超聲波協(xié)同化學(xué)法制備稻秸稈微晶纖維素及其在面包中的應(yīng)用

【摘要】：微晶纖維素（Microcrystalline Cellulose）是天然纖維素經(jīng)稀酸水解至聚合度為15~375的純凈纖維素粉末，顏色潔白、無(wú)臭無(wú)味，具有良好的流動(dòng)性。作為一種廣受青睞的新興食品添加劑，微晶纖維素可以作為懸浮穩(wěn)定劑、乳化劑、增稠劑、膳食纖維補(bǔ)充劑和脂肪替代劑等而應(yīng)用于多種食品中。在普遍使用價(jià)格昂貴的棉纖維或精制木漿為微晶纖維素生產(chǎn)原料的今天，稻秸稈這一廉價(jià)豐富且富含纖維素的可循環(huán)生物質(zhì)材料正受到人們的極大關(guān)注，以其為原料制備微晶纖維素也成為人們研究稻秸稈開(kāi)發(fā)利用的新途徑。 本文以氫氧化鈉蒸煮和雙段漂白的方式獲取了精制稻秸稈α-纖維素。通過(guò)單因素和正交實(shí)驗(yàn)確定最佳蒸煮條件為氫氧化鈉1.0mol/L、固液比1:10、蒸煮時(shí)間60min和溫度105℃。再經(jīng)過(guò)雙段漂白，稻秸稈中的纖維素含量由39.32%增加到90.51%，半纖維素含量由25.94%降低為9.49%。紅外光譜證實(shí)，稻秸稈中的木素在處理之后完全消失。以上述精制稻秸稈-α纖維素為材料，采用超聲波協(xié)同鹽酸水解的方法進(jìn)一步制備了稻秸稈微晶纖維素。結(jié)果表明超聲波促進(jìn)的纖維素酸水解反應(yīng)，需要超聲波能量為6KJ/g，鹽酸的濃度為0.5mol/L，煮沸30min的過(guò)程中施加10min頻率為20KHz的超聲波，可以獲得聚合度為168，得率為90.18%，純度為99.92%的微晶纖維素。根據(jù)X-衍射的數(shù)據(jù)計(jì)算出超聲波稻秸稈微晶纖維素的結(jié)晶指數(shù)為48.68%，相比于稻秸稈的40.45%有所升高；結(jié)晶類型沒(méi)有改變，仍然為結(jié)晶Ⅰ型纖維素。紅外分析表明，超聲波沒(méi)有導(dǎo)致稻秸稈微晶纖維素出現(xiàn)任何化學(xué)鍵的改變，只是促進(jìn)了大分子的斷裂，也沒(méi)有過(guò)多地將纖維素水解為單糖。掃描電鏡的結(jié)果顯示，超聲波稻秸稈微晶纖維素的顆粒表面光滑，粒度細(xì)小均勻，僅為20μm左右。 以稻秸稈微晶纖維素為膳食纖維來(lái)源，制作了高膳食纖維面包。和空白對(duì)照組相比，高膳食纖維的面包心水分含量由38.43%增加為42.93%，烘焙損失由11.82%減小到9.16%。雖然面包的比容從5.45下降到4.90，但是這樣的改變沒(méi)有影響感官評(píng)價(jià)的結(jié)果，感官評(píng)價(jià)的整體可接受度高于8.5分（滿分9分），高膳食纖維面包的口感良好，無(wú)粗糙纖維感。 【關(guān)鍵詞】：微晶纖維素 稻秸稈 超聲波 高膳食纖維面包
【學(xué)位授予單位】：江南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TS202.3;TS213.21
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 緒論7-15
• 1.1 微晶纖維素概述7-11
• 1.1.1 微晶纖維素的理化性質(zhì)7-8
• 1.1.2 微晶纖維素的制造工藝8-9
• 1.1.3 微晶纖維素的研究進(jìn)展9-10
• 1.1.4 微晶纖維素的應(yīng)用10-11
• 1.2 稻秸稈的組成特性與開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀11
• 1.2.1 稻秸稈的基本成分11
• 1.2.2 稻秸稈的開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀11
• 1.3 超聲波及其對(duì)纖維素的影響11-12
• 1.4 立題背景與意義12-13
• 1.5 研究?jī)?nèi)容13-15
• 第二章 實(shí)驗(yàn)材料與方法15-23
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料與試劑15
• 2.2 主要儀器和設(shè)備15
• 2.3 試驗(yàn)方法15-23
• 2.3.1 稻秸稈基本成分的分析15-16
• 2.3.2 稻秸稈α-纖維素的制備16-17
• 2.3.3 超聲波稻秸稈微晶纖維素的制備17-20
• 2.3.4 稻秸稈微晶纖維素的特性表征20-21
• 2.3.5 稻秸稈微晶纖維素在面包中的應(yīng)用21-23
• 第三章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論23-43
• 3.1 稻秸稈α-纖維素的制備23-26
• 3.1.1 堿處理稻秸稈的單因素實(shí)驗(yàn)分析23-24
• 3.1.2 堿煮稻秸稈的正交實(shí)驗(yàn)分析24-25
• 3.1.3 稻秸稈和漂白稻秸稈纖維素的化學(xué)成分對(duì)比25-26
• 3.1.4 稻秸稈和漂白稻秸稈纖維素的紅外譜圖分析26
• 3.2 稻秸稈微晶纖維素的制備26-37
• 3.2.1 超聲波發(fā)生器對(duì)于漂白稻秸稈纖維素水解的影響26-27
• 3.2.2 鹽酸濃度對(duì)于漂白稻秸稈纖維素酸水解的影響27-28
• 3.2.3 溫度對(duì)于漂白稻秸稈纖維素酸水解的影響28-29
• 3.2.4 酸水解時(shí)間對(duì)于漂白稻秸稈纖維素酸水解的影響29-30
• 3.2.5 固液比對(duì)于漂白稻秸稈纖維素酸水解的影響30
• 3.2.6 超聲能量變化對(duì)于漂白稻秸稈纖維素酸水解的影響30-31
• 3.2.7 不同質(zhì)量的漂白稻秸稈纖維素的超聲波酸水解效果31
• 3.2.8 超聲波時(shí)間對(duì)于漂白稻秸稈纖維素酸水解的影響31
• 3.2.9 相同超聲時(shí)間的不同脈沖方式對(duì)漂白稻秸稈纖維素酸水解體系的影響31-32
• 3.2.10 漂白稻秸稈纖維素酸水解的正交分析32-34
• 3.2.11 超聲波處理對(duì)于纖維素聚合度的影響34
• 3.2.12 微晶纖維素的性質(zhì)表征34-37
• 3.3 稻秸稈微晶纖維素在面包中的應(yīng)用37-43
• 3.3.1 原料的粒度和持水力分析37
• 3.3.2 微晶纖維素對(duì)面包品質(zhì)的影響37-39
• 3.3.3 微晶纖維素對(duì)面包全質(zhì)構(gòu)的影響39-40
• 3.3.4 微晶纖維素面包的感官評(píng)價(jià)40-43
• 主要結(jié)論與展望43-44
• 主要結(jié)論43
• 展望43-44
• 致謝44-45
• 參考文獻(xiàn)45-54
• 附錄: 作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文54

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