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1、大麦营养纤维的提取优化设计毕业论文目 录第一章 绪论11.1 青稞11.1.1 青稞简介11.1.2 青稞的应用价值21.2 青稞中的一葡聚糖21.2.1 青稞中一葡聚糖简介21.2.2 青稞中一葡聚糖价值31.2.3 抗营养作用机理41.3 -葡聚糖的其他作用机理41.4 本课题研究的主要容51.5 本课题研究的目的及意义5第二章 实验材料与方法62.1 青稞水提实验仪器与材料62.1.1 青稞水提优化实验方法82.1.2实验工艺流程92.1.3水提温度单因素实验方法112.1.5水提pH值单因素实验方法112.1.6料液比单因素实验方法122.1.7提取液-葡聚糖含量测定132.1.8刚果
2、红标准曲线142.2 青稞酶解实验仪器与材料152.2.1青稞酶解优化实验方法172.2.2酶解料液比单因素实验方法172.2.3酶解时间单因素实验方法182.2.4酶解加酶量单因素实验方法182.2.5苯酚硫酸法测总糖192.2.6绘制标准曲线192.2.7总糖含量的测定21第三章 实验结果与讨论223.1青稞水提工艺优化实验结果223.2水提实验数据整理223.2.1温度对青稞水提工艺的影响233.2.1时间对青稞水提工艺的影响253.2.2 pH对青稞水提工艺的影响273.2.3料液比对青稞水提工艺的影响293.3青稞酶解工艺优化实验结果303.4酶解实验数据整理313.4.1料液比对青
3、稞酶解工艺的影响323.42时间对青稞酶解工艺的影响333.4.3加酶量对青稞酶解工艺的影响35第四章 结 论38致 谢39参考文献：40附 录42 .专业.专注. 第一章 绪论1.1 青稞1.1.1 青稞简介青稞（hullessbarley）是禾本科大麦属（Hordeum L）的一种禾谷类作物1，高70110厘米，因其外颖壳分离，籽粒裸露，故又称裸大麦、元麦、米大麦。一年生或越年生草本植物，一般三至五月播种，七至九月收割，故称春性裸大麦。生长期较短，为100-130d，比小麦早熟，能适应迟种早收2。青稞的叶片厚而宽，颜色一般较淡，耐贫瘠和高寒，在海拔4500m以上的局部高海拔高寒地带，是唯一
4、可以正常成熟的作物，已成为青藏高原一年一熟的高寒河谷种植的标志性作物。按我国大麦来划分，青稞被定义为多棱大麦亚种的多棱裸粒大麦变种群（Hordeun valgare var，nudum HK）3。依据青稞的棱数来分，可分为二棱裸大麦、四棱裸大麦、六棱裸大麦。其中主要栽培六棱裸大麦，而则以四棱裸大麦为主。青稞成熟后种子与种壳分离，容易脱落成裸粒，种皮有灰白色、灰色、紫色、紫黑色等，因种植地区和品种的不同而异4。2010年，青稞种植面积达169.6万亩，09年平均单产在150公斤。青稞同普通大麦结构一样，其颗粒是由外皮层包被的糊粉层、淀粉化得胚乳和胚芽所组成，其中外皮层主要由纤维素和半纤维素组成，
5、胚芽中含多种维生素和无机盐5。1.1.2 青稞的应用价值青稞的主要成分包括一葡聚糖、膳食纤维、支链淀粉、稀有营养成分、微量元素等，特别是青稞中的一葡聚糖含量，是世界上麦类作物中一葡聚糖含量最高的作物。具有丰富的营养价值和突出的医药保健作用6。在高寒缺氧的青藏高原，平均每百万人中就有44名百岁以上老人，是我国百岁老人最多的省区之一，由此说明了青稞突出的医疗保健功能是人长寿的重要因素之一，证明了青藏高原与常食青稞以及与青稞突出的医疗保健功能作用密切的关系7。据本草拾遗记载：青稞，下气宽中、壮精益力、除湿发汗、止泻。藏医典籍晶珠本草更把青稞作为一种重要药物，用于治疗多种疾病。 1.2 青稞中的一葡聚
6、糖1.2.1 青稞中一葡聚糖简介青稞-葡聚糖化学名称为：（1-3）（1-4）-D-葡聚糖，是一种天然线性非淀粉多糖，分为水溶性与水不溶性两类。-吡喃葡萄糖是其基本结构单位，这与纤维素相似，不同的是它以-（13）和（14）两种糖苷键连接而成。由-（14）键连结形成许多纤维三糖和纤维四糖基，它们彼此间通过单独的-（13）键相互连接成多聚体形式。1995年，Henri-ksson等分析证明商品化-葡聚糖（分子量250，000）中（13）键连接占29，（14）键连接占718。据自治区农牧科学院资料介绍，青稞是世界上麦类作物中一葡聚糖最高的作物，据检测青稞-葡聚糖平均含量为6.57%，优良品种青稞25可
7、8.6%，是小麦平均含量的50倍。青稞-葡聚糖是青稞籽粒胚乳细胞壁的主要成分，占细胞壁干重的75左右。经研究发现，具有降血脂、降胆固醇、调节血糖、提高免疫力、抗肿瘤和预防心血管疾病的作用，引起了全世界的关注9。1.2.2 青稞中一葡聚糖价值人类富贵病上升引起国外对青稞高-葡聚糖含量优势的特别青睐。2008年，中国学生营养与健康促进会、中国疾病预防控制中心营养与食品安全所联合发布了“中国学龄儿童少年营养与健康状况调查报告”。依据这次全国围抽样调查的数据推测,目前在我国学龄儿童少年中,糖尿病患者达59万人,空腹血糖受损者达70万人,血脂异常儿达563万人,高血压患者达1790万人10。调查显示,我
8、国城乡学龄儿童少年超重率分别为8.1%和3.1%,我国城乡学龄儿童少年肥胖率分别为3.4% 和1.3% 。与1992年相比,我国学龄儿童少年超重率增加了19.4%,肥胖率增加了5.9% ,超重率和肥胖率比1992年增加了19.4% 和5.9% 11。心、脑血管疾病成为人类死亡率最高的第一大疾病。WHO、WAO专家一致认为：动物类食品比重提高，肉类摄入过多，营养过剩特别是胆固醇、脂肪、糖分等摄入积累过量，果蔬摄入量低，维生素、纤维素、钙、铁质严重不足，是导致上述疾病高发的关键因素12。高蛋白、高纤维、高维生素、高矿物和低脂肪、低胆固醇、低糖、低钠的“四高四低”食品概念也就应运而生了，富含-葡聚糖
9、等膳食纤维成分的燕麦、大麦及其青稞食品受到特别青睐13。美、法等国食药监局不但允许在大麦和含大麦的产品包装上表明该食物能减少患冠心病的风险，还强制规定“一般成人日均摄入食品中的-葡聚糖绝对量不低于3克”的指标。葡聚糖通过减少肠道粘膜与致癌物质的接触和间接抑制致癌维生物作用来预防结肠癌；通过降血脂和降胆固醇的合成预防心血管疾病：通过控制血糖防治糖尿病14。具有提高机体防御能力、调节生理节律的作用。上世纪九十年代初期，美国、加拿大、澳大利亚、瑞典等国科学家以及国大学、天津商学院、天津军事医学院的学者研究证实：燕麦和大麦中的1,3、1,4键-葡聚糖具有突出的降血脂、调节血糖、清肠排毒和提高免疫力及防
10、癌等生理功效；中国高原及其周边区域种植的裸大麦即青稞品种的-葡聚糖含量普遍高于世界其他地区种植的大麦品种15。基于以上理由，我们从青稞品种-葡聚糖含量普查筛选入手，逐步开展了青稞-葡聚糖含量的生理功效、提取与利用技术等系列实验研究，以为发展青藏高原的特色青稞加工提供技术支撑，对促进该区域农产品转化增值、农牧民增收和人类健康意义深远。另根据美国科学研究表明，青稞除葡聚糖外，青稞还含有一种专门的胆固醇抑制因子，其含量约每公斤100150毫克16。 1.2.3 抗营养作用机理-葡聚糖是谷物（特别是大麦）的主要非淀粉多糖（NSP），它的粘稠性是谷物中的主要抗营养特性17。影响-葡聚糖的抗营养作用的主要
11、物理化学特性有：粘度。在低浓度时，-葡聚糖与水分子相互作用增加了溶液的粘度，随着其浓度的增加，则-葡聚糖分子本身缠成网状结构，引起溶液粘度大大增加，当达到一定程度时可能形成凝胶。这样将妨碍养分（如糖、氨基酸等）向肠粘膜移动与消化酶接触，从而影响养分的吸收。同时，-葡聚糖的粘性也降低了食糜通过消化道的速度，并与酶和底物结合，影响了肠道菌群的移动，使肠细菌数增多，进而也影响到养分的吸收。亲水性。-葡聚糖具有高亲水性，通过其网状结构的形成吸收大量的水分，而改变肠溶物的物理特性，使其与肠粘膜表面的多糖蛋白复合物相互作用，导致粘膜表面水层增加，也降低了养分的吸收。表面活性。-葡聚糖表面带有负电荷，在溶液
12、中易与食糜表面结合，从而影响水分的吸收。吸附性。-葡聚糖可吸附钙、钠、锌等矿物离子和有机质，从而影响这些物质的代谢。1.3 -葡聚糖的其他作用机理(1)清肠作用：葡聚糖作为膳食纤维和高分子结构，在人体的消化器官中占有一定体积，难以被消化，可有助于胃肠的蠕动，从而促进肠有害物的排泄，减少肠治病因素与肠黏膜的接触，间接预防结肠癌的发生18。(2)调节血糖：葡聚糖是非淀粉类的碳水化合物，本身是低糖分、低热量的，其粗纤维结构又能延缓血糖的释放，增加饱腹感，从而起到稳定血糖作用。有利于预防糖尿病或糖尿病患者的辅助食疗。 (3)降低胆固醇：葡聚糖可以降低胆固醇的合成。研究认为，这可能是因为葡聚糖有吸收胆汁
13、酸和促使胆汁酸排出体外的作用，促进胆固醇向胆汁酸转化，有效抑制血清中胆固醇的上升。同时葡聚糖的利便作用也有助于食物中的胆固醇在吸收之前没有停留就被排泄掉。 (4)提高免疫力：葡聚糖可与人体免疫系统中的巨噬细胞结合，增强巨噬细胞的活性及吞噬能力，从而加强人体的抗病能力。一些专家认为葡聚糖的这项功能对研究其抗癌作用很有意义。1.4 本课题研究的主要容本实验主要研究青稞葡聚糖水提工艺、酶解工艺的优化方案选取。（1）提取工艺基本物理指标的测定，通过水提温度、时间、pH值、料液比等单因素参数确定青稞葡聚糖的水提优化工艺方案。（2）通过酶解时间、料液比、加酶量等单因素参数确定青稞葡聚糖的酶解优化工艺方案。
14、（3）通过分光光度计，分别采取刚果红法测定青稞葡聚糖含量、通过苯酚-硫酸法测定总糖含量。1.5 本课题研究的目的及意义随着人们生活水平的不断提高，健康、天然、绿色食品越来越受到人们的青睐，青稞中的-葡聚糖具有清肠、调节血糖、降低胆固醇、提高免疫力等四大功能，属于真正的绿色无污染的食品。近年来备受食品、药品生产商的关注。（1）葡聚糖功能食品在全球市场上还属于新兴领域，在国则刚刚起步，市场前景非常乐观。（2）水提工艺生产成本低，便于操作，提取出的葡聚糖纯度较高。（3）通过实验得出优化的水提工艺方案，利用最佳提取条件进行青稞-葡聚糖的优化提取，简单高效。（4）通过青稞酶解实验研究出酶解的最佳优化工艺
15、方案，降低生产成本，提高提取效率。 第二章 实验材料与方法2.1 青稞水提实验仪器与材料表2.1 青稞水提工艺实验仪器名称规格/型号生产厂家数量电子天平ARB120Adventurer1电热恒温水浴锅 DZKW-D-2 北京市永光明医疗仪器厂1精密定时电动搅拌器JJ-1省金坛市荣华仪器制造1移液枪1000-5000L100-1000L20-200LEppendof Reference3量筒500mL、1000mL2旋转蒸发器R-201上海申顺生物科技有限 公司1循环水式多用真空泵SHB-型长城科工贸1抽滤漏斗北京化工厂1抽滤瓶1000mL北京化工厂1烧杯500mL、1000mL北京博美玻璃仪器厂若国家统一
