菊芋饼干加工工艺及品质分析

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菊芋(Helianthus tuberosus L),向日葵属的多年生草本植物,其茎块中富含菊糖(inulin)。菊糖属于一种低热量的多糖,具有促进肠道有益菌的生长、维持肠道的生态平衡,防治便秘、预防胃肠道疾病的发生、增强免疫力、降低血脂和减肥等功效,近些年来在医疗和食品领域作为重要的原料得到广泛应用。但目前菊芋深加工程度不足导致菊芋附加值低;同时传统饼干面临着高血糖生成指数产品的窘境,这既不符合居民的膳食营养和健康理念,也不利于饼干企业的竞争生存发展。本论文旨在将菊芋作为饼干的主要制作原料之一,以此近一步提升菊芋附加值,研制一款符合现代人消费需求的饼干。本论文主要研究内容及结论如下:1.在预实验的基础上初步确定饼干烘烤的面火温度160℃,底火温度130℃,烘烤时间18 min,选取菊芋全粉添加量、黄油玉米油(1:1)添加量、木糖醇添加量为考察因素,以硬度、脆度、咀嚼性、韧性、感官评分为指标,结合主成分分析进行三因素三水平的响应面优化试验,得到饼干的最佳配方为:以每100 g低筋小麦粉为基准,菊芋全粉添加量12%、黄油玉米油(1:1)含量30%、木糖醇添加量20%、低脂牛奶含量25 m L、小苏打添加量2%。制得的饼干色泽可人,香气怡人,咸甜适中,口感香脆不油腻。2.在菊芋饼干最优配方条件下,选取饼干烘烤的面火、底火、烘烤时间为考察因素,以感官评分作为考察指标,确定菊芋饼干烘烤工艺的最佳参数为:烘烤温度为上火160℃、下火130℃,烘烤时间为16min。在最佳配方和最佳工艺条件下对饼干进行主要营养成分的测定。其主要营养成分的含量分别如下:蛋白质8.49%、膳食纤维7.86%、脂肪24.44%、水分1.60%、灰分1.70%。在该配方下制备的菊芋饼干具有菊芋的独特香味,能值和脂肪含量均比普通市售的同类型饼干低,其能值为1931KJ(每100g菊芋饼干)。并且富含膳食纤维,是一款色香味均佳的薄脆饼干。3.通过比较不同菊芋全粉添加量的饼干体外模拟口腔、胃肠道消化以及小肠吸收三个阶段的抗氧化性的强弱,对菊芋饼干的抗氧化性进行评估。实验结果表明同一菊芋全粉添加量的饼干在不同的体外模拟消化阶段饼干的抗氧化性:口腔>胃肠道>小肠,这主要是由于在这个过程中饼干中的活性物质在不断的被消耗。因此抗氧化活性呈现逐渐降低的变化趋势。在相同的体外模拟消化阶段饼干的抗氧化性随着菊芋全粉添加量的增加而逐渐增大。这表明菊芋全粉中的活性物质会在口腔和胃肠道消化的过程中逐步释放出来,说明在饼干中添加富含活性的菊芋全粉有助于提升饼干的抗氧化活性。4.采用Eylnst体外测定法,使用猪膜a-淀粉酶和糖化酶混合酶模拟体内环境水解菊芋饼干样品,研究不同菊芋全粉添加量对饼干淀粉消化特性的影响,通过分析三种不同消化淀粉的含量、淀粉水解曲线及利用一级动力学模拟方程预测饼干血糖生成指数,综合评价菊芋饼干的慢消化功能特性。结果表明,随着菊芋全粉添加量的增加,快消化淀粉含量从41%减少至23%;慢消化淀粉含量从14%増加至23%;水解平衡速率减缓至25%;饼干血糖生成指数GI值由75(属高血糖生成指数食品)显著降至最低值54(属低等血糖生成指数食品)。在最优配方条件下制得的饼干其血糖生成指数为62,属中等血糖生成指数食品。因此,本文研制的菊芋饼干不仅口感独特,而且具有良好的慢消化特性。是一款符合现代人消费需求且老少皆宜的薄脆饼干。
摘要第4-6页
Abstract第6-8页
1 绪论第12-20页
    1.1 菊芋的研究进展第12-14页
        1.1.1 菊芋的概况第12页
        1.1.2 菊芋的种植现状及发展趋势第12页
        1.1.3 菊糖的生物活性及其应用第12-13页
        1.1.4 菊芋食品的开发现状第13-14页
    1.2 饼干的现状及发展第14-17页
        1.2.1 饼干的现状第14-15页
        1.2.2 饼干的分类第15-16页
        1.2.3 饼干的未来发展第16-17页
    1.3 消化对食品抗氧化品质的影响第17页
    1.4 淀粉消化特性的研究进展第17-19页
        1.4.1 Englyst法淀粉分类第17-18页
        1.4.2 食品血糖生成指数第18页
        1.4.3 慢消化淀粉的测定方法第18-19页
        1.4.4 慢消化淀粉的功能特性研究进展第19页
    1.5 本研究的目的和意义第19-20页
2 响应面-主成分分析法优化低糖菊芋饼干配方第20-34页
    2.1 材料与方法第20-24页
        2.1.1 材料与试剂第20-21页
        2.1.2 主要仪器第21页
        2.1.3 试验方法第21-24页
    2.2 结果与分析第24-33页
        2.2.1 菊芋全粉添加量对饼干感官和质构特性的影响第24-25页
        2.2.2 黄油添加量对饼干感官和质构特性的影响第25-26页
        2.2.3 木糖醇添加量对饼干感官和质构特性的影响第26-27页
        2.2.4 厚度对饼干感官和质构特性的影响第27页
        2.2.5 黄油玉米油比例对饼干感官和质构特性的影响第27-28页
        2.2.6 响应面试验结果第28页
        2.2.7 菊芋饼干主成分分析第28-30页
        2.2.8 菊芋饼干配方的响应面分析第30-32页
        2.2.9 验证试验第32-33页
    2.3 小结第33-34页
3 菊芋饼干的烘烤工艺条件的确定与营养成分的测定第34-41页
    3.1 材料与方法第34-37页
        3.1.1 材料与试剂第34页
        3.1.2 主要仪器第34-35页
        3.1.3 试验方法第35-37页
    3.2 结果与分析第37-39页
        3.2.1 烘培温度及烘烤时间的确定第37-38页
        3.2.2 菊芋饼干营养成分的测定结果第38-39页
    3.3 本章小结第39-41页
        3.3.1 菊芋饼干烘烤工艺的确定第39-40页
        3.3.2 菊芋饼干营养成分测定第40-41页
4 菊芋饼干体外模拟消化后抗氧化能力研究第41-48页
    4.1 材料与方法第41-44页
        4.1.1 材料与试剂第41-42页
        4.1.2 仪器与设备第42页
        4.1.3 试验方法第42-44页
            4.1.3.5 总抗氧化能力FRAP值的测定第43-44页
    4.2 结果与分析第44-47页
        4.2.1 总还原力测定第44页
        4.2.2 ABTS+·清除能力测定第44-46页
        4.2.3 总抗氧化能力FRAP值的测定第46页
        4.2.4 讨论第46-47页
    4.3 本章小结第47-48页
5 菊芋饼干淀粉消化特性的研究第48-56页
    5.1 材料与方法第48-51页
        5.1.1 材料第48页
        5.1.2 主要仪器第48页
        5.1.3 试验方法第48-51页
    5.2 结果与分析第51-55页
        5.2.1 不同菊芋全粉添加量菊芋饼干中RDS、SDS及RS含量变化第51-54页
        5.2.2 淀粉的体外消化速率第54页
        5.2.3 淀粉酶水解动力学模型拟合结果及血糖指数的预测第54-55页
    5.3 本章小结第55-56页
6 全文结论及创新性说明第56-58页
    6.1 结论第56-57页
    6.2 创新点第57-58页
致谢第58-60页
攻读学位期间发表的论文第60-61页
参考文献第61-65页
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