酶解制备生姜汁及其残渣的利用

图书分类号：密 级：毕 业 设 计 (论 文 )酶解制备生姜汁及其残渣的利用PREPARETION OF RAW GINGER JUICE BY ENZYMATIC HYDROLYSIS AND THE USE OF RESIDUE学 生 姓 名 于 蕊学 院 名 称 食 品 （ 生 物 ） 工 程 学 院学 号 20100804206班 级 10 食 工 2 班专 业 名 称 食 品 科 学 与 工 程指 导 教 师 王 卫 东2014 年 5 月 28 日徐 州 工 程 学 院 毕 业 设 计 (论 文 )徐州工程学院学位论文原创性声明本人郑重声明： 所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用或参考的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。论文作者签名： 日期： 年 月 日徐州工程学院学位论文版权协议书本人完全了解徐州工程学院关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归徐州工程学院所拥有。徐州工程学院有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝，允许论文被查阅和借阅。徐州工程学院可以公布学位论文的全部或部分内容，可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。论文作者签名： 导师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日徐 州 工 程 学 院 毕 业 设 计 (论 文 )I摘要本实验以生姜渣为主要原料，通过进行了单因素试验和响应面优化法对生姜渣进行出汁率的比较研究。实验结果表明，生姜渣出汁率最佳工艺参数为加酶种类为纤维素酶与果胶酶，加酶量为 0.08%，料液比 1:6，加酶量 0.08%，酶解温度 50，酶解时间2h，同时对比得在最优条件下超声波 40min 后其出汁率有所提高。最后从生姜渣中制备膳食纤维并对制备前后的膨胀性、持水力、持油力和抗氧化能力等物化性质进行对比比较。有助于生姜的生产、开发和利用等。关键词 生姜渣；酶解；出汁率；膳食纤维徐 州 工 程 学 院 毕 业 设 计 (论 文 )IIAbstractThis experiment by ginger slag as main raw materials. Through the single factor tests and response surface optimization method for slag ginger juice yield comparison research. The experimental results show that the slag ginger juice yield optimum technological for enzymatic types for cellulase and pectinase, liquid than 1:6, enzyme amount 0.08%, 60 , enzymolysis time 2 h, and compared under the condition of the optimal ultrasonic 40 min after its juice rate is improved. Finally the preparation of dietary fiber from the ginger and the preparation before and after the expansion, hold water, oil and antioxidant capacity comparing physical and chemical properties such as comparison. Contributing to the production, development and utilization of ginger, etc.Keywords Ginger residue Enzymatic hydrolysis The rate of juice Dietary fiber徐 州 工 程 学 院 毕 业 设 计 (论 文 ) III目 录1 绪论 .11.1 生姜 .11.1.1 生姜生态与生理功能 .11.1.2 生姜的功效和作用 .11.1.3 生姜的开发应用 .21.2 膳食纤维 .21.2.1 膳食纤维的概述 .21.2.2 膳食纤维的保健功能 .21.2.3 膳食纤维在食品中的开发应用 .41.3 立题的目的和意义 .41.4 本课题研究的主要内容 .42 材料与方法 .52.1 原料与试剂 .52.2 仪器与设备 .52.3 实验方法 .62.3.1 工艺流程 .62.3.2 操作要点 .62.3.3 生姜出汁率的单因素试验 .62.3.4 响应面法优化工艺条件 .72.4 生姜渣膳食纤维的制备 .72.5 生姜渣膳食纤维物化性质 .72.5.1 膨胀性的测定 .72.5.2 持水力的测定 .72.5.3 持油力的测定 .72.6 抗氧化能力 .72.6.1 样品液的制备 .72.6.2 还原力的测定 .82.6.3 清除羟基自由基的能力 .83 结果与分析 .93.1 单因素试验 .93.1.1 加酶种类对生姜出汁率的影响 .93.1.2 加酶量对生姜出汁率的影响 .93.1.3 酶解时间对生姜出汁率的影响 .10徐 州 工 程 学 院 毕 业 设 计 (论 文 ) IV3.1.4 酶解温度对生姜出汁率的影响 .103.1.5 料水比对生姜出汁率的影响 .113.1.6 响应面实验分析 .113.1.6.1 响应面法试验设计及结果 .113.1.6.2 响应面及等高线分析 .133.1.7 微波最优条件酶解、超声波最优酶解及正常情况下最优酶解出汁率对比 .143.2 生姜渣与由生姜渣制备的膳食纤维物化性质的测定对比 .143.2.1 膨胀性的测定对比 .143.2.2 持水力的测定 .153.2.3 持油力的测定 .153.3 抗氧化能力 .153.3.1 还原能力的测定对比 .153.3.2 清除羟基自由基的测定对比 .15结论 .17致谢 .18参考文献 .19徐 州 工 程 学 院 毕 业 设 计 (论 文 ) 01 绪论1.1 生姜1.1.1 生姜生态与生理功能生姜是一种栽培植物，它也是一种调味料，也是亚洲传统的药食两用植物。我国是生姜的主要生产国之一,生姜的出口占世界出口总额的41%。但到目前为止,市场上生姜交易的主体仍然是干姜,随着科学技术的发展和食品加工技术的进步,现代科技从生姜中提取姜精油、姜油树脂等科技深加工所得到的产品越来越受到重视,依据现代药理研究成果和生物化学技术,不仅为传统中医药治疗实践提供理论依据,也为传统中医走向世界打开了大门 1。1.1.2 生姜的功效和作用1.1.2.1 抑制肿瘤癌症，抗氧化生姜具有很强的抗氧化和清除自由基的能力是因为生姜含有姜醇、姜烯、水芹烯、姜酮、柠檬醛、二苯基庚烷等多种物质，具有抑制肿瘤作用。常吃姜能抗衰老，常吃生姜还可以淡化“老人斑”。1.1.2.2 开胃健脾，促进食欲在炎热的夏天，人的食欲会下降那是因为在高温下人体唾液、胃液分泌会减少，因而影响食欲。此时在饭前吃几片生姜，可刺激唾液、胃液和消化液的分泌，增加胃肠蠕动，增进食欲 2。但要吃生姜并不是多多益善的，夏季天气炎热，人们容易口干、咽痛。1.1.2.3 防温、防暑、提神现代科学研究表明，夏季高温人会产生头昏眼花，甚至胸闷恶心等症状，生姜具有发汗解表，温中止呕的作用，对于一般的暑热症状，如头昏、心悸、胸闷、恶心等，适当喝点姜汤是有很大好处的。古语有“冬吃萝卜，夏吃姜” ， “饭不香，吃生姜”就是这个道理。1.1.2.4 止痛消肿，杀毒杀菌科学研究发现，生姜也有抗菌作用，尤其是对沙门氏菌。在炎热的夏季，人们喜欢食用冷饮凉菜和生冷瓜果，由于这些食品易受到外界病菌的污染而且炎热夏季病菌生长繁殖快，容易引起急性胃肠炎，在膳食中加点生姜有杀菌解毒的作用。研究表明生姜对肉类食物有防氧化的作用，所以，烹饪的时候加点生姜，可减慢食物变质的速度。1.1.2.5 防止晕车，防止恶心呕吐当晕车或者晕船有恶心呕吐的感觉时，拿一片生姜，其辛辣的味道能抑制恶心呕吐的感觉。有研究证明，生姜能够有效地治愈头痛、眩晕、恶心、呕吐等，且药效可持续徐 州 工 程 学 院 毕 业 设 计 (论 文 ) 1大约 4 小时以上。人们长用吃生姜来预防晕车、晕船，效果明显。所以民间常常称生姜为“呕家圣药”。1.1.3 生姜的开发应用近些年来，国外医学界对生姜的研究进一步深入，并取得了许多有价值的新发现，姜汁能抑制癌细胞的生长。德国科学家在这方面的研究最显著，他们测出粘蛋白的含量，保持胆汁各种物质的平衡，从而抑制胆结石。美国科学家发现，生姜是防治晕船、晕车等运动病的良药。英国科学家的动物实验显示，生姜能大大降低血液中胆固醇含量，可以预防和治疗高血脂等疾病。荷兰科学家经过研究认为，生姜与某些抗生素具有同等的功效，尤其对抗沙门氏菌，其治愈效果十分明显 3。还有科学研究者发现生姜可以作为饲料添加剂，它不仅可以促进动物的生长还可以提高其机体的免疫力，它可以作为一种无公害的饲料添加剂。1.2 膳食纤维1.2.1 膳食纤维的概述在很久以前膳食纤维一词还不曾出现，它其实是一种不易被消化的食物营养素，主要来自于植物的细胞壁，包括半纤维素、果胶、纤维素等。只有加入膳食纤维的膳食才能呢个称之为健康的饮食。膳食纤维有保护消化系统的作用，日常生活中摄取足够量的纤维可以预防糖尿病、心血管疾病、等其它疾病 3。膳食纤维主要成分是不能被人体利用的多糖，即不能被肠道中的消化酶消化，也不能利用。植物细胞壁的复合碳水化合物是这类多糖的主要来源，所以人们也称之为非淀粉多糖。1.2.2 膳食纤维的保健功能1.2.2.1 预防结肠和直肠癌致癌物质在肠道内停留时间的长短和肠壁长期的接触式影响直肠癌和结肠癌的重要因素。而多数肠癌的致病因素于饮食有关。所以适当的增加膳食中纤维的含量，可以刺激肠蠕动，从而降低致癌物质的浓度，缩短致癌物质与肠壁的接触时间。1.2.2.2 利于减肥我们经常听说要减肥就要多吃蔬菜和水果，除了因为它们所含的热量低之外，另外一个原因就是它们还有大量的膳食纤维。食物中热量的摄入增加和体力活动的减少是造成肥胖的主要原因。而提高食品中膳食纤维含量，减少摄入的热量，营养在肠道内的消化吸收也下降，体内脂肪开始消耗从而体重得以下降。在寒冷的天气下的膳食纤维遇水膨胀既可以包覆多余糖分和油脂使之随同肠道内的废物一起排出体外使人产生饱腹感，又可以降低热量的过多摄入，达到瘦身目的。目前为止，这是比较安全的减肥方法。1.2.2.3 防治便秘徐 州 工 程 学 院 毕 业 设 计 (论 文 ) 2膳食纤维良好的吸水性和膨胀性，可以使肠道内容增加，渗透压增高，促进肠胃的蠕动、加速食物排除肠道，以致水分不容易被吸收。另一方面，膳食纤维为细菌在大肠中发酵提供了很好的条件，细菌能够吸收到纤维中的水分，使大便变软，从而排出体外。1.2.2.4 预防痔疮大便秘结使血液长期阻滞是形成痔疮的主要原因。膳食纤维有助于促进消化排便，防止便秘，进而降低痔疮的危险，多膳食纤维的饮食可以使大便变软，进而减轻痔疮的病痛。1.2.2.5 促进钙吸收人类在日常的生活中所摄入的钙质只有 30%被吸收利用，其余 70%则被排除体外。水溶性膳食纤维是钙铁吸收的促进剂。大大提高可钙的吸收利用率，提高了钙平衡和骨质密度。1.2.2.6 降低血脂，预防冠心病众所周知，膳食纤维的主要成分果胶可以结合胆固醇，并携带着它从粪便中排出，通过这种途径可以消耗体内的胆固醇，由此降低了体内胆固醇含量，这是预防冠心病的很好的途径。1.2.2.7 预防胆结石人体内胆汁胆固醇含量过高从而引发胆结石，科学实验证实加速胆汁的分泌和循环可以预防胆结石发生。而膳食纤维恰恰可以促进胆汁的分泌和循环从而预防结石病的发生。有学者做了一项实验，每天给结石患者的膳食中增加 20-30 克的谷皮纤维，一月后观察患者病情，发现胆结石缩小，这与疏通胆汁流动有关。1.2.2.8 改善牙齿及口腔功能当代人对食物要求越来越柔软，越来越精细，使用口腔肌肉的次数越来越少，因此，牙齿龋齿，脱落等情况出现的次数越来越多。而增加膳食中的膳食纤维素，自然而然就增加了使用口腔肌肉牙齿咀嚼东西的机会，长期下去，则会起到保健口腔，改善功能的作用。1.2.2.9 改善糖尿病症状果胶可以大大降低食物在大肠的吸收率，从而葡萄糖的吸收效率大大降低，致使餐后血糖缓慢上升，达到控制糖尿患者的病情的目的，而膳食纤维中恰恰还有大量的果胶。经研究表明，膳食纤维具有降低血糖的功效。经实验证明，每日在膳食中加入 26 克含纤维 91.2%的食用玉米麸或大含纤维 86.7%的豆壳，结果在 2830 天后，患者糖耐量有明显改善。因此，在糖尿病患者膳食中增加膳食纤维，是目前医疗界治疗糖尿病的一种辅徐 州 工 程 学 院 毕 业 设 计 (论 文 ) 3助措施。1.2.2.10 预防妇女乳腺癌当今乳腺癌成为困扰当代女性最常见的一种疾病，这种疾病的发生除了遗传等内在因素外与大家的饮食结构和生活习惯密切相关，而当今饮食中高脂肪、高糖、高肉类及低膳食纤维摄入是导致女性患乳腺癌罪魁祸首。所以增加膳食中膳食纤维等健康食物的量，坚持良好的生活习惯，可能降低四城乳腺癌的发病风险。1.2.2.11 预防消化系统疾病水溶性膳食纤维是一种聚合物，其本质是碳水化合物。它一般是植物中天然存在的、提取或合成的。不能被人体直接利用和消化吸收，它是一种植物可是成分对人体有健康有积极的作用，所以被称为