江蘺殘渣高活性膳食纖維和羧甲基纖維素鈉的制備及性能研究.pdf

1、隨著近海清潔養(yǎng)殖的興起,魚、蝦、貝和藻立體生態(tài)養(yǎng)殖模式成為今后的發(fā)展方向,大型海藻--江蘺是立體生態(tài)養(yǎng)殖模式的主要藻類。江蘺可食用,主要還是用于提取瓊膠。目前,江籬提取瓊膠后的殘渣直接廢棄,污染環(huán)境。江籬殘渣中富含膳食纖維,是提取膳食纖維的優(yōu)質(zhì)原料。利用廢棄的殘渣提取膳食纖維或進(jìn)行其他高值化利用,不但可以解決環(huán)境污染問題,還可以變廢為寶,延長“立體養(yǎng)殖-江蘺-瓊膠”的產(chǎn)業(yè)鏈,提升我省高效綠色養(yǎng)殖和加工的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。本研究圍繞這一

2、目的展開,對殘渣的成分進(jìn)行了分析；通過正交試驗法,找到了江籬殘渣提取膳食纖維的較佳工藝條件,實現(xiàn)了膳食纖維白度的可控；探索了酶處理方法對膳食纖維理化性能的影響規(guī)律,找到了較優(yōu)的復(fù)合酶活化方法,提高了膳食纖維的性能；研究了從殘渣制備羧甲基纖維素鈉的較優(yōu)生產(chǎn)工藝,拓寬了殘渣的高值化利用范圍。主要結(jié)論如下:
　　 1、成分分析及漂白試驗。分析了新鮮江殘渣的成分構(gòu)成,測得其纖維素、半纖維素和木質(zhì)素的含量分別為:47.21％、18.5％和

3、9.9％,是膳食纖維的優(yōu)良原料；采用正交試驗實驗法,篩選出了殘渣提取膳食纖維堿性過氧化氫漂白的較佳工藝條件為:溫度=60℃,時間=3 h,pH=8.5,通過回歸分析,得到漂白劑H202濃度與膳食纖維白度的函數(shù)關(guān)系為:Y=30.85+8.96*X-1.2*X2(X∈(0,4)),R2=0.9951。
　　 2、江蘺殘渣膳食纖維的活化試驗。漂白后的江蘺殘渣膳食纖維經(jīng)過纖維素酶和木聚糖酶處理后,可以改善其膨脹力、持水力,持油力、表面結(jié)

4、構(gòu)等物理性能。研究結(jié)果表明:45 u/g纖維素酶和60 u/g木聚糖酶復(fù)合酶處理漂白膳食纖維可以使膳食纖維的可溶性膳食纖維含量(SDF)、持油能力(OBC)、膨脹力(SW)和持水力(WHC)分別增加:29％,26％,15％和14％,活化后的江蘺殘渣膳食纖維的膨脹力達(dá)到4.71mL/g,持水力648％,白度48.9％,功能性指標(biāo)超過西方國家麩皮膳食纖維的標(biāo)準(zhǔn)(膨脹力4mL/g、持水力400％)；通過掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn),復(fù)合酶改性后的膳食纖維

5、的表面結(jié)構(gòu)變得蓬松,有孔隙結(jié)構(gòu)出現(xiàn),可能是其物理性能改善的原因。
　　 3、重金屬清除試驗。研究了江蘺殘渣和其漂白后經(jīng)纖維素酶和木聚糖酶復(fù)合處理樣品對Pb2+、Cd2+的吸附條件,探討了pH、溫度、吸附時間、金屬離子初始濃度等因素對其吸附性能的影響。研究結(jié)果表明:殘渣粉末和經(jīng)過酶法活化的膳食纖維在pH7對Pb2+、Cd2+的吸附能力最強(qiáng),吸附率隨著Pb2+、Cd2+初始金屬離子濃度的增大而的降低。殘渣粉末和經(jīng)過酶法活化的膳食纖維

6、對Pb2+、Cd2+的吸附動力學(xué)和熱力學(xué)分別符合Lagergren方程二級吸附模型和Langmuir吸附方程；單一金屬溶液中殘渣粉末和經(jīng)過酶法活化的膳食纖維對Pb2+的吸附能力強(qiáng)于Cd2+。
　　 4、研究了殘渣粉末和經(jīng)過酶法活化的膳食纖維對亞硝酸鹽的吸附量分別為:91.4umol/g和107.7umol/g;體外模擬胃腸環(huán)境下,膳食纖維對有益金屬離子Ca2+、Mg2+具有束縛作用；紅外光譜研究表明,膳食纖維吸附作用的主要基團(tuán)是