论文部分内容阅读
我国的柑橘产量居于世界领先地位,而柑橘加工后的大量的柑橘皮往往被当作废弃物而浪费。报道显示柑橘皮中有丰富的果胶,果胶具有降胆固醇和血糖、抗肿瘤、抗腹泻、治疗心血管疾病、维持肠道健康等功能,本文从柑橘皮中提取高酯果胶和低酯果胶,并制备了两种果胶低聚糖,经超滤将果胶低聚糖分为不同的组分,研究其对双歧杆菌的体外增殖作用及体外发酵产短链脂肪酸情况,初步评价了果胶的益生效果,为柑橘皮果胶开发为新型商业益生元提供依据,本文的主要研究结果如下:1.柑橘皮果胶的提取及其优化用酸水解,醇沉法提取果胶,采用响应面法对果胶的浸提pH、温度、时间和液固比进行优化,从而获得最佳的提取工艺。采用多元回归分析方法对数据进行拟合并进行统计学方差分析,得到最佳提取条件为:浸提pH=1.75,浸提时间88min,浸提温度83℃,固液比1:40。经验证,果胶提取率为22.01%,与预测值22.15%非常接近。果胶经TCA法脱蛋白和活性炭脱色,脱色率、蛋白去除率和果胶保留率分别为81.4%、65.7%和74.2%。经测定,柑橘皮果胶的酯化度为75.6%,属于高酯果胶。2.碱法脱酯制备低酯果胶及优化采用碱液催化脱酯法,对提取的柑橘皮高酯果胶进行脱酯,制备低酯果胶,采用正交法对碱法脱酯的时间,温度和pH进行优化,获得最佳脱酯工艺条件:脱酯时间110min, pH=9.5,脱酯温度40℃,方差分析表明pH对低酯果胶得率有显著的影响。在此条件下测得低酯果胶得率为81.33%,酯化度为30.15%。对高酯果胶和低酯果胶分别进行红外光谱分析,结果显示其具有果胶类物质的一般谱图特征,且脱酯后的果胶代表酯化及未酯化的吸收峰处的强度有明显的变化。3.果胶低聚糖的制备及超滤分级采用物理法在121℃的高温下处理30min,将高酯果胶、低酯果胶分别降解为果胶低聚糖。通过实验得到最佳的超滤条件为:果胶液浓度为1g/L、操作压力为0.020MPa,果胶液温度35℃。在最佳条件下将降解的果胶低聚糖分别过10kDa,5kDa和3kDa的超滤膜,得到6个不同分子量的果胶低聚糖组分(HMPOS1, HMPOS2, HMPOS3, LMPOS1, LMPOS2, LMPOS3),并对其基本理化性质进行了测定。结果显示经降解后的果胶酯化度有所降低;果胶的粘均分子量与超滤膜分子量相近;随着超滤次数增加,果胶的透光率和灰分含量降低,说明超滤对果胶起到了一定的纯化作用;红外光谱表明6个组分具有果胶类物质的一般谱图特征。4.果胶组分对双歧杆菌体外增殖作用考察了三种双歧杆菌生长的特性,并以高酯果胶(HM)、低酯果胶(LM)和超滤分离的六个果胶组分(HMPOS1, HMPOS2, HMPOS3, LMPOS1, LMPOS2, LMPOS3)为唯一碳源,进行双歧杆菌体外发酵实验,结果表明:低酯果胶各组分的益生效果优于对应的高酯果胶,且经过降解后,果胶的益生指标PI值有明显的提高,随着分子量的减小,益生效果越明显;且各个碳源培养基的发酵液的pH值均有明显降低,说明在双歧杆菌在发酵过程产生了酸性代谢产物。5.短链脂肪酸(SCFA)含量的测定采用高效液相色谱法(HPLC)研究了以高酯果胶(HM),低酯果胶(LM)及HMPOS1, HMPOS2, HMPOS3, LMPOS1, LMPOS2, LMPOS3为唯一碳源,三种双歧杆菌培养48h的短链脂肪酸产量。结果表明:双歧杆菌发酵各个果胶组分能产生短链脂肪酸,其产量均显著高于空白对照。果胶的酯化度和分子量对短链脂肪酸产量的影响显著,其中,低酯化度的果胶组分比相应的高酯化度果胶组分发酵产生更多短链脂肪酸;果胶低聚糖组分的产酸量显著高于未分解的果胶。三种双歧杆菌相比,青春双歧杆菌产酸量显著高于其他两种双歧杆菌,主要以乙酸为主。