fā)生除了遺傳等內(nèi)在因素外與大家的飲食結(jié)構(gòu)和生活習慣密切相關(guān)，而當今飲食中高脂肪、高糖、高肉類及低膳食纖維攝入是導致女性患乳腺癌罪魁禍首。所以增加膳食中膳食纖維等健康食物的量，堅持良好的生活習慣，可能降低四城乳腺癌的發(fā)病風險。1預防消化系統(tǒng)疾病水溶性膳食纖維是一種聚合物，其本質(zhì)是碳水化合物。它一般是植物中天然存在的、提取或合成的。不能被人體直接利用和消化吸收，它是一種植物可是成分對人體有健康有積極的作用，所以被稱為人體必需的“第七大營養(yǎng)素”[4]。大分子水溶性膳食纖維到達腸胃內(nèi)可以形成一層保護膜，吸取人體內(nèi)的有害物質(zhì)再排出體外，達到排毒養(yǎng)顏的功效，果膠的特性包括分解油脂和不溶于酒精，所以富含過果膠的膳食纖維可以加快酒精、油脂和有毒物質(zhì)的排泄，從而護肝強體。1.2.3膳食纖維在食品中的開發(fā)應用膳食纖維在醫(yī)藥制品、食品、保健品等方面都有廣泛的應用。在其諸多應用中，其中最主要的是補充人體生理所需要的膳食纖維，以強身健體。同時膳食纖維還可能影響產(chǎn)品的顏色、風味等，可以作為穩(wěn)定劑，對食品凝膠、結(jié)構(gòu)有改善的作用。也可作為增稠劑，控制糖的結(jié)晶[5]?，F(xiàn)實生活中水溶性膳食纖維也應用于各個領(lǐng)域，比如：嬰幼兒食品、保健食品、乳制品、飲料等。1.3立題的目的和意義生姜具有很高的開發(fā)利用價值，它不僅是一種調(diào)味料還是一種經(jīng)濟作物。它包含多種營養(yǎng)成分包括姜油酮、姜酚等，還含有蛋白質(zhì)、多糖、維生素和多種微量元素。集營養(yǎng)、調(diào)味、保健于一身。近年來，可溶性以及不溶性膳食纖維作為清理腸道毒素、減肥、減脂等功效的保健食品已經(jīng)開始進入市場[6]。本課題對于生姜出汁率的進行優(yōu)化研究，得出最佳出汁條件，大大減少了原料的浪費，降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。對于生姜膳食纖維的研究也將是生姜高效利用的一個重要課題。1.4本課題研究的主要內(nèi)容本課題主要以單因素試驗和響應面試驗為基礎(chǔ)，確定了生姜出汁率的最佳工藝參數(shù)，同時制備生姜中膳食纖維。本課題的主要研究內(nèi)容如下：1、生姜渣酶解的單因素試驗。2、響應面法優(yōu)化生姜渣酶解的最佳條件。3、生姜渣膳食纖維的制備。4、生姜渣超聲波和微波前后抗氧化能力的變化。2材料與方法2.1材料與設(shè)備2.1.1材料與試劑生姜市售木瓜蛋白酶銳陽生物科技有限公司果膠酶銳陽生物科技有限公司纖維素酶銳陽生物科技有限公司α-淀粉酶銳陽生物科技有限公司鐵氰化鉀天津市福晨化學試劑廠三氯乙酸天津市福晨化學試劑廠氯化鐵天津市福晨化學試劑廠鄰二氮菲天津市福晨化學試劑廠硫酸亞鐵天津市福晨化學試劑廠過氧化氫天津市福晨化學試劑廠磷酸二氫銨天津市福晨化學試劑廠氫氧化鈉天津市福晨化學試劑廠無水乙醇上海廣諾化學科技有限公司2.1.2儀器與設(shè)備KQ-300B超聲波清洗器昆山市超聲儀器有限公司EL3002電子天平梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司PHOT-9070A電熱恒溫鼓風干燥箱上海精宏實驗設(shè)備有限公司UV-7502PC紫外-可見分光光度計上海精科儀器有限公司TDZ4臺式低速離心機湖南赫西儀器裝備有限公司DZF-6020真空干燥箱上海比郎儀器有限公司DS-1高速組織搗碎機上海標本模型廠HH-4數(shù)顯恒溫水浴鍋國華電器有限公司2.2實驗方法2.2.1工藝流程生姜→清洗→榨汁→離心過濾→得渣酶解→取一定質(zhì)量渣加水（料水比1：6）→加酶（加酶量為0.08%）→一定溫度一定時間的水浴（溫度：50℃，時間：2h）→離心過濾→得汁→稱取汁的重量算出出汁率→得渣→冷凍干燥→取等量三份分別不處理、微波2min和超聲波40min→得汁算出出汁率→得渣→冷凍干燥→送檢2.2.2操作要點生姜榨汁：選料及處理。選用新鮮、高出汁率、香味濃、含淀粉少的生姜：清洗時要進行篩選，除掉爛姜[7]。酶解：將纖維素酶加入樣品中并加熱至50℃，保持2個小時，加酶量為0.08%。離心：將酶解過后的生姜至于離心機中進行離心，轉(zhuǎn)速4000r/min，離心20min，過濾得渣和汁，生姜渣保存?zhèn)溆?，汁稱量，計算出汁率。微波：于微波爐中中火加熱2min后取出算出汁率。超聲波：于超聲波清洗儀中40min后取出算出汁率。出汁率的計算公式：出汁率=生姜渣中提取的汁質(zhì)量/生姜渣質(zhì)量×100％2.2.3生姜出汁率的單因素試驗加酶種類對生姜出汁率的影響取質(zhì)量為100g的生姜渣各六份，分別標號1-6，按1：6的料水比加水,1和2分別加入0.08g的纖維素酶、3和4分別加入0.08g的果膠酶，5和6分別加入0.04g纖維素酶＋0.04果膠酶，于50℃的水浴鍋中加熱2h,測定其平均出汁率。加酶量對生姜出汁率的影響取質(zhì)量為100g的生姜渣各5份，按1：6的料水比加水，分別加入0.02%（0.01g纖維素酶＋0.01g果膠酶）、0.04%（0.02g纖維素酶＋0.02g果膠酶）、0.06%（0.03g纖維素酶＋0.03g果膠酶）、0.08%（0.04g纖維素酶＋0.04g果膠酶）、0.10%（0.05g纖維素酶＋0.05g果膠酶），于50℃的水浴鍋中加熱2h,探討加酶量生姜出汁率的影響。酶解時間對生姜出汁率的影響取質(zhì)量為100g的生姜渣各4份，按1：6的料水比加水，各加入0.04g纖維素酶＋0.04g果膠酶，于50℃的水浴鍋中分別加熱0.5h、1h、2h、和3h,探討酶解時間對生姜出汁率的影響。酶解溫度對生姜出汁率的影響取質(zhì)量為100g的生姜渣各5份，按1：6的料水比加水，各加入0.04g纖維素酶＋0.04g果膠酶，分別于30℃、40℃、50℃、60℃、70℃的水浴鍋中加熱2h，探討酶解溫度對生姜出汁率的影響。料水比對生姜出汁率的影響取質(zhì)量為100g的生姜渣各4份，分別按1：3、1：6、1:9、1:12的料水比加水，分別加入0.08g的纖維素酶于50℃的水浴鍋中加熱2h,探討料水比對生姜出汁率的影響。2.2.4響應面法優(yōu)化工藝條件在單因素試驗的基礎(chǔ)上，設(shè)計三因素三水平響應面試驗[8]，如表1所示，優(yōu)化生姜出汁率工藝參數(shù)。表1因素水平表因素代碼水平-101水浴時間(d)x1345水浴溫度(℃)x2242628加酶量(%)x30.010.020.032.3生姜渣膳食纖維的制備將干燥后的生姜渣中加入5倍的水，料液溫度調(diào)整到75℃，加入α-淀粉酶0.1%酶解時間為60min，酶解完畢后煮沸滅酶，然后自然降至45℃，添加木瓜蛋白酶0.08%，酶解時間為45min，同樣在酶解完畢后，煮沸滅酶。在酶解期間，應用攪拌裝置勻速不斷攪拌，以保證酶與原料的充分接觸反應。反應后過濾，濾液中家入4倍體積的95%乙醇(60℃、90min)，過濾，真空干燥，粉碎，過40目篩[9-10]。2.4生姜渣膳食纖維物化性質(zhì)測定2.4.1膨脹性的測定準確稱取1.0g殘渣，置于量筒中，加入30mL去離子水，在室溫條件下靜置20h后，記錄體積[11-12]。膨脹力（mL/g）=（膨脹后樣品體積－干樣品體積）/樣品干重2.4.2持水力的測定準確稱取0.3g殘渣，置于離心試管中，加入20mL去離子水，在室溫條件下靜置20h后，在4000r/min條件下離心20min,棄去上清液，稱量殘渣濕重[13]。持水力（%）=（樣品濕重－樣品干重）/樣品干重×100%2.4.3持油力的測定準確稱取0.3g殘渣，置于離心試管中，加入20mL油，在室溫條件下靜置20h后，在4000r/min條件下離心20min，棄去上清液，稱量殘渣濕重[11-12]。持油力（%）=（樣品濕重－樣品干重）/樣品干重×100%2.5抗氧化能力2.5.1樣品液的制備取1g膳食纖維樣品，放入50mL70%乙醇溶液于70℃恒溫水浴鍋中浸提6h，抽濾后取濾液定容至50mL[14]。2.5.2還原力的測定還原能力采用普魯士蘭法測定[15-16]。分別取不同時期的果酒0.5mL于具塞試管中，再加入2.5mL0.2mol/L、pH6.6的PBS緩沖液和2.5mL1%(W/V)的鐵氰化鉀溶液并混合均勻，于50℃條件下保溫20min后迅速冷卻，之后加入2.5mL10%(W/V)的三氯乙酸溶液，混合后以3000r/min離心10min。取上清液2.5mL，加2.5mL蒸餾水和1mL0.1%(W/V)的FeCl3，混合均勻，靜置10min后測定700nm處的吸光度。2.5.3清除羥基自由基的能力鄰二氮菲-Fe2+自氧化法（Fenton法）[17-20]。2.5mmol/L的鄰二氮菲溶液的配制：準確的稱取0.04956g的鄰二氮菲，用少量的無水乙醇溶解后，再移至100mL的容量瓶中并用無水乙醇定容即可。測定：取lmL2.5mmol/L的鄰二氮菲溶液于具塞試管中，依次加入2mLpH7.40PBS和lmL蒸餾水，充分混勻后，加入lmL2.5mmol/L硫酸亞鐵水溶液，混勻后，加入1mL0.01%過氧化氫水溶液，于37℃恒溫水浴中準確反應60min后，在536nm快速測其吸光度，所得的數(shù)據(jù)為損傷管的吸光度為A損。未損傷管以lmL蒸餾水代替損傷管中的1mL0.01%過氧化氫水溶液，操作方法同損傷管，可測得536nm未損傷管的吸光度為A未。樣品管以lmL樣品代替損傷。其清除率見式2.2式（2.2）3結(jié)果與分析3.1單因素試驗結(jié)果3.1.1加酶種類對生姜出汁率的影響取質(zhì)量為100g的生姜渣各六份，分別標號1-6，按1︰6的料水比加水,1和2分別加入0.08g的纖維素酶、3和4分別加入0.08g的果膠酶，5和6分別加入0.04g纖維素酶＋0.04果膠酶，于50℃的水浴鍋中加熱2h,測定其平均出汁率。實驗結(jié)果見圖3-1（PE代表果膠酶，CE代表纖維素酶）。圖3-1加酶種類對生姜出汁率的影響由上圖可以看出，在相同的料液比、相同的加酶量、相同的酶作用pH、相同的酶解溫度、相同的酶解時間內(nèi)，酶種類不同，生姜渣的出汁率也不同，其中纖維素酶＋果膠酶組合的出汁率最高，其可能的原因是纖維素酶分解堅硬的細胞壁，果膠酶的作用是使細胞間的果膠質(zhì)降解，把細胞從組織內(nèi)分離出來。所以應該選用纖維素酶＋果膠酶共同作用，才能是生姜渣充分酶解。3.1.2加酶量對生姜出汁率的影響取質(zhì)量為100g的生姜渣各5份，按1︰6的料水比加水，分別加入0.01g纖維素酶＋0.01g果膠酶、0.02g纖維素酶＋0.02g果膠酶、0.03g纖維素酶＋0.03g果膠酶、0.04g纖維素酶＋0.04g果膠酶、0.05g纖維素酶＋0.05g果膠酶，于50℃的水浴鍋中加熱2h,考察加酶量生姜出汁率的影響，結(jié)果如圖3-2所示。圖3-2加酶量對生姜出汁率的影響由圖可以看出，在相同的復合酶、相同的料液比、相同的酶作用pH、相同的酶解溫度、相同的酶解時間內(nèi)，復合酶的添加量越大，隨著加酶量越來越大，其出汁率也隨之變大，直到加酶量為0.08%（0.04g纖維素酶＋0.04g果膠酶）時，出汁率最高再往后出汁率有所下滑趨勢，酶解效果相對比較差，可能的原因是隨酶添加量的增大，酶作用分解的更加充分，生姜渣纖維純度提高，而當酶添加量增大到一定程度時，反應趨于飽和。所以生姜出汁率的最佳加酶量為0.08%（0.04g纖維素酶＋0.04g果膠酶）。3.1.3酶解時間對生姜出汁率的影響取質(zhì)量為100g的生姜渣各4份，按1：6的料水比加水，各加入0.04g纖維素酶＋0.04g果膠酶，于50℃的水浴鍋中分別加熱0.5h、1h、2h、和3h,探討酶解時間對生姜出汁率的影響。圖3-3酶解時間對生姜出汁率的影響由上圖可以看出，在相同的復合酶、相同的料液比、相同的加酶量、相同的酶作用pH、相同的酶解溫度內(nèi)，酶解時間越長，其出汁率也隨之變大，直到酶解時間為2h時，出汁率最高再往后隨之時間的延長出汁率有所下滑趨勢，酶解效果相對比較差，其可能的原因是隨著酶解時間的延長，部分可溶性膳食纖維損失，從而影響了生姜的出汁率，所以生姜出汁率的最佳酶解時間為2h。3.1.4酶解溫度對生姜出汁率的影響取質(zhì)量為100g的生姜渣各5份，按1：6的料水比加水，各加入0.04g纖維素酶＋0.04g果膠酶，分別于30℃、40℃、50℃、60℃、70℃的水浴鍋中加熱2h，探討酶解溫度對生姜出汁率的影響。圖3-4酶解溫度對生姜出汁率的影響由上圖可以看出，在相同的復合酶、相同的料液比、相同的加酶量、相同的酶作用pH、相同的酶解時間內(nèi)，酶解溫度越大，生姜的出汁率也越來越大，直到溫度為50℃時，其出汁率達到最大，隨后溫度越高出汁率有所下滑的趨勢，酶解效果下降，可能的原因是溫度過高使酶的活性降低甚至喪失，以致產(chǎn)物減少。所一生姜出汁率的最佳酶解溫度為50℃。3.1.5料水比對生姜出汁率的影響取質(zhì)量為100g的生姜渣各4份，分別按1：3、1：6、1:9、1:12的料水比加水，分別加入0.08g的纖維素酶于50℃的水浴鍋中加熱2h,探討料水比對生姜出汁率的影響。圖3-5料水比對生姜出汁率的影響由上圖可以看出，在相同的復合酶、相同的加酶量、相同的酶作用pH、相同的酶解溫度、相同的酶解時間內(nèi)，料液比越大，生姜的出汁率也越來越大，直到料水比為1：6時，其出汁率達到最大，隨后料水比越高出汁率有所下滑的趨勢，酶解效果下降，可能的原因是低料液比時，提取過程中攪拌和分離都難操作，造成的誤差也很大，料水比為1：6時可以解決上述問題?？紤]膳食纖維的提取率和節(jié)省原料。所以將1:6選為生姜渣酶解的最適料液比。3.1.6響應面實驗分析響應面法試驗設(shè)計及結(jié)果為了分析生姜酶解的最佳條件，確定酶解溫度、酶解時間、加酶量以及料水比對生姜出汁率的影響。本實驗根據(jù)Box-Behnken試驗設(shè)計原理，在單因素試驗的基礎(chǔ)上，確定酶解的最佳料水比為1:6，選取加酶量(X1)、酶解溫度(X2)、和酶解時間(X3)三個影響因素，采用三因素三水平的響應曲面試驗設(shè)計對生姜酶解(y)進行優(yōu)化，試驗設(shè)計與結(jié)果見表3-6。表3-6響應面實驗結(jié)果序號加酶量(%)時間(h)溫度(°C)出汁率(%)10.0714548.320.0914542.630.0715555.840.0915548.550.070.55046.860.090.55040.570.071.52842.980.091.52845.890.080.52441.6100.080.52449.2110.081.52846.6120.081.52851.2130.0812655.4140.0812654.9150.0812651.5通過實驗結(jié)果，利用DesignExpert8.0軟件對表6數(shù)據(jù)進行了二次多元回歸擬合，得出其多元二次響應面回歸模型為：Y=53.93+0.66X1+0.63X2+0.00625X3+0.40X1X2-0.08X1X3-0.0075X2X3-0.66X12-0.53X22-0.11X32對表3-6中的數(shù)據(jù)進行方差分析，結(jié)果如表3-7所示。表3-7響應面回歸方程模型方差分析結(jié)果變異來源平方和自由度均方F值p顯著性模型322.22921*x133.62133.626.810.0477*x281.03181.0316.40.0098**x38.8618.861.790.2381x1x20.6410.640.130.7336x1x321.16121.164.280.0933x2x32.2812.280.460.5271x1^263.87163.8712.930.0156*x2^23.513.50.710.4381x3^2123.111123.1124.920.0041**續(xù)表3-7變異來源平方和自由度均方F值p顯著性殘差24.754.94失擬項15.69936誤差項9.0124.5總和346.9214R2=0.9228R2Adj=0.8007注：**表示極顯著，即0.01水平顯著；*表示顯著，即0.05水平顯著由上表可得，模型p<0.05顯著，失擬項p>0.05，不顯著；相關(guān)系數(shù)R2=0.9228，說明該模型能闡釋92.28%響應值的改變，R2Adj=0.8007，因而該模型的擬合度較好，可以用此模型來分析和預測生姜酶解條件因素的影響結(jié)果。響應面及等高線分析由回歸方程以及溫度、時間、加酶量，用Designexpert8.0軟件繪制響應曲面圖和等高線圖，考察所擬合的響應面及等高線圖的形狀，分析溫度、時間、加酶量之間的交互作用，其響應面和等高線圖如圖3-6-1、圖3-6-2和圖3-6-3所示。圖3-6-1時間與加酶量的交互作用圖3-6-2溫度與加酶量的交互作用圖3-6-3時間與溫度的交互作用利用Designexpert8.0軟件對上述模型求極值，得到生姜酶解的最佳工藝條件是加酶量為0.08%、酶解時間2h、酶解溫度是50℃，此時生姜的酶解出汁率最高為55.80%。為驗證實驗結(jié)果的可靠性，采用上述優(yōu)化工藝條件下進行實驗，3組平行實驗的結(jié)果分別為55.70%、55.84%、55.78%，平均值為55.77%，與理論值僅相差0.03%。因此，本實驗采用響應面法優(yōu)化得到的酶解生姜最佳工藝條件參數(shù)準確可靠，具有一定的實用價值。3.1.7微波最優(yōu)條件酶解、超聲波最優(yōu)酶解及正常情況下最優(yōu)酶解出汁率對比分別取三份等量生姜渣在最優(yōu)條件下酶解2h作為樣品1，最優(yōu)條件酶解2h后微波處理20min作為樣品2，最優(yōu)條件酶解2h后再超聲波40min處理作為樣品3，計算其出汁率進行對比。圖3-7微波最優(yōu)條件酶解、超聲波最優(yōu)酶解及正常情況下最優(yōu)酶解出汁率對比由圖得最優(yōu)條件酶解后與微波2min相比超聲波40min后可以提高生姜的出汁率。超聲波功率大，降低了物料粘度，出汁率增大。所以認為超聲波比較適合生姜的提取。3.2生姜渣與由生姜渣制備的膳食纖維物化性質(zhì)的測定對比3.2.1生姜渣與膳食纖維的膨脹性表3-8膨脹性樣品生姜渣生姜渣制備的膳食纖維膨脹力（ml/g）0.50.5由表3-8中數(shù)據(jù)可得生姜渣與由生姜渣制備的膳食纖維在膨脹性上無明顯變化?？赡茉蚴巧攀忱w維含量較高，所以膨脹性等理化性質(zhì)在誤差范圍內(nèi)是相似的。3.2.2持水力的測定表3-9持水力樣品生姜渣生姜渣制備的膳食纖維持水力（ml/g）4.035.25由表3-9中數(shù)據(jù)可得制備所得的膳食纖維持水力顯著高于生姜渣。高品質(zhì)的膳食纖維分子中含有大量的親水基團，因此具有極強的親水性其可結(jié)合自身重量6倍的水，所以生姜渣處理后所得的膳食纖維其持水性高于生姜渣本身。3.2.3持油力的測定表3-10持油力樣品生姜渣生姜渣制備的膳食纖維持油力（ml/g）3.183.20由表3-10中數(shù)據(jù)可得制備所得的膳食纖維其持油力略高于生姜渣。其可能原因是生姜渣制備得生姜渣膳食纖維，其粒徑降低，組織結(jié)構(gòu)疏松，比表面積、表面能和孔隙率提高；并且制備過程中部分細胞粉碎，纖維素和半纖維素中更多的親水性基團暴露出來，顆粒與水的接觸面積、接觸部位增多，其分散性在增強，因而持油力稍微增強。3.3抗氧化能力3.3.1還原能力的測定對比生姜渣制備的膳食纖維與生姜渣的還原能力的對比測定結(jié)果如表3-11和。表3-11還原能力樣品生姜渣生姜渣制備的膳食纖維還原能力0.0150.006抗氧化物質(zhì)能將三價鐵還原成二價鐵，進而二價鐵與鐵氰化鉀生成深藍色配位化合物，顏色的深淺與其還原力呈正相關(guān)，所以O(shè)D值越大則還原力越強。膳食纖維濃度越高，OD值也會相應的增大所以抗氧化的顯著與否與還原能力的高低密切相關(guān)[21]。由表3-11得，生姜渣在制備膳食纖維后其還原能力下降?？赡苁巧谥苽渖攀忱w維時存在著膳食纖維流失的情況。所以生姜渣滓制備的膳食纖維其還原力要低于生姜渣。3.3.2清除羥基自由基的測定對比生姜渣制備的膳食纖維與生姜渣的其清除羥基自由基的能力的結(jié)果如表3-11所示。表3-12清除羥基自由基的能力樣品生姜渣生姜渣制備的膳食纖維清除率/%78.3175.02由表中數(shù)據(jù)所得，生姜渣膳食纖維對羥基自由基（OH·）的清除能力低于生姜渣，查文獻得膳食纖維對羥基自由基（OH·）具有明顯的清除能力。生姜中膳食纖維對羥基自由基（OH·）的清除能力達到77.60%，與生姜中膳食纖維對羥基自由基（OH·）的清除能力相比，生姜渣對羥基自由基（OH·）的清除能力略高一點?？赡苁巧谥苽渖攀忱w維時存在著食纖維流失的情況。所以生姜渣制備的膳食纖維其清除羥基自由基的能力要低于生姜渣。結(jié)論本文在單因素試驗的基礎(chǔ)上，采用響應面設(shè)計試驗對生姜渣出汁率的工藝進行了優(yōu)化。然后對生姜渣中膳食纖維進行制備，并對其制備前后的物化性質(zhì)進行對比。實驗結(jié)果表明，生姜渣出汁率最佳工藝參數(shù)為加酶種類為纖維素酶與果膠酶，液料比1:6，加酶量0.08%，酶解溫度50℃，酶解時間2h的最優(yōu)條件，同時對比得在最優(yōu)條件下超聲波40min后其出汁率有所提高。以及從生姜渣中制備膳食纖維并對制備前后的膨脹性、持水力、持油力和抗氧化能力等物化性質(zhì)進行對比比較。得出從生姜渣中制備的膳食纖維持水力優(yōu)顯著提高，膨脹性和持油力相平，而還原力和清除羥基自由基的能力均有所下降。有助于對于生姜的成分進行進一步的分析，對于開發(fā)利用有顯著作用。致謝本論文是在王衛(wèi)東老師的耐心指導下完成的，老師在論文的選題、試驗方案的設(shè)計、試驗計劃的安排、研究工作的開展以及論文的撰寫、審閱和修改中都凝聚了王老師的心血。在畢業(yè)設(shè)計的整個過程中我學到了很多，其中最重要的是，細節(jié)決定成敗，這對我以后的學習和生活會有重要影響。王老師治學嚴謹，學識淵博，思想視野開闊，我在老師的悉心指導下，不但完成了我的實驗，還讓我思想和閱歷有了改變，這將對我以后的工作和生活有很大的幫助，衷心感謝導師在實驗給予我的關(guān)于做事和做人方面的指導，我將永遠銘記老師對我的恩情，衷心祝愿恩師心想事成，闔家歡樂。同時也感謝學院為我提供良好的做畢業(yè)設(shè)計的環(huán)境，在這里我