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薯渣中生物质资源循环利用的化学工艺研究
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摘要
马铃薯渣含水量高,不易储存,腐败变质后造成环境污染。本论文研究了从马铃薯渣中制备淀粉糖、膳食纤维和单细胞蛋白的方法,既提高了马铃薯深加工产品的附加值,延长马铃薯加工的产业链,又变废为宝,解决了环境污染问题。
     首先,确定马铃薯渣每种成分的具体含量。膳食纤维33.62%,淀粉40.11%。以成分含量为依据,设计马铃薯渣综合利用的试验工艺流程图如下:
     其次,液化液DE值14.52%,碘检验呈现棕红色;糖化液DE值92.70%,无水乙醇不发生糊精反应。糖液过滤时间温度的关系是,抽滤速度随温度的上升而变缓慢,降低温度有利于加快抽滤速度。糖液脱色实验条件为活性炭用量0.7%,pH4,温度80℃反应30min,能够使糖液的透光率由15.7%变为91.1%。高温灭菌对糖液的影响是,高温后糖液中的杂质出现凝聚,可以被过滤,从而透光率提升;同时糖液经过高温蒸煮,会生成5-羟甲基糠醛或氨基酸发生美拉德反应,颜色加深,透光率下降。
     然后,200μm适合作为膳食纤维成品的粒径,漂白条件为:温度70℃,pH10,加H2O25%,漂白3h,40℃干燥,白度由16.2达到29.4。膳食纤维提取率20.6%,含量达到92.73%,持水、持油、膨胀性最高达到8.2g/g、5.5 g/g、6.2mL/g。其表观粘度为1.88 mPa·s,阳离子交换能力0.55mol/g。通过电镜分析知纤维的表面结构较疏松,空隙较大。通过红外和气相色谱技术分析,可知所制备的膳食纤维产品马铃薯渣之间的变化。
     最后,确定培养菌种为热带假丝酵母,其蛋白质为43.12%,发酵时间72h,使用高浓度糖液培养更合适,接入菌种5环。所制备的单细胞蛋白由17种氨基酸组成,谷氨酸含量5065.64 mg/100g,氨基酸含量37.31%。
Potato residue now is pollution. In this study, starch sugar, dietary fiber and single-cell protein made from potato residue, that not only improve the value-added products, extend the industrial chain, but also turn waste into treasure, solve environmental problems.
     Firstly, I determine the contents of each component. Dietary fiber is 33.62% and starch is 40.11%. Based on the contents, I design the comprehensive utilization flow chart, as follows:
     Secondly, the liquefaction DE is 14.52% and iodine test show brown; the saccharification DE is 92.70% and does not deposit in ethanol. Filtration rate is slow down with temperature increases, so lower temperature is with faster filtration rate. Sugar decolorization experiments: carbon 0.7%, pH4, 80℃, 30min, can change light transmittance from 15.7% to 91.1%. Sugar impuritie agglomerate in high-temperature, can be filtered to enhance the transmittance; while sugar steams in the high temperature, so glucose occurs caramel reaction to decrease transmittance.
     Then, 200μm particle size is decided for dietary fiber, and bleach process is: 70℃, pH10, H2O25%, 3h, dry in 40℃, white level changes from 16.2 to 29.4. Extraction rate of dietary fiber is 20.6%, content is 92.73%, Water holding capacity, oil holding capacity, expansion is up to 8.2g/g, 5.5g/g, 6.2mL/g. The apparent viscosity is 1.88mPa·s, cation exchange capacity is 0.55mol/g. By electron microscopy analysis, we known that the surface structure of dietary fiber is loose, and gaps are large. By IR and GC analysis, we can see the changes between the potato residue and dietary fiber products.
     Finally, the yield of Candida tropicalis is 43.12%, the fermentation time is 72h, high concentrations cultivation sugar is for the best; five rings Candida tropicalis is the most suitable. Single cell protein is contented by 17 kinds of amino acids, content of glutamic acid is 5065.64mg/100g, and amino acids 37.31%.
引文
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