蒸汽爆破预处理工艺参数筛选与实施的基本前提及其实现装备选型

随着蒸汽爆破预处理工艺应用的不断扩大,许多研究项目中汽爆工艺参数的筛选与实施缺乏科学、系统的方法体系。在概述了汽爆工艺的广义参数的基础上,提出了汽爆工艺参数确定的基本前提,也从实施应用角度对汽爆工艺装备提出了基本要求。进而论述了汽爆设备的必备属性及其选型方式。     

木质纤维素原料的高沸点有机溶剂预处理

针对小分子有机溶剂预处理时存在的不足,该文对高沸点有机溶剂预处理木质纤维素以提高其可酶解性进行了探索.以常见高沸点有机酸和醇进行汽爆麦草预处理时发现,酸比醇类的预处理作用强,但选择性没有醇类好;高沸点醇类在高温预处理汽爆麦草时,它的酶解率比低温时显著提高,由27％～35％提高为48％～54％,但纤维素明显发生降解,高沸醇预处理后纤维素含量为原汽爆麦草相应的85％～90％,其中甘油预处理选择性最好;原麦草经常压甘油预处理(T≥200℃)后纤维素保留在90％以上,基质酶解率可达70％.通过实验最终寻找到一种适合于构建常压有机溶剂预处理的高沸点溶剂-甘油,为构建新型有机溶剂预处理方法提供了希望.     

汽爆高粱全粉馒头的研制

目的:研究汽爆对高粱功能成分的影响以及汽爆高粱全粉添加量对面团和馒头质构特性的影响。方法:汽爆高粱以蒸汽为汽爆介质,研究0.8 MPa压力维压5 min的条件下高粱中功能成分的变化;将汽爆高粱全粉按不同比例添加到小麦面粉中制作馒头,用质构仪测定面团和馒头的质构特性,用白度仪测定馒头白度值,对馒头食用品质进行感官评价,并讨论了汽爆高粱全粉的适宜添加量。结果表明:高粱经汽爆处理后,高粱中的功能成分含量发生变化:不溶性膳食纤维和单宁含量明显下降,抗性淀粉、总多酚和总黄酮含量提高。添加适量的汽爆高粱全粉可改变小麦面团的特性及馒头的品质,在本实验中汽爆高粱全粉的适宜添加量为25%,此时硬化速率低,馒头的食用品质较好。结论:汽爆有利于降解不溶性膳食纤维和单宁含量,促进功能成分的溶出,抗性淀粉、总多酚和黄酮含量增加;汽爆高粱全粉可以添加到馒头中,可以为高粱的开发利用提供参考。     

汽爆耦合同步糖化发酵工艺对麦麸粉理化指标及感官品质的影响

研究汽爆(steam explosion,SE)耦合同步糖化发酵(simultaneous saccharification and fermentation,SSF)新工艺对麦麸粉理化指标及感官评价的影响。汽爆麦麸粉是以蒸汽为汽爆介质,条件为0. 8 MPa维压时间5 min,处理后的麦麸与纤维素/淀粉酶和乳酸菌/酵母进行组合预处理,分别对不同工艺下麦麸的理化指标和感官品质进行分析。结果表明,经过SCL组合预处理后麦麸粉的苦味值最低(22. 9±2. 89),酸度(0. 52±0. 046) mol/L,p H值4. 64,酸味适中;∣△E∣值达到最小为(25. 6±2. 58),色泽为深红棕色,接近咖啡色;感官总分达到最高,变异系数最低,其数值分别为8. 62分和8. 78%。SCL组合预处理后麦麸的理化指标和感官品质得到了显著提高和改善,该结果对于麦麸在食品行业的应用和开发具有一定的指导意义。     

汽爆处理提高鱼皮蛋白酶解特性

采用碱性蛋白酶酶解罗非鱼鱼皮,研究汽爆压力和保压时间对鱼皮蛋白质溶出率、游离氨基含量以及酶解液ACE抑制率的影响,进一步探讨汽爆前、后鱼皮蛋白质酶解液相对分子质量分布情况。结果表明:汽爆处理促进鱼皮蛋白质的溶出和降解,提高酶解产物的降血压活性。最佳汽爆处理参数为汽爆压力0.6 MPa,保压时间0.5 min。此条件下鱼皮蛋白质溶出率为45.55%,游离氨基含量为2.79 mmol/L,分别比未处理组提高了5倍和8倍;汽爆鱼皮酶解液ACE抑制率为79.88%,比未处理组提高了27.14%。此时酶解产物相对分子质量主要分布于4 ku以下,酶解效果较好。     

采用汽爆技术提高羽毛角蛋白生物效价的研究

利用不同压力的汽爆处理提高羽毛角蛋白生物效价的效果.结果表明,汽爆技术可显著提高羽毛蛋白的消化率以及溶解性,1.8 MPa,60 s时,大约92%的羽毛角蛋白能够转化为胃蛋白酶消化的形式,其在0.2%KOH溶液中的溶解度达到62.6%.半胱氨酸含量与胃蛋白酶消化率.蛋白溶解性呈负相关,汽爆处理后,半胱氨酸含量有一定程度的降低.SDS-PAGE分析表明,汽爆处理后,羽毛角蛋白发生降解.     

豆渣汽爆改性及其强化高固酶解作用研究

目的:采用汽爆解离改性联合高固酶解制取豆渣可溶性膳食纤维（soluble dietary fiber,SDF）,研究汽爆对豆渣的改性作用及对其高固酶解过程的强化作用。方法:采用汽爆技术改性处理豆渣,应用扫描电镜、傅里叶红外光谱和差示量热扫描等技术对豆渣改性前后的微观形貌、化学组成与官能团结构、热稳定性进行表征分析;再将汽爆豆渣进行高固酶解转化制取SDF,对比分析汽爆前后豆渣酶解效果。结果:汽爆处理可明显改善豆渣结构与性质,促进不溶性膳食纤维（insoluble dietary fiber,IDF）向SDF转化,最佳汽爆强度条件下豆渣SDF含量提高至原料的3.85倍;汽爆后豆渣微观呈现疏松蜂窝状多孔结构,水溶性提高5.13倍,持水性、持油性和浸水溶胀性降低;汽爆后豆渣最大热解峰温度和焓变值均提高,热稳定性增加。汽爆通过改善上述酶解底物组成结构和体系流动状态,降低豆渣高固酶解过程固体载荷制约,从而提高酶解底物浓度、降低酶用量、缩短酶解时间。在最高固体载荷20%和最低用酶量5 FPU/g的酶解条件下,汽爆豆渣中SDF得率达到43.75%,与原料相比提高3.76倍;汽爆后豆渣高固体载荷条件下酶解反应平衡时间缩短50%左右。结论:汽爆解离改性联合高固酶解处理技术为大量豆渣原料的高效转化和高值利用提供技术支持。     

汽爆豆粕对小麦面团及饼干品质特性的影响

为研究汽爆对豆粕的成分变化以及汽爆豆粕粉对小麦面团及饼干品质特性的影响,测定汽爆前后豆粕粉植酸含量和DPPH自由基清除率。将汽爆豆粕粉按不同比例添加到小麦面粉中,对混合粉溶剂保持力、面团和饼干质构特性、饼干色差值以及饼干碳水化合物水解度进行分析。结果表明,豆粕经汽爆处理后,植酸含量下降了33.93%,DPPH自由基清除率提高了68.80%;添加适量的汽爆豆粕粉（添加量＜30%）可以有效维持和改善小麦面团质构特性,饼干的硬度、颜色以及碳水化合物水解率。     

汽爆甘薯渣对小麦粉中淀粉理化特性及面包品质的影响

为研究汽爆甘薯渣对小麦粉中淀粉理化特性及面包品质的影响,将汽爆甘薯渣添加至小麦粉中,研究混合粉中淀粉的破损度、溶解度、膨润力、相对黏度、凝沉性及其面包制品的品质特性。结果表明,淀粉破损度和蓝值在汽爆甘薯渣添加量为6%时与未添加相比有显著性差异(P0.05);汽爆甘薯渣添加量为10%时,混合粉中淀粉的溶解度和膨润力均达到最大值,分别为(7.69±0.04)%和(3.53±0.08)%。混合粉中淀粉的相对黏度随汽爆甘薯渣添加量的增加而降低。随着汽爆甘薯渣添加量的增加,混合粉中淀粉的凝沉性增加。根据质构分析和感官评定结果综合分析,当小麦粉中添加8%的汽爆甘薯渣时,混合粉面包的品质最佳。     

利用甘蔗渣生产乙醇的工艺放大实验研究

采用高效液相色谱对甘蔗渣汽爆产物进行了分析,在相同的汽爆蒸汽压力下,随着汽爆保压时间的延长,降解产生的对后续酶解和发酵有害的物质甲酸、乙酸和糠醛等也随之增加。研究了汽爆甘蔗渣的酶解和发酵,在实验室800g体系酶解和发酵实验研究的基础上进行了工艺放大实验,利用20m3发酵罐进行酶解和发酵实验,在25.25%(w/w)底物浓度条件下,发酵产乙醇浓度5.36%vol,达到了蒸馏能耗经济性指标发酵醪乙醇浓度不低于4%vol的要求。     

蒸汽爆破制浆生产应注意的问题

本文主要论述了蒸汽爆破制浆工艺及在生产使用中所存在的问题和应采取的对策和解决办法。     

蒸汽爆破对甘蔗叶酶法制备低聚木糖的影响

研究了蒸汽爆破对甘蔗叶酶法制备低聚木糖的影响,分别考察了直接干爆、酸浸预处理和碱浸预处理的汽爆效果。得出的结论如下:蒸汽爆破可以有效破坏物料的表面形状,增加与酶接触的表面积,添加酸和碱有利于总糖的溶出,酸性汽爆产生的还原糖比较多,酶解产物中主要是以单糖为主。碱性汽爆的酶解率更高,酶解产物中主要是低聚木糖,占总产物78%~85%,其中木二糖的含量约占40%~50%。碱性汽爆更有利于低聚木糖的制备。     

稳压时间对大麻韧皮纤维闪爆脱胶效果的影响

为提高大麻纤维的脱胶效果,采用先进的闪爆脱胶技术,对大麻韧皮纤维进行闪爆脱胶实验。针对大麻韧皮纤维在闪爆脱胶过程中,稳压时间对纤维分裂度的提高,对果胶、半纤维素、木质素的去除效果进行了研究与探讨。实验结果表明:适当延长稳压时间,对提高大麻纤维的分裂度,降低大麻纤维中果胶、半纤维素、木质素的含量等都有较为明显的效果。     

蒸汽爆破处理对香菇成分及香菇蛋糕品质的影响

目的研究蒸汽爆破处理对香菇成分及香菇蛋糕品质的影响。方法采用酸水解法、苯酚硫酸法和凯氏定氮法及索氏提取法测定香菇中总糖、多糖和蛋白质、脂肪含量,并采用感官评定法对蛋糕品质进行评定。结果蒸汽爆破处理后香菇营养成分发生变化,其中香菇多糖、总糖、蛋白质均有所增加,脂肪含量和纤维素含量变化不大。汽爆处理后香菇蛋糕中香菇粉添加量略有下降,在汽爆香菇粉与低筋粉比例为6:94(m:m)时,蛋糕感官评分最高。结论蒸汽爆破处理对香菇成分释放及香菇蛋糕品质均产生有利影响。     

蒸汽爆破预提取聚戊糖对麦草碱法制浆性能影响的研究

研究了蒸汽爆破预提取聚戊糖,同时研究了预提取对麦草纤维性质、蒸煮性能及成纸物理性能的影响。实验结果表明:经过蒸汽爆破处理后的麦草中半纤维素含量降低了53.83%左右,聚戊糖提取率可以达到23.30%。扫描电镜观察纤维表面孔隙率增加,红外光谱分析结果结晶度指数N.O’KI由0.41增加到0.44,绝对结晶度下降;纤维长度分布结果表明蒸汽爆破后麦草纤维平均长度变短;蒸汽爆破后续蒸煮浆料白度下降较大,成纸物理强度下降,抗张指数下降24.26%、耐破指数下降8.27%,撕裂指数变化不明显,耐折度降低严重。     

汽爆酸碱耦合解聚玉米秸秆分子结构的研究

以玉米秸秆为研究对象,采用蒸汽爆破+5％ H2 SO4和蒸汽爆破+5％ NaOH的耦合方法对其结构进行解聚处理,并对解聚前后秸秆的结构、化学组成、热稳定性能进行分析和表征.结果表明:与未处理前相比,经蒸汽爆破+碱解聚处理后,秸秆中大部分半纤维素被脱除,半纤维素由29.10％最低可降至4.61％,木质素由38.12％最低可降至10.74％.经蒸汽爆破酸耦合和蒸汽爆破碱耦合解聚处理后,纤维素含量由31.54％分别提高到65.16％和80.41％,秸秆最大失重率为81.86％和89.31％,最低吸热量为87.48 J/g和114.79 J/g,降解温度达到350℃,热稳定性能增加,表面结构疏松,出现小孔和裂缝.说明蒸汽爆破酸耦合和蒸汽爆破碱耦合解聚方法对玉米秸秆分子结构有一定的解聚效果.但就脱除半纤维素效果而言,蒸汽爆破碱耦合法优于蒸汽爆破酸耦合法.     

蒸汽爆破对豆渣中大豆异黄酮的影响研究

采用高效液相色谱法研究蒸汽爆破处理对豆渣中大豆异黄酮组成和含量的影响。结果表明,豆渣经蒸汽爆破处理后,6种大豆异黄酮含量均显著增高,大豆苷、大豆苷元、黄豆黄苷、黄豆黄素、染料木苷、染料木素分别由汽爆前的3.69、11.22、0.84、2.76、2.13、27.45μg/g增至38.04、74.96、15.75、23.36、20.36、66.28μg/g。黄豆黄苷增幅最大,较汽爆前增高了17.75倍;染料木素增幅最小,较汽爆前增高了1.41倍。而且,大豆异黄酮的增幅随汽爆强度增加呈上升趋势,在汽爆压强2.0 MPa、维压时间30 s时达到最大值(黄豆黄苷为2.0 MPa、60 s)。研究表明,采用适宜的汽爆强度处理豆渣,能够显著提高大豆异黄酮含量,这为豆渣的开发利用提供了有益参考。     

蒸汽爆破处理对麦麸的酚酸组成及其抗氧化活性的影响

该试验旨在研究蒸汽爆破处理对小麦麸皮的酚酸组成及抗氧化活性的影响。将麦麸在不同处理压力(0.5,1.5,2.5 MPa)和不同处理时间(30,90 s)条件下进行蒸汽爆破预处理。通过水解和碱提的方法,将得到的麦麸进行提取,得到游离酚酸和结合酚酸 2部分,对其中的几种主要酚酸,如香草酸、丁香酸, 4-香豆酸,阿魏酸进行研究。结果表明, 4种主要酚酸的含量在蒸汽爆破处理后均有所提高,其中阿魏酸的含量最高,结合酚酸中由未处理时的 57.232 μg/g提高到了 1454.092 μg/g。该试验还进行了总酚测定,抗氧化活性的测定。通过总酚的测定可以看出,蒸汽爆破处理后,总酚的含量高于未处理麦麸,且随着处理强度的增加,呈现先增加后减少的趋势,在处理条件为 2.5 MPa,30 s,总酚含量最高,约为未处理时的 9倍。抗氧化试验得到的变化趋势与总酚呈现相似的规律,与未进行蒸汽爆破预处理的麦麸相比,处理后的麦麸表现出了更高的 1,1-二苯基 -2-三硝基苯肼(DPPH)和 2,2-联氮 -二(3-乙基 -苯并噻唑 6-磺酸)二铵盐(ABTS)自由基清除率,以及在亚油酸体系中的抗氧化活性和还原能力。当处理条件为 2.5 MPa,30 s时,抗氧化活性表现最高。由此可得到, 2.5 MPa 30 s是蒸汽爆破处理麦麸的最佳条件,此时麦麸中酚酸含量和抗氧化活性均较优,为以后麦麸中酚类物质的深度开发利用提供理论支持。     

蒸汽爆破处理对麦麸的酚酸组成及其抗氧化活性的影响

该试验旨在研究蒸汽爆破处理对小麦麸皮的酚酸组成及抗氧化活性的影响。将麦麸在不同处理压力(0.5,1.5,2.5 MPa)和不同处理时间(30,90 s)条件下进行蒸汽爆破预处理。通过水解和碱提的方法,将得到的麦麸进行提取,得到游离酚酸和结合酚酸 2部分,对其中的几种主要酚酸,如香草酸、丁香酸, 4-香豆酸,阿魏酸进行研究。结果表明, 4种主要酚酸的含量在蒸汽爆破处理后均有所提高,其中阿魏酸的含量最高,结合酚酸中由未处理时的 57.232 μg/g提高到了 1454.092 μg/g。该试验还进行了总酚测定,抗氧化活性的测定。通过总酚的测定可以看出,蒸汽爆破处理后,总酚的含量高于未处理麦麸,且随着处理强度的增加,呈现先增加后减少的趋势,在处理条件为 2.5 MPa,30 s,总酚含量最高,约为未处理时的 9倍。抗氧化试验得到的变化趋势与总酚呈现相似的规律,与未进行蒸汽爆破预处理的麦麸相比,处理后的麦麸表现出了更高的 1,1-二苯基 -2-三硝基苯肼(DPPH)和 2,2-联氮 -二(3-乙基 -苯并噻唑 6-磺酸)二铵盐(ABTS)自由基清除率,以及在亚油酸体系中的抗氧化活性和还原能力。当处理条件为 2.5 MPa,30 s时,抗氧化活性表现最高。由此可得到, 2.5 MPa 30 s是蒸汽爆破处理麦麸的最佳条件,此时麦麸中酚酸含量和抗氧化活性均较优,为以后麦麸中酚类物质的深度开发利用提供理论支持。     

蒸汽爆破处理对麦麸的酚酸组成及其抗氧化活性的影响

该试验旨在研究蒸汽爆破处理对小麦麸皮的酚酸组成及抗氧化活性的影响。将麦麸在不同处理压力(0.5,1.5,2.5 MPa)和不同处理时间(30,90 s)条件下进行蒸汽爆破预处理。通过水解和碱提的方法,将得到的麦麸进行提取,得到游离酚酸和结合酚酸 2部分,对其中的几种主要酚酸,如香草酸、丁香酸, 4-香豆酸,阿魏酸进行研究。结果表明, 4种主要酚酸的含量在蒸汽爆破处理后均有所提高,其中阿魏酸的含量最高,结合酚酸中由未处理时的 57.232 μg/g提高到了 1454.092 μg/g。该试验还进行了总酚测定,抗氧化活性的测定。通过总酚的测定可以看出,蒸汽爆破处理后,总酚的含量高于未处理麦麸,且随着处理强度的增加,呈现先增加后减少的趋势,在处理条件为 2.5 MPa,30 s,总酚含量最高,约为未处理时的 9倍。抗氧化试验得到的变化趋势与总酚呈现相似的规律,与未进行蒸汽爆破预处理的麦麸相比,处理后的麦麸表现出了更高的 1,1-二苯基 -2-三硝基苯肼(DPPH)和 2,2-联氮 -二(3-乙基 -苯并噻唑 6-磺酸)二铵盐(ABTS)自由基清除率,以及在亚油酸体系中的抗氧化活性和还原能力。当处理条件为 2.5 MPa,30 s时,抗氧化活性表现最高。由此可得到, 2.5 MPa 30 s是蒸汽爆破处理麦麸的最佳条件,此时麦麸中酚酸含量和抗氧化活性均较优,为以后麦麸中酚类物质的深度开发利用提供理论支持。