高压均质和胶体磨改性对油橄榄果渣水不溶性膳食纤维性能
2019-01-06 16:56:35
膳食纤维作为七大营养素之一，又被称作“肠道清道夫”，具有预防肥胖、促进肠道蠕动、预防肠胃疾病和心血管疾病等生理功能。
水不溶性膳食纤维是一类不溶于水的膳食纤维，主要有纤维素、部分半纤维素和木质素等。通过适当改性手段处理膳食纤维，可以改变部分组成聚合物的化学结构与相对含量，有助于提高膳食纤维的生理功能。对膳食纤维进行改性，提高膳食纤维的品质和生理功能已成为众多学者深入研究的重点，目前膳食纤维的改性方法主要有化学处理、物理机械处理和生物改性等。
高压均质和胶体磨是２种较好的物理改性手段。在高压作用下，物料快速通过高压均质机的均质腔，受到高速剪切、高频振荡、空穴效应和对流撞击等机械力作用和相应的热效应，使物料大分子的物理、化学及结构性质发生变化。胶体磨是一种微湿粉碎加工设备，物料通过剪切、碾磨、高频振动而被粉碎。黄素雅等采用高静压和高压均质对豆渣IDF进行改性，２种改性方式均能不同程度地改善膳食纤维的理化性质，提高产品品质。陶姝颖等采用微粉碎和挤压微粉碎技术对葡萄皮渣膳食纤维进行改性处理，均显著地改变了其理化性质如持水力、膨胀力等。张根生等通过胶体磨对马铃薯渣不溶性膳食纤维进行湿法微粉碎改性，使其不再具有粗糙的颗粒感，提高其功能特性。
油橄榄果渣是油橄榄鲜果榨油后产生的残渣，目前多被用作饲料、肥料或者直接丢弃，造成了极大的资源浪费和环境污染。油橄榄果渣IDF中富含纤维素、半纤维素和木质素等多种营养成分，是一种较好的膳食纤维。本研究以油橄榄果渣IDF为原料，分别采用高压均质机和胶体磨对其进行物理改性，并比较改性前后IDF的微观形态、粒径分布、官能团组成及结晶结构，比较其持水力、膨胀力、持油力、体外吸附NO２－和重金属CD２＋等功能特性，以期进一步提高油橄榄果渣IDF的功能特性，扩大油橄榄果渣的产业链。
实验仪器
微射流纳米均质机：NanoDeBEE30-4，美国BEE公司；胶体磨：JMS-50型，廊坊市冠通机械有限公司；扫描电子显微镜：3400-l型，日本日立公司；激光粒度分析仪：MS2000E型，英国Malvern公司；Ｘ射线衍射仪：D8F0CUS型，德国Bruker公司；傅里叶变换红外光谱仪：MAGNA-lR550型，美国Thermo Electron公司；电感耦合等离子体发射光谱：OPTLMA700型，美国PE公司。
实验材料
油橄榄果渣 IDF：主要成分为纤维素（50.23%）、半纤维素（13.73%）、木质素（24.46%）、蛋白质（2.18%）和水分（4.92%）；植物油：食用级，山东鲁花基团有限公司；亚硝酸钠：分析纯，南京化学试剂有限公司；盐酸奈乙二胺、对氨基苯磺酸：分析纯，阿拉丁（上海）有限公司；硫酸镉：分析纯，成都市科龙化工试剂厂。
方法与结果
高压均质油橄榄果渣IDF的制备：将油橄榄果渣IDF按1:30（g/ml）的料液比加入水，搅拌均匀，经高压均质机在130MPa压力下均质4次后，400r/min离心过滤得滤渣，将滤渣在50℃下热风干燥至质量恒定，粉碎过60目筛，所得产品密封贮存于阴凉干燥处以备用。
胶体磨油橄榄果渣IDF的制备:将油橄榄果渣IDF按1：30（g/ml）的料液比加入水，搅拌均匀，经胶体磨粉碎2h后，4000r/min离心过滤得滤渣，将滤渣在50℃下热风干燥至质量恒定，粉碎过60目筛，所得产品密封贮存于阴凉干燥处备用。微观形态观察:将IDF、高压均质IDF和胶体磨IDF分别经黏台、喷金等步骤后直接于扫描电子显微镜下观察。
粒度分析:以水为分散剂，将IDF、高压均质IDF和胶体磨IDF分别配制成溶液，采用激光粒度分析仪测定３种样品的粒度分布状况及比表面积。
高压均质改性处理后IDF的结构更加疏松，出现较多的裂缝和空腔，其粒度分布比IDF更窄，且平均粒径显著减小（为22.85μｍ），比表面积增大。经过胶体磨改性处理后IDF的结构也更加疏松，且部分出现断裂和破碎，其粒度分布也比IDF更窄，平均粒径减小（为79.52μｍ），比表面积增大。高压均质和胶体磨改性处理均对IDF的官能团没有影响，仍保持原有的基本化学结构。高压均质和胶体磨改性处理对IDF的结晶结构和结晶度并无影响，都表现出纤维素Ｉ型的特征衍射峰,高压均质改性处理对IDF的水合性能影响较大，与未处理的IDF相比，其持水力、膨胀力和持油力分别提高了31.70%，78.87%，38.92%，对NO２－的吸附能力并无明显增加，对重金属Cd２＋的吸附能力提高了7.53%。胶体磨改性处理的IDF的水合性能也有所提高，与未处理的IDF相比，其持水力、膨胀力和持油力分别提高了19.93%，47.94%，32.97%，对NO２－的吸附能力增加了8.20%，对重金属Cd２＋的吸附能力并无明显增加。高压均质和胶体磨处理均是一种较好的物理改性方式,不会破坏IDF的化学结构和结晶结构，提高了IDF的理化性质和生理功能。
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高压均质和胶体磨改性对油橄榄果渣水不溶性膳食纤维性能的影响_丁莎莎.pdf |
