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创建时间:04-06

α-淀粉酶水解米粉的工艺条件优化

 

目 录 

1    绪论    1
  1.1 实验目的及意义    1
  1.2 实验研究条件    1
1.2.1 实验研究场地    2
     1.2.2 实验用酶介绍    2
     1.3 毕业设计内容概述    3
2   实验部分    4
  2.1 实验材料与仪器    4
  2.2 实验原理    4
  2.3 实验方法.......................................................5
     2.3.1 加工工艺    5
     2.3.2 DE值的测定方法    5
     2.3.3 α-淀粉酶发挥活力最佳条件的确定    6
2.3.4 灭酶温度的确定    8    
     2.3.5 淀粉的消化特性    9
3. 结果与讨论    11
  3.1  DNS法确定显色时间........................................... 11
  3.2 葡萄糖含量与吸光度的关系......................................11
  3.3 还原糖含量与DE值  ...........................................11
  3.4 酶解条件的确定................................................12
     3.4.1.定性确定酶活力与温度,PH的关系 .. .......................12
     3.4.2.定量确定酶解大米粉的最佳条件.............................12 
  3.5 正交实验确定最佳酶解条件......................................14
  3.6 灭酶温度的确定............................................... 15
     3.6.1 定性方法确定灭酶温度.................................... 15
     3.6.2 定量方法确定灭酶温度.................................... 16
  3.7  测定和提高产品消化吸收率.....................................16
3.7.1  测定产品消化吸收率.......................................... 16
     3.7.2 提高产品消化吸收率 ......................................17
4 结论   ...........................................................17
5 总结与展望 .......................................................18  
致 谢 ..............................................................19
参考文献............................................................20
   
 

 
1 绪论
1.1 实验目的及意义
婴儿营养米粉是一种根据婴儿生长发育的营养需要而研制的一种以大米为主要原料的婴儿断奶期补充食品。婴儿出生时从母体内带来的铁等重要营养物质到6个月前后已经消耗殆尽,所以在婴儿4个月左右时,就要开始喂第一种固体食物,以配合生长发育所需。科学研究发现,大米是谷类食品中最不容易引起过敏的食物,而且易于消化吸收,所以专家认为米粉是婴儿首选的辅助食品。我国每年大约有2000万新生儿出生,对婴儿营养米粉的需求量很大,婴儿营养米粉的研究开发具有广阔的市场前景,但传统工艺生产米粉存在着冲调时用水量大,不易搅拌均匀,有团块,入口后黏度较大,不利于婴儿进食等质量缺陷。如何优化传统的米粉生产工艺,研制出更适合婴儿成长发育的米粉,解决上述质量缺陷是研究人员近年来一直努力的方向。
本文针对米粉传统生产工艺的缺陷,采用酶解技术,通过将组成婴儿营养米粉的主要成分―淀粉部分水解成糊精和低聚糖,去解决米粉冲调时用水量大,团块多,米粉糊黏度大,不利于婴儿进食等缺陷,且使米粉口感更加细腻,更有利于婴儿的消化吸收。
通过与生产实际的接触,使我能够将学校里所学的理论知识与生产实际结合起来,提高自己对生物工程技术及实际应用生物技术的了解,加深对所学的理论知识的理解。同时巩固已学过的专业基础和专业理论知识,并通过自己在实习各阶段的具体情况,培养和提高自己发现问题和解决问题的能力,也可以通过这次毕业设计并培养良好的品德和严守纪律的作风及独立工作及与人合作的能力。
  1.2 实验研究条件
  1.2.1 实验研究场地
    本次毕业设计在浙江科技学院生物与化学工程学院的实验室中进行,但实验使用的α-淀粉酶以及大米粉等实验原料均来自于浙江贝因美科工贸股份有限公司。
    生物与化学工程学院是浙江科技学院最早建立的学科院系之一,自1980年浙江大学附属杭州工业专科学校化工系创办以来,依托浙江大学的教学和科研紧密纽带关系和20余年中德合作办学,秉承浙江大学“求是”精神和办学理念,借鉴德国应用科学大学(FH)高等工程教育办学经验,在27年的发展历程中,倡导科学精神,培植人文素养,孕育和谐心灵,激发创新思维,凝练和培育了“科学、人文、和谐、创新”生化学院文化和精神。
    生化学院拥有省财政资助高校实验室重点项目“生物化学工程技术实验室”、省财政资助高校实验室项目“基础化学化工实验室”,设有生化学院实验中心,下设7个基础和专业建制实验室。实验室总面积3698平方米,配备有荧光光谱、高效液相色谱、气相色谱、紫外可见分光光度计、红外光谱、原子吸收等大型仪器设备。
    浙江贝因美科工贸股份有限公司初创于1992年,坐落于西子湖畔的杭州高新技术开发区内,是一家致力于婴幼儿食品研究、生产的专业公司,中国婴幼儿著名品牌,中国婴童业颇具规模企业之一。贝因美以可持续经营发展战略为根本经营战略,以更快、更好、更省的原则形成具有高度竞争力的自组织优化的经营系统,并以科工贸一体化这一国际企业普遍采用的低成本有效经营模式,即以贝因美品牌为旗帜,以营销和技术优势为主导,对相关的合适企业实施经营要素优化组合,按照合理的产业分工和互惠互利的原则,实行低成本的开发生产营销一体化整合,占领目标市场,同时运用同心多元化战略,集团化经营战略和知识化经营战略,使公司降低经营风险和经营成本,实现可持续经营发展。
公司产品包括婴幼儿奶粉、米粉、葡萄糖、磨牙饼干到成人奶粉、蜂蜜等一系列健康食品。作为中国专业的婴童食品制造商,贝因美自主研发生产的贝因美系列婴幼儿食品,已全面涵盖代乳品、断奶期食品和辅助食品三大类,共计100多个品种。主导产品为婴幼儿营养米粉系列,并且专为中国宝宝研制,更适合中国宝宝体质。十几年的孜孜以求,“贝因美”已然在消费者心中树立了“育婴专家”品牌地位,现已成为华东地区最大的断奶期食品生产基地与研发中心之一。目前是中国华东地区最大的断奶期食品生产基地,中国三大婴幼儿基本营养食品专业生产企业之一。目前产品已覆盖全国市场。并在上海、南京、杭州等地设立了直属分公司(经营机构)以及贝因美儿童营养咨询中心。 
1.2.2 实验用酶介绍
  淀粉酶广泛存在于动物、植物和微生物中,是一类用途十分广泛的酶,食品工业、酿造、发酵、纺织品工业和医药行业都经常使用,尤其在淀粉加工业中,微生物淀粉酶更是应用广泛并已成功取代了化学降解法;同时,它们也可以应用于制药和精细化工等行业。
    淀粉在生物体内是作为能源和碳链骨架的来源,植物和光合微生物如蓝藻、真菌等可直接利用光合作用合成并把它储存在体内,动物和非光合微生物,如细菌,只能利用现成的淀粉。为了利用淀粉,生物必须具有能催化 α-1、4糖苷键的淀粉酶(amylase)[1,2]。α-淀粉酶(EC.3.2.1.1)作用淀粉时可从分子内部切开α-1、4糖苷键,而生成小分子糊精和还原糖,产物末端葡萄糖残基碳原子为α-构型,故称为α-淀粉酶。α-淀粉酶不能切开支链淀粉分支点的α-1、6键,也不能切开α-1、6键附近的α-1、4键,水解产物中除了葡萄糖和还原糖外,残留α-1、6键极限糊精和含四个以上葡糖残基的低聚糖。
    依α-淀粉酶产物不同可将它们分为糖化型和液化型两种。液化型淀粉酶:液化型淀粉酶(又称α-淀粉酶)可以任意分解淀粉的α-1,4糖苷键,而不能分解α-1,6糖苷键。淀粉经该酶作用的最终产物为糊精、麦芽糖和少量葡萄糖,使淀粉的碘反应消失。由于这种酶能使淀粉表现为液化,淀粉粘度急速下降,故称液化酶,又由于生成的麦芽糖在光学上是α型,所以又称为α-淀粉酶。α-淀粉酶是一种分泌型胞外酶,此酶以Ca2+为稳定因子。α-淀粉酶的种类不同其酶学性质也不相同,比如:高温α-淀粉酶、中温α-淀粉酶、低温α-淀粉酶的最适温度不同,酸性α-淀粉酶、碱性α-淀粉酶的最适pH也不同。                                                                                                                 
    糖化型淀粉酶:这类酶又可细分为好几种,其共同特点将淀粉水解为麦芽糖或葡萄糖,故称为糖化型淀粉酶。主要种类有:①β-淀粉酶(淀粉1,4-麦芽糖苷酶)主要存在于高等植物中,只有极少量在微生物中能找到,

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