石榴皮不溶性膳食纤维的提取、体外降血脂活性研究及咀嚼片制备

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石榴,是我国广泛种植的特色水果之一,石榴皮是石榴的果皮,约占到石榴总重的30%,富含多种天然活性成分。膳食纤维是平衡膳食结构的必须营养素之一,有利于人体肠道健康,维持机体血糖平衡、降低血脂和胆固醇,还可以控制体重,预防结肠癌、糖尿病,冠心病等。对于石榴皮中膳食纤维的研究还未见报道,本文对石榴皮中不溶性膳食纤维(pomegranate peel insoluble dietary fiber,PPIDF)的提取、理化特性、体外降血脂活性进行了研究,并以PPIDF为原料进行功能性咀嚼片的研发。主要的研究内容及结果如下:(1)选取碱法从石榴皮中提取不溶性膳食纤维,设定NaOH溶液浓度,液料比,提取时间,提取温度四个因素进行单因素试验,分析单因素试验结果,通过响应面法优化碱法提取PPIDF的工艺参数,得到最佳的提取条件为:NaOH溶液浓度为6%,液料比为24.4:1(mL/g),提取时间为51min,提取温度为60℃,在此条件下,提取得率为30.42±0.32%(n=3),与模型预测值误差0.39%。对提取出的PPIDF理化性质进行分析,其持水力和膨胀力分别为4.84 g/g、3.99 mL/g,表明PPIDF是一类活性相对较高的膳食纤维。(2)以上述方法提取的PPIDF为原料,模拟胃肠环境,进行体外降血脂活性研究。对油脂的吸附以对大豆油的吸附量来表示,发现PPIDF对大豆油的吸附量为1.32 g/g;PPIDF是通过与胆固醇胶束结合形成沉淀物来实现降脂目的,当添加量为150 mg时,结合能力达到最大,为4.44 mg/g。PPIDF对胆酸盐的体外吸附动力曲线表明,60 min为吸附胆酸盐最佳时间,此时PPIDF对甘氨胆酸钠、牛磺胆酸钠的结合率分别为36.58%、46.27%,结合量分别为1.423mg/g、1.99 mg/g;改变PPIDF的添加量,发现180mg是PPIDF的最佳添加量,与牛磺胆酸钠和甘氨胆酸钠结合量分别为2.82 mg/g和2.54 mg/g。在PPIDF添加量为180 mg、吸附时间60 min条件下,绘制等温曲线,并通过Freeundlich等温式对其进行拟合,描述PPIDF对胆酸盐的体外结合行为,显示PPIDF吸附胆酸盐不是其降血脂的主要机制。PPIDF对胰脂肪酶的半抑制量IC50=275.42 mg;对抑制作用类型进行初探发现PPIDF是先和底物乳液作用,导致底物乳液与胰脂肪酶的相互作用遭到阻碍,从而达到抑制脂肪酶活性的目的。通过Lineweaver-Burk图,发现PPIDF对胰脂肪酶的抑制作用属于竞争性抑制。PPIDF体外降血脂机制主要是通过与胆固醇胶束结合形成沉淀物和抑制胰脂肪酶活性来实现的。(3)利用碱法提取的PPIDF为原料,研制具有降血脂活性的功能性咀嚼片。最终配方为:膳食纤维35%、矫味剂26%、麦芽糊精20%、黄原胶15%、硬脂酸镁1%、食用酒精浓度50%,平均片重0.6305 g均硬度8.7095 kg,咀嚼片硬度适中、表面光滑、色泽均匀、酸甜可口。
摘要第3-5页
Abstract第5-6页
英文缩略语表第11-12页
第1章 绪论第12-24页
    1.1 石榴的概述第12-13页
        1.1.1 石榴在我国的分布和生产状况第12页
        1.1.2 石榴的营养价值第12页
        1.1.3 石榴皮的研究进展第12-13页
    1.2 膳食纤维概述第13-19页
        1.2.1 膳食纤维的定义第13-14页
        1.2.2 膳食纤维的分类第14-15页
        1.2.3 膳食纤维的构效关系第15页
        1.2.4 膳食纤维的理化特性第15-17页
            1.2.4.1 持水力和膨胀性第15-16页
            1.2.4.2 吸附作用第16页
            1.2.4.3 发酵特性第16页
            1.2.4.4 黏性作用第16页
            1.2.4.5 阳离子交换能力第16-17页
        1.2.5 膳食纤维的提取方法第17-19页
            1.2.5.1 粗分离法第17页
            1.2.5.2 化学法第17-18页
            1.2.5.3 酶法第18页
            1.2.5.4 酶-化学结合法第18页
            1.2.5.5 发酵法第18-19页
            1.2.5.6 膜分离法第19页
    1.3 体外降血脂机制第19-21页
        1.3.1 高血脂简介第19页
        1.3.2 体外降血脂途径第19-21页
            1.3.2.1 抑制脂肪酶第19-20页
            1.3.2.2 吸附胆酸盐第20页
            1.3.2.3 结合胆固醇胶束第20-21页
    1.4 本课题立题背景、研究内容及研究意义第21-24页
        1.4.1 立题背景及意义第21页
        1.4.2 研究内容及技术路线第21-24页
            1.4.2.1 研究内容第21-22页
            1.4.2.2 技术路线图第22-24页
第2章 响应面法优化石榴皮中不溶性膳食纤维提取工艺第24-36页
    2.1 引言第24页
    2.2 试验材料与仪器第24页
        2.2.1 试验材料与试剂第24页
        2.2.2 试验仪器第24页
    2.3 试验方法第24-26页
        2.3.1 石榴皮不溶性膳食纤维提取第25页
        2.3.2 单因素试验第25页
        2.3.3 响应面法优化试验第25页
        2.3.4 石榴皮不溶性膳食纤维的提取得率第25-26页
        2.3.5 理化指标的测定第26页
            2.3.5.1 持水力的测定第26页
            2.3.5.2 膨胀力测定第26页
        2.3.6 试验统计与分析第26页
    2.4 结果分析第26-34页
        2.4.1 单因素试验第26-28页
        2.4.2 响应面法优化试验结果第28-34页
        2.4.3 工艺优化与验证实验第34页
        2.4.4 理化指标测定结果第34页
    2.5 本章小结第34-36页
第3章 石榴皮不溶性膳食纤维体外降脂活性研究第36-50页
    3.1 引言第36页
    3.2 试验材料与仪器第36-37页
        3.2.1 试验材料与试剂第36-37页
        3.2.2 试验仪器第37页
    3.3 试验方法第37-41页
        3.3.1 石榴皮不溶性膳食纤维对油脂吸附作用的测定第37页
        3.3.2 石榴皮不溶性膳食纤维对胆固醇胶束吸附作用的测定第37页
        3.3.3 石榴皮不溶性膳食纤维对胆酸钠吸附作用的测定第37-39页
            3.3.3.1 胆酸盐检测及标准曲线绘制第38页
            3.3.3.2 体外结合胆酸盐实验第38页
            3.3.3.3 胆酸盐含量的比色测定第38页
            3.3.3.4 石榴皮不溶性膳食纤维对胆酸盐吸附动力学第38-39页
            3.3.3.5 石榴皮不溶性膳食纤维添加量对胆酸盐结合能力的影响第39页
            3.3.3.6 石榴皮不溶性膳食纤维对胆酸盐的等温吸附曲线第39页
        3.3.4 石榴皮不溶性膳食纤维对胰脂肪酶抑制作用的测定第39-41页
            3.3.4.1 试验原理第39-40页
            3.3.4.2 胰脂肪酶活性测定第40页
            3.3.4.3 胰脂肪酶抑制率的测定第40页
            3.3.4.4 石榴皮不溶性膳食纤维添加量对胰脂肪酶的抑制率测定第40-41页
            3.3.4.5 抑制作用类型初探第41页
        3.3.5 试验统计与分析第41页
    3.4 结果分析第41-49页
        3.4.1 石榴皮不溶性膳食纤维对油脂吸附结果第41-42页
        3.4.2 石榴皮不溶性膳食纤维对胆固醇胶束吸附作用第42页
        3.4.3 石榴皮不溶性膳食纤维对胆酸钠吸附作用的测定第42-46页
            3.4.3.1 胆酸盐溶液全波长扫描图和标准曲线第42-43页
            3.4.3.2 胆酸盐吸附动力学第43-44页
            3.3.4.3 石榴皮不溶性膳食纤维添加量对胆酸盐结合能力的影响第44-45页
            3.3.4.4 石榴皮不溶性膳食纤维对胆酸盐的等温吸附曲线第45-46页
        3.4.4 石榴皮不溶性膳食纤维对胰脂肪酶抑制作用的测定结果第46-49页
            3.4.4.1 石榴皮不溶性膳食纤维添加量对胰脂肪酶的抑制率测定第46-47页
            3.4.4.2 抑制作用类型初探结果第47-49页
    3.5 本章小结第49-50页
第4章 石榴皮不溶性膳食纤维咀嚼片的研制第50-60页
    4.1 引言第50页
    4.2 试验材料与仪器第50-51页
        4.2.1 试验材料与试剂第50页
        4.2.2 试验仪器第50-51页
    4.3 试验方法第51-54页
        4.3.1 石榴皮不溶性膳食纤维咀嚼片的制备方法第51页
        4.3.2 操作要点第51-52页
        4.3.3 单因素试验第52-54页
            4.3.3.1 膳食纤维添加量的确定第52页
            4.3.3.2 矫味剂的确定第52页
            4.3.3.3 填充剂的确定第52-53页
            4.3.3.4 润湿剂的确定第53页
            4.3.3.5 润滑剂的确定第53-54页
        4.3.4 硬度测定第54页
        4.3.5 重量差异测定第54页
        4.3.6 试验统计与分析第54页
    4.4 结果分析第54-59页
        4.4.1 原料添加量的确定第54-55页
        4.4.2 矫味剂的确定第55页
        4.4.3 填充剂的确定第55-57页
        4.4.4 润滑剂的确定第57页
        4.4.5 片剂产品质量检查及硬度的测定第57-59页
    4.5 本章小结第59-60页
第5章 结论与展望第60-62页
    5.1 结论第60-61页
    5.2 展望第61-62页
参考文献第62-70页
致谢第70-72页
攻读学位期间的研究成果第72页
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