【摘要】：馬鈴薯渣是馬鈴薯淀粉生產的主要副產物,是一種優(yōu)質的果膠和膳食纖維來源,具有很高的開發(fā)利用價值,但含水量高、微生物組成復雜、日產量巨大等特性導致馬鈴薯渣難以干燥,易腐敗變質,嚴重阻礙了其綜合利用。本論文在研究不同組分對馬鈴薯渣持水力和微觀結構影響的基礎上,利用酶法結合植物乳桿菌發(fā)酵處理馬鈴薯渣,提高體系有機酸含量,降低其持水力,改善馬鈴薯渣防腐和脫水干燥的能力,并對該馬鈴薯渣處理方式的應用可行性進行評價。論文的研究內容主要包括:首先,研究半纖維素、纖維素和果膠脫除對馬鈴薯渣持水力和微觀結構的影響,結果表明:馬鈴薯渣中半纖維素含量較低,去除率也最低,對馬鈴薯渣持水力降低程度最小;15 U/g的果膠酶用量即可去除90%的果膠,降低馬鈴薯渣持水力效果最為顯著;馬鈴薯渣中纖維素含量較高,但采用35 U/g纖維素酶處理后,去除率僅為33.72%。馬鈴薯渣組分的脫除可破壞其緊密的微觀結構,導致持水力降低。掃描電子顯微鏡觀察顯示,果膠酶處理和纖維素酶處理的馬鈴薯渣在結構上差別顯著,作為聯(lián)結物質果膠的去除使得馬鈴薯渣呈現(xiàn)片層結構,而作為細胞壁骨架結構纖維素的去除使其呈碎片狀。其次,選擇纖維素酶、果膠酶結合固態(tài)發(fā)酵處理鮮馬鈴薯渣,并進行條件優(yōu)化。對植物乳桿菌生長曲線和抑菌能力的測定表明,搖瓶發(fā)酵時間為14 h時,植物乳桿菌具有較高的活力和活菌數(shù),對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌具有很強的抑制能力。以總酸含量、pH和持水力為評價指標,對單菌發(fā)酵、酶結合菌種發(fā)酵的條件進行優(yōu)化,結果顯示:植物乳桿菌接種量為8%(v/w),37°C發(fā)酵48 h,馬鈴薯渣的總酸含量可達2.31%(w/w),持水力為17.68 g/g,相比于對照無明顯降低;果膠酶結合菌種發(fā)酵的較優(yōu)條件為:果膠酶添加量0.01%(v/w,0.38 U/g)、植物乳桿菌接種量為2%(v/w),37°C發(fā)酵60 h,在此條件下總酸含量可達5.28%(w/w),持水力為6.72 g/g,與對照相比下降了64.41%;纖維素酶結合菌種發(fā)酵的較優(yōu)條件為:纖維素酶添加量0.30%(v/w,2.52 U/g)、植物乳桿菌接種量為2%(v/w),37°C發(fā)酵60 h,在此條件下總酸含量可達8.56%(w/w),持水力為9.30 g/g,與對照相比下降了50.74%。最后,分析了不同發(fā)酵條件對馬鈴薯渣防腐和干燥性能的影響。分別從發(fā)酵后馬鈴薯渣的有機酸含量、總酸含量、乳酸菌的增殖、生物多樣性以及物種群落組成等方面驗證馬鈴薯渣防腐能力的提高,結果表明:酶結合菌種發(fā)酵后馬鈴薯渣中有機酸含量的提高和pH值的降低可使得馬鈴薯渣中生物多樣性降低,細菌群落主要為乳酸菌,從而實現(xiàn)了對馬鈴薯渣的防腐作用。從干燥特性、水分橫向弛豫時間、黏度、微觀結構、質構等角度分析酶結合菌種發(fā)酵對馬鈴薯渣干燥性能的影響。果膠酶結合菌種發(fā)酵提高了馬鈴薯渣自由水比例,降低了體系黏度,微觀結構呈片狀使得細胞壁間隙增大,產生的通道可以實現(xiàn)水的快速排空以及使其呈現(xiàn)松散的類固體質構特性,從而改善了馬鈴薯渣的干燥性能,使其鼓風干燥時間縮短33.33%。纖維素去除使得馬鈴薯渣表現(xiàn)出更強的膠狀特征、半結合水比例增加、結構變得細密、黏度較大,從而延長了馬鈴薯渣的干燥時間。果膠酶結合菌種發(fā)酵后的馬鈴薯渣可實現(xiàn)氣流干燥,真菌毒素含量較低,葡萄糖透析延遲能力提高,說明酶結合固態(tài)發(fā)酵在實現(xiàn)馬鈴薯渣防腐和快速干燥的同時,進一步提高了馬鈴薯渣的安全性和應用性能。
【圖文】：

達 92.92%，表明果膠容易被酶降解。纖維素去除程度較低，分析原因可能是纖維素自身結晶結構以及果膠等其它組分包裹作用使纖維素酶對纖維素可及性降低[76]。組分脫除對持水力的影響研究表明，去除任一組分都可以顯著地降低馬鈴薯渣的持水力，其中脫除纖維素和果膠對持水力降低程度最大。由于半纖維素含量較低，脫除率低以及對持水力降低程度最小，因此后續(xù)固態(tài)發(fā)酵實驗只采用纖維素酶和果膠酶處理馬鈴薯渣。3.1.3 酶處理對馬鈴薯渣微觀形貌結構的影響對不同程度地去除組分的馬鈴薯渣進行微觀形貌結構觀察，結果如圖 3-1 所示�？瞻讓φ战M馬鈴薯渣組分之間結合緊密，淀粉被緊緊地包裹在內部，與其它組分緊密嚙合在一起。僅去除半纖維素的馬鈴薯渣結構仍呈包裹狀，組分結合緊密，結構破壞程度最小，可能原因是半纖維含量較低且脫除率低，酶對其結構破壞程度有限。纖維素酶和果膠酶處理后的馬鈴薯渣結構破壞均較為明顯，，有更多淀粉顆粒暴露出來，并且纖維素酶處理后，馬鈴薯渣結構呈碎片狀，而果膠酶處理后馬鈴薯渣呈片層結構。纖維素酶對馬鈴薯渣微觀結構破壞較大，主要原因為纖維素是細胞壁的骨架結構，而果膠為聯(lián)結物質。CK H15H30

圖 3-15 不同發(fā)酵條件處理后馬鈴薯渣的感官特性Fig. 3-15 Sensorial properties of potato pulp under different fermentation conditions3 不同發(fā)酵條件對馬鈴薯渣中有機酸組成和含量的影響乳酸菌發(fā)酵類型分為同型發(fā)酵和異型發(fā)酵，通過代謝有機酸、細菌素、過氧化抑制其它細菌或真菌生長達到防止腐敗目的[81]。有機酸可以穿透細胞膜改變細透性，未解離的有機酸降低體系 pH 值的同時，還可以破壞電化學質子梯度，殺死細菌。乳酸、乙酸、丙酸等均具有較強抑菌能力，不同有機酸的混合存在，可增強抑菌能力[82]。4.006.008.0010.0012.00濃度(mg/mL)乳酸乙酸丙酸檸檬酸
【學位授予單位】：江南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TQ920.6;TS239

【參考文獻】

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1 陳弦;張雁;唐小俊;馬永軒;徐偉兵;左敏兒;;廣式冬蓉月餅回軟過程中水分與油脂遷移對質構的影響[J];現(xiàn)代食品科技;2015年05期

2 郭文斌;高晶晶;王春光;;馬鈴薯渣開發(fā)利用的研究現(xiàn)狀及發(fā)展對策[J];農機化研究;2015年02期

3 李世忠;黃建國;李治玲;彭良志;李勇;;柑橘皮渣降解菌的篩選及特性[J];食品科學;2014年23期

4 張文;韓廣泉;王凱;姜艷萍;張建梅;;乳酸菌對中草藥的發(fā)酵及抑菌活性檢測[J];飼料博覽;2014年01期

5 廖瑾;程力;顧正彪;洪雁;李兆豐;汪振炯;;纖維素酶水解馬鈴薯渣對SD大鼠生長性能及腸道健康的影響[J];食品科學;2013年13期

6 毛麗娟;汪繼亮;馬浩鈺;劉文玉;許程劍;;馬鈴薯渣中果膠的提取工藝[J];食品研究與開發(fā);2012年02期

7 王典;王加啟;張養(yǎng)東;卜登攀;周凌云;;馬鈴薯淀粉渣的開發(fā)與綜合利用[J];中國畜牧獸醫(yī);2011年10期

8 孫萬成;肖明;孫小鳳;;馬鈴薯渣脫水技術研究[J];食品研究與開發(fā);2010年03期

9 祝英;翟峰;蒲訓;;綠色木霉、黑曲霉和米曲霉對馬鈴薯廢渣分解能力的研究[J];中國飼料;2007年23期

10 王卓;顧正彪;洪雁;;不同工藝條件制備的馬鈴薯膳食纖維的物化性能比較[J];食品科學;2007年08期

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3 董佳程;黑曲霉降解馬鈴薯纖維素作用強化的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2013年

4 田昕;花生粕固態(tài)發(fā)酵與儲藏特性研究[D];河南工業(yè)大學;2013年

5 錢洋;乳酸菌對食品中常見霉菌的抑制和黃曲霉素的去除[D];山東大學;2012年

6 曲娜;酶解馬鈴薯渣理化性能研究及作為飼料組分的應用[D];江南大學;2012年

7 張鑫;酵母菌與乳酸菌混菌固態(tài)發(fā)酵馬鈴薯渣的研究[D];內蒙古農業(yè)大學;2011年

8 王剛;微生物發(fā)酵改善菜籽粕品質的初步研究[D];江南大學;2011年

9 萬建華;馬鈴薯渣果膠的提取及其性質的研究[D];江南大學;2008年

本文編號：2659060