摘要
麦糟是啤酒工业生产中主要的副产物,富含蛋白质、阿拉伯木聚糖等功能成分,具有较高的回收价值与应用潜力.由于我国啤酒产量巨大,麦糟作为廉价饲料出售的处理方式已经无法满足啤酒工业对于经济效益与环保效益的要求,造成了农业资源的大量浪费与环境的严重污染.阿拉伯木聚糖作为啤酒麦糟中重要的功能成分,被麦糟中纤维素等不溶性物质形成的网络束缚,其高效提取与应用面临较大困难.本文首先采用超声辅助提取技术,建立了麦糟阿拉伯木聚糖的高效提取工艺,在此基础上通过羧甲基化改性手段获得了具有良好乳液稳定性的羧甲基阿拉伯木聚糖,并探究了羧甲基化改性及其程度对阿拉伯木聚糖界面性质和乳液稳定性的影响及作用机制.最后,研究了阿拉伯木聚糖对乳液消化稳定性的影响,为麦糟阿拉伯木聚糖在乳液稳定及营养调控等领域的应用提供了理论与实践指导.本论文主要研究内容和结果如下: (1)优化了麦糟阿拉伯木聚糖的超声辅助提取工艺,研究其对阿拉伯木聚糖结构特征与乳化性质的影响.优化的超声辅助提取工艺为:超声功率密度 116.7 W/L,占空比60%,超声时间15 min,NaOH 浓度1.5 M,在此条件下,总产率较传统碱提取法提高 43.36%,阿拉伯木聚糖回收率较传统碱提取法提高 52.41%.超声辅助提取通过降低阿拉伯木聚糖的平均分子量与粒径,改变其构象和提高其粘度,从而改善了阿拉伯木聚糖的乳化性质.结果表明,超声辅助提取可高效提取麦糟阿拉伯木聚糖,并改善其乳化性质. (2)探究了羧甲基化对阿拉伯木聚糖乳化性质的改善效果及其作用机制,得到了具有良好乳液稳定能力的羧甲基阿拉伯木聚糖.结果表明,羧甲基化对阿拉伯木聚糖电荷性质及界面性质均有显著提升,羧甲基阿拉伯木聚糖在乳液中具有更强稳定作用与界面保护能力.取代度低于1时,增加羧甲基取代度对乳液稳定性有益,取代度高于1时,羧甲基含量进一步的提高则导致乳液稳定性下降.研究表明羧甲基化可改善阿拉伯木聚糖乳液稳定能力,其取代度对稳定性具有重要影响作用,最终确定最佳羧甲基化反应条件为物料比阿拉伯木聚糖∶氯乙酸钠= 1∶2,反应温度45℃,反应时间2 h. (3)研究了阿拉伯木聚糖添加对乳液在体内消化稳定性的影响.结果表明,阿拉伯木聚糖添加量高于 1%时显著提高了乳液消化稳定性,降低了脂肪酸释放速率,添加2%羧甲基阿拉伯木聚糖可将150 min 脂肪酸释放率降低至35.7%.羧甲基阿拉伯木聚糖与阿拉伯木聚糖对乳液消化稳定性可归因于其对界面稳定性的提升及其对胆盐、胰脂肪酶等物质消化功能的阻碍作用.其中,羧甲基阿拉伯木聚糖具有更强的界面稳定性与更高的胰脂肪酶结合能力,使乳液具有更强的消化抗性,其在乳液稳定、营养调控及活性因子递送方面具有广阔的应用前景.
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