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华中农业大学楚天学院毕业论文（设计）开题报告书课题题目山药皮膳食纤维的制备工艺学生姓名梅彬专业班级食品安全与检测0905指导教师胥钦职称/学位助教/硕士目的及意义（含国内外的研究现状分析）：山药为薯蓣科年生宿根蔓性草本植物的地下块茎，又名白苕、土薯、大薯、薯药。山药在中国草药医学中又称为淮山药，味甜性甘，不热不燥，有补脾气、益胃阴，补肾益肺的功效。山药是热带和亚热带地区的主要食用作物之一，1984年全世界每年的产量大约在2000万吨左右1998年全球山药产量约为3000万吨。而到2005年，仅全球第一大山药产出国尼日利亚产量就达到2700万吨。自古以来我国就有山药种植的传统习惯，山药是我国著名的中药材之一。近年来山药作为保健功能食品风靡国内外，我国已将山药列入药食两用植物名录。山药活性成分及药理研究引起医药及食品行业科研人员的高度关注。据美国营养学家研究山药的块茎中含有尿囊素，这是一种细胞再生素，可以加速人体骨组织愈合的进程。山药的根茎在中国传统草药学中是“八宝药草”其中之一，对于甲状腺机能亢进和糖尿病症有一定的治疗作用。同时，山药的块茎可以清除体内寄生虫、促进肠胃消化，具有温和滋补的功效。山药作为内服中药被广泛用于治疗体乏无力，减肥，食欲不振，消化不良，慢性腹泻，哮喘，干咳，尿频尿急，糖尿病和情绪不稳定等多种病症。作为外用药，山药被用于治疗溃疡，烫伤和脓肿等。山药块茎在秋天成熟收获之后，可以直接使用或者烘干后备用。山药叶汁对蛇咬伤和毒蝎蛰伤也有奇效。膳食纤维指的是食物中不能被人体内源酶消化吸收的植物细胞、多糖、木质素以及其它物质的总和，包括食物中大量组成成分如纤维素、半纤维素、木质素、胶质、改性纤维素、粘质、寡糖、果胶以及其它小量组成成分如蜡质、角质、软木质。由于它不能被人体消化吸收，又给人以粗糙的口感，过去较少受到重视。但随着因“食而厌精”的饮食所导致的现代“文明病”的出现和营养科学的发展，膳食纤维的生理作用已越来越广泛地被人们所认识和重视，被誉为“第七大营养素”。近年来国际食品结构朝着纤维食品的方向调整，膳食纤维类食品日益受到消费者的欢迎。美、英、德、法已形成一定的产业规模，在欧美，高纤维类食品的年销售量已超过300亿美元，日本、美国的消费需求每年以10%的速度增长。因此，研究开发膳食纤维对提高我国人民的健康水平具有非常重要的现实意义。山药皮中的膳食纤维是目前公认的山药重要活性成分之一，近年来，随着人们对膳食纤维研究的深入，发现其具有多方面的生物活性与功能。另外，由于我国具有丰富的山药资源，研究山药膳食纤维的高效提取方法，对山药的深加工也具有重要的意义。本实验在前人研究基础上，对山药纤维素的提取工艺进行系统深入研究，旨在摸索出山药膳食纤维高效、无有毒提取剂残留的提取工艺，为山药膳食纤维大规模生产以及在食品、药品、保健品等领域应用提供理论依据。基本内容和技术方案：基本内容1.采用酶和化学试剂结合法测量膳食纤维的含量。2.比较微波提取水溶性膳食纤维法、纤维素酶提法、化学试剂对膳食纤维提取率的影响。3.确定方法后，研究单因素（如：提取温度、时间、pH、加酶量、料液比和沉淀时乙醇与提取液体积比等）对提取率的影响。4.在单因素的基础上通过响应面法优化膳食纤维的提取工艺。技术方案2.1微波提取法在适宜的工艺条件下，将干山药皮粉碎，过40目筛备用。准确称10.0g，调节pH值，用微波加热一定时间，真空泵抽滤、收集滤液，滤液加4倍体积无水乙醇60℃醇沉1h抽滤，干燥制得SDF。水溶性膳食纤维(SDF)的得率=SDF(质量)/样品质量2.2纤维素酶酶法提取水溶性膳食纤维将干山药皮粉碎后，过40目筛备用。准确称10.0g，按1：20加入一定pH的醋酸缓冲溶液，在一定的温度下加入适量的纤维素酶，酶解一段时间后，在80℃下保温10min灭活。待滤液冷却后加入4倍体积的无水乙醇，60℃醇沉1h，抽滤干燥制得SDF。水溶性膳食纤维(SDF)的得率=SDF(质量)/样品质量2.3化学试剂提法（1）原料预处理将山药皮洗净切片，置鼓风干燥箱中60℃烘干12h，利用高速万能粉碎机将其磨成细粉，过40目筛即得山药皮干粉，备用。（2）粗可溶性膳食纤维提取工艺流程：山药皮干粉→以一定料液比加蒸馏水→恒温提取→真空抽滤→减压浓缩→4倍体积的无水乙醇醇沉→4000r/min，离心15min沉淀物用80%乙醇溶液洗涤3次→干燥山药皮粗可溶性膳食纤维（3）去蛋白采Sevag法去蛋白，得到可溶性膳食纤维。（4）山药皮可溶性膳食纤维样液的制备用适量蒸馏水溶解去蛋白的山药皮可溶性膳食纤维，并定容到500mL，备用。（5）可溶性膳食纤维的测定采用苯酚-硫酸法测定可溶性膳食纤维含量。标准曲线制作：分别精密量取浓度为0.05mg/mL的葡萄糖标准溶液0.1，0.2，0.4，0.6，0.8，1.0mL置于10mL具塞试管中，分别用蒸馏水定容至1.0mL，空白对照为1.0mL蒸馏水，再加入5%苯酚溶液1.0mL，振摇混匀，加硫酸5.0mL，迅速振摇混匀，于室温下放置30min，定容至10mL摇匀，于490nm波长处分别测定吸光度，经线性回归分析得葡萄糖标准曲线的回归方程：y=ax-b式中y--葡萄糖浓度，mg/mlx--吸光度值山药皮可溶性膳食纤维的提取率：吸取1.0ml样品液，可溶性膳食纤维提取率=y×10×D/W×1000×100%式中：y可溶性膳食纤维样液中葡萄糖浓度，mg/mL；D稀释倍数;W样品的质量2.4比较微波提取水溶性膳食纤维法、纤维素酶提法、化学试剂对膳食纤维提取率的影响，选择其中提取率高的方法，研究单因素（如：提取温度、时间、pH、加酶量、料液比和沉淀时乙醇与提取液体积比等）对提取率的影响。并在单因素的基础上通过响应面法优化膳食纤维的提取工艺。文献综述：中国膳食纤维来源广、数量大，开发利用前景十分广阔。除了研究较多的麦麸、豆渣、甜菜渣、蔗渣外，根茎淀粉植物(马铃薯、甘薯、芋头、葛根等)的皮渣中也含有丰富的膳食纤维。目前这些根茎淀粉植物加工过程中产生的大量皮渣通，常作为饲料或废弃物处理，利用程度很低，造成资源的巨大浪费。若能充分利用来生产膳食纤维，化资源优势为经济优势既可以提升农产品的综合利用率和加工附加值，延长了产业链，又能减少环境污染。下面就近年来国内外学者对膳食纤维提取工艺的研究进展进行综述。葛邦国等将经过酸处理后SDF由8.45%上升到9.5%碱处理后的含量由8.45%提高至11.1%苹果粉通过挤压后SDF含量由8.45%上升到12.68%焦凌霞等采用酸水解法提水溶性膳食纤维在加水比12:1、80℃、pH1.5的条件下水解150min水溶性膳食纤维的得率为13.54%通过试验发现提取温度提取时间和料液比对可溶性膳食纤维提取都有显著影响确定最佳提取工艺为:以1∶35的比例在茎粉中添加水，在95℃水浴回流提取2.5h，每100g可得到可溶性膳食纤维11.193g中含有丰富的蛋白质皂甙可溶性膳食纤维等成分，采用微波或超声波辅助提取可溶性多糖成分是目前广泛应用的方法，在实践中发现其对干基样品提取效果影响不明显，而鲜湿基提取又由于芦笋老茎中纤维是柔性，不易打断，所以只对热水提取工艺进行了优化目前正在和廊坊通用机械制造有限公司合作，研究新型胶体磨和高压均质机混合处理，以期在鲜湿法提取上有所突破，减少了干燥的能量消耗，缩短加工时间，提高产品得率。徐艳、彭章普等研究纤维素酶法提取苹果渣中水溶性膳食纤维纤维素酶可以酶解不溶性纤维素得到半纤维素聚葡萄糖等可溶性多糖同时大分子被分解后使可溶性的分子较小的膳食纤维得到释放由于这两方面的作用使酶法提取效率更高。参考文献[1]刘焕云李慧荔赵红.燕麦麸中水溶性膳食纤维提取工艺优化[J].农业机械学报2008397103-106.[2]彭章普龚伟中徐艳等.苹果渣可溶性膳食纤维提取工艺的研究[J].食品科技20077238-241.[3]张英春杨鑫张华等.利用南瓜粉制备水溶性膳食纤维的工艺研究[J].食品工业2009314-15.[4]李加兴刘飞范芳利等.响应面法优化猕猴桃皮渣可溶性膳食纤维提取工艺[J].食品科学20093014[5]陶永霞周建中武运等.酶碱法提取枣渣可溶性膳食纤维的工艺研究[J].食品科学20093020118-121.进度安排：2012.03.01——2012.03.15查阅相关文献并做好预实验确定最终实验方法2012.03.06——2012.04.06单因素实验和响应面实验2012.04.06——2012.05.06分析数据及论文的撰写指导教师意见：指导教师签名：年月日注：1.开题报告应根据教师下发的毕业论文（设计）任务书，在教师的指导下由学生独立完成；2．论文(设计)目的及意义至少800字，基本内容和技术方案至少400字；3．指导教师意见应从选题的理论或实际价值出发，阐述学生能否完成课题，达到预期的目标。