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《黑龙江八一农垦大学》 2017年
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小米糠膳食纤维结构分析及体外抑制α-葡萄糖苷酶活性研究

康丽君  
【摘要】:为了研究小米糠水溶性膳食纤维(Soluble dietary fiber,SDF)的改性方法、结构特征及对α-葡萄糖苷酶活性的体外抑制作用。本文以红谷小米糠为实验材料,对其进行气爆预处理,利用超声-微波协同法和酶法对气爆预处理的小米糠膳食纤维进行改性,以提高小米糠SDF的得率,并利用响应面法优化其工艺条件,同时借助扫描电镜、凝胶色谱-示差-多角度激光光散射(GPC-RI-MALS)、X射线衍射、红外光谱和离子色谱分析方法对改性前后小米糠膳食纤维的结构进行研究。通过建立α-葡萄糖苷酶抑制剂模型,研究脱脂小米糠SDF和改性小米糠SDF对α-葡萄糖苷酶活性的体外抑制作用。结果表明:(1)气爆条件设定为压力1.0 MPa、时间90 s,超声-微波协同法改性的最优工艺参数为微波功率535 W、料液比1:50(g/m L)、超声-微波协同时间57 min,SDF含量达到10.841%。酶法改性的最优工艺参数为酶添加量5.94%,温度56℃,p H4.65,时间3 h,SDF含量为10.507%。(2)扫描电镜结果显示,改性小米糠SDF的颗粒表面变得粗糙,疏松多孔,由小颗粒聚集而成。GPC-RI-MALS分析表明,改性前后小米糠SDF的分子量分布较广,从重均分子量角度分析,改性小米糠SDF的分子量变小。X射线衍射分析表明,改性小米糠不溶性膳食纤维(Insoluble dietary fiber,IDF)的结晶度升高,表明改性小米糠IDF中非结晶区有部分降解,并且转化为SDF。红外光谱分析表明,改性小米糠SDF和IDF的化学官能团变化不大,并且有明显的糖类特征吸收峰。离子色谱结果显示,改性前后小米糠SDF都含有阿拉伯糖、半乳糖、葡萄糖、木糖、甘露糖、果糖,但两者在含量上存在差异。(3)小米糠SDF对α-葡萄糖苷酶活性的抑制试验表明,脱脂小米糠SDF对α-葡萄糖苷酶活性的抑制曲线方程为:y=26.36499×ln(x+15.62773),R2=0.90282,IC50值为2.934 mg/m L;改性小米糠SDF对α-葡萄糖苷酶活性的抑制曲线方程为:y=29.77759×ln(x+13.89089),R2=0.93047,IC50值为0.415 mg/m L。综上所述,超声-微波协同法相比于酶法更适合于小米糠膳食纤维的改性。本实验研究了改性前后小米糠膳食纤维的结构,确定了小米糠膳食纤维的超微结构、分子量分布、晶型、化学官能团组成、单糖组成及含量,对比分析了改性前后小米糠膳食纤维的结构变化。体外试验表明,改性前后小米糠SDF对α-葡萄糖苷酶活性均有抑制作用,其中改性小米糠SDF抑制α-葡萄糖苷酶活性的作用较强。
【关键词】:水溶性膳食纤维 气爆 改性 结构分析 α-葡萄糖苷酶 抑制作用
【学位授予单位】:黑龙江八一农垦大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TS210.9;TS201.4
【目录】:
  • 摘要9-10
  • 英文摘要10-12
  • 1 前言12-22
  • 1.1 国内外研究现状12-18
  • 1.1.1 小米糠简介12
  • 1.1.2 膳食纤维简介12
  • 1.1.3 膳食纤维改性方法12-15
  • 1.1.4 膳食纤维结构分析15-16
  • 1.1.5 膳食纤维降血糖活性16-18
  • 1.2 选题背景18
  • 1.3 研究目的和意义18-19
  • 1.4 研究内容和方法19-22
  • 1.4.1 主要研究内容19-20
  • 1.4.2 技术路线20-22
  • 2 材料与方法22-30
  • 2.1 材料22-23
  • 2.1.1 主要材料和试剂22-23
  • 2.1.2 主要仪器设备23
  • 2.2 方法23-30
  • 2.2.1 小米糠膳食纤维改性工艺条件的研究方法23-26
  • 2.2.2 改性前后小米糠膳食纤维结构分析的研究方法26-27
  • 2.2.3 小米糠SDF体外抑制α-葡萄糖苷酶活性的研究方法27-30
  • 3 结果与分析30-54
  • 3.1 小米糠膳食纤维改性工艺条件的结果与分析30-42
  • 3.1.1 小米糠最佳气爆条件的确定30
  • 3.1.2 超声-微波协同改性小米糠膳食纤维工艺的单因素试验分析30-32
  • 3.1.3 响应面优化超声-微波协同法改性小米糠膳食纤维工艺的试验结果与分析32-36
  • 3.1.4 酶法改性小米糠膳食纤维工艺的单因素试验分析36-38
  • 3.1.5 响应面优化酶法改性小米糠膳食纤维工艺的试验结果与分析38-42
  • 3.2 改性前后小米糠膳食纤维结构表征的结果与分析42-52
  • 3.2.1 改性前后小米糠SDF的超微结构观察结果42-44
  • 3.2.2 改性前后小米糠SDF的分子质量分布结果44-45
  • 3.2.3 改性前后小米糠IDF的X射线衍射测试结果45-46
  • 3.2.4 改性前后小米糠SDF、IDF的红外光谱分析结果46-49
  • 3.2.5 改性前后小米糠SDF的单糖组成分析结果49-52
  • 3.3 小米糠SDF体外抑制α-葡萄糖苷酶活性的结果与分析52-54
  • 3.3.1 小米糠SDF对α-葡萄糖苷酶活性的的影响52-54
  • 4 讨论54-56
  • 4.1 小米糠膳食纤维的改性方法54
  • 4.2 小米糠膳食纤维的结构分析54-55
  • 4.3 小米糠水溶性膳食纤维对 α-葡萄糖苷酶活性的抑制作用55-56
  • 5 结论56-58
  • 5.1 结论56-57
  • 5.1.1 小米糠膳食纤维的改性方法56
  • 5.1.2 小米糠膳食纤维的结构分析56
  • 5.1.3 小米糠水溶性膳食纤维对 α-葡萄糖苷酶活性的抑制作用56-57
  • 5.2 创新点及建议57-58
  • 参考文献58-66
  • 致谢66-67
  • 个人简历67

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