香蕉皮膳食纤维的研究--本科生毕业论文

青岛农业大学

本科生课程论文

论文题目香蕉皮膳食纤维的研究

学生专业班级

学生姓名（学号）

指导教师

完成时间 2012/10/13 2012 年 10 月 15 日

课程论文任务书

学生姓名指导教师

1．论文题目香蕉皮膳食纤维的研究

论文内容（需明确列出研究的问题）：

1.香蕉皮膳食纤维的生理功能、研究目的和意义。

2.香蕉皮膳食纤维提取的研究方法。

3.香蕉皮中膳食纤维的含量研究。

4. 香蕉皮膳食纤维在食品工业中的应用现状及前景。

资料、数据、技术水平等方面的要求：

1.要求查阅相关中文文献20篇以上，英文文献5篇以上。

2.资料的收集上注重材料、数据的真实性与可靠性。

3.对相关资料进行综述，论文在总结上能与专业知识相结合，文章能做到结构合理，层次清晰，语言简洁明了，符合科技综述论文的要求。

指导教师签名：年月日

一、选题依据(拟开展研究项目的研究目的、意义等)

膳食纤维是人体内必不可少的物质，是一般不易被消化的碳水膳食纤维，以溶解于水中可分为两个基本类型：水溶性纤维与非水溶性纤维。主要来自于植物的细胞壁，包含纤维素、半纤维素、树脂、果胶及木质素等。纤维素、半纤维素和木质素是3种常见的非水溶性纤维，存在于植物细胞壁中。而果胶和树胶等属于水溶性纤维，则存在于自然界的非纤维性物质中。常见的食物中的大麦、豆类、胡萝卜、柑橘、亚麻、燕麦和燕麦糠等食物都含有丰富的水溶性纤维，水溶性纤维可减缓消化速度和最快速排泄胆固醇，所以可让血液中的血糖和胆固醇控制在最理想的水准之上，还可以帮助糖尿病患者降低胰岛素和三酸甘油脂。非水溶性纤维包括纤维素、木质素和一些半纤维以及来自食物中的小麦糠、玉米糠、芹菜、果皮和根茎蔬菜。非水溶性纤维可降低罹患肠癌的风险，同时可经由吸收食物中有毒物质预防便秘和憩室炎，并且减低消化道中细菌排出的毒素。大多数植物都含有水溶性与非水溶性纤维，所以饮食均衡摄取水溶性与非水溶性纤维才能获得不同的益处。

膳食纤维是健康饮食不可缺少的，纤维在保持消化系统健康上扮演着重要的角色，同时摄取足够的纤维也可以预防心血管疾病、癌症、糖尿病以及其它疾病。纤维可以清洁消化壁和增强消化功能，纤维同时可稀释和加速食物中的致癌物质和有毒物质的移除，保护脆弱的消化道和预防结肠癌。纤维可减缓消化速度和最快速排泄胆固醇，所以可让血液中的血糖和胆固醇控制在最理想的水平

香蕉(Musa nanalour)为芭蕉科(Musace)芭蕉属(Musa)的1个种，是典型的热带经济作物。香蕉具有丰富的营养成分，是人们喜爱的热带水果。我国香蕉产量居世界前列，但人们只食用其果肉，占香蕉全果霉量35％～41％的香蕉皮则随意丢弃，香蕉皮的主要成分是膳食纤维，另外还含有粗蛋白、脂肪、糖类以及钾、钙、铁等十多种无机元素。然而对香蕉皮的工业利用尚未见报道，对香蕉皮的应用研究也微乎其微，仅限于提取果胶和用做鸡饲料，大量的香蕉皮被作为垃圾丢弃，造成环境污染，同时也是资源的浪费。

二、文献综述内容(在充分收集研究主题相关资料的基础上，分析国内外研究现状，提出问题，找到研究主题的切入点，附主要参考文献)

目前，国内外提取香蕉皮膳食纤维方法多以化学法为主，有碱法和酶法。此工艺简单，投入成本低，已应用到工业化生产中，但由于在加工过程中对膳食纤维产品的理化性质和生理功能有明显影响，如热碱浸泡和反复用水漂洗既降低了膳食纤维的产率，又使产品的持水力和膨胀力明显下降。用化学法提取膳食纤维不可避免会排放大量的污水，对环境造成严重的污染，而且处理费用昂贵。

香蕉膳食纤维含量很高，加工利用的潜力巨大，尤其是香蕉皮、假茎等果肉鲜食或加工的废弃物，用来提取膳食纤维不仅能够变废为宝而且还能提高香蕉加工的附加值。国外对DF的研究主要集中在谷物、豆类，对水果膳食纤维的研究很少。而国内已有一些对香蕉膳食纤维的研究。水果膳食纤维主要从打浆榨汁的果渣中提取，作为果汁加工的副产品综合利用。

本文综述了香蕉皮膳食纤维的理化性质及功能，对香蕉皮膳食纤维提取的工艺做出比较，并展望了香蕉皮膳食纤维应用的发展前景。

主要参考文献：

[1] 濮文辉．2005年世界香蕉生产概况[J]．世界热带农业信息．2006(2)：8一l0．

[2] 蔡健．浅谈香蕉的保健作用[J]．食品与药品，2005，7(3A)：65—67．

[3] 朱瑜安．香蕉及其保健功能[J]．中国食物与营养，2006(3)：5I-52．

[4] 张丽芳．张爱珍．膳食纤维的研究进展L玎．中周全科医学，2007，10(21)：1825-1827

[5] 鲍金勇．香蕉皮生物特性及其膳食纤维研究[D]．广州：华南农业大学食品学院．2006：57-62

[6] 陈军。宋维春．徐云升．从香蕉皮提取膳食纤维研究lJl．食品科学。2007。28(1)：99—101

[7] 祝曙华，李远志．香蕉膳食纤维的制备研究[J]．食品研究与开发，2001(5)：16-18

[8] 董薇．于龙．微波法从香蕉皮巾提取果胶的工艺研究[J]．微量元素与健康研究．2006．23(1)：33—34

[9] 姜录，邱礼平．马细兰，等．不同方法提取香蕉皮巾果胶的研究lJl．食品科技，2007(10)：231—234

[10] 谭惠子，万婕．膳食纤维的生理功能与改性[J]．食品科技，2007(4)：41--44

[11] 侯汉学，张锦丽，董海洲，等．麦麸膳食纤维的挤压改性及其在面包中的应用研究…．粮食与饲料工业．2003(5)：36-38

[12] 陈军，徐云升．宋维春．香蕉皮膳食纤维饮料的研究[J]．食品与发酵工业，2006．32(3)：132一133

[13] 李培．香蕉皮膳食纤维功能果醋的研究[J]．中国凋味，2007(6)：43-46

[14] 徐云升。宋维春．香蕉皮制备多功能膳食纤维添加剂的研究[J]．食品工业科技．2005(II)：l期145

[15] 鲍金勇．王娟．杨公明．等．香蕉皮膳食纤维杂面包中的应用研究IJ1．粮食与饲料工业．2006(6)：17—19

三、研究方案(研究内容、目标、研究方法、技术路线、拟解决的问题、特色或创新点等) 研究内容：

1. 香蕉皮膳食纤维的生理功能

2. 香蕉皮膳食纤维提取的研究方法

3. 香蕉皮中膳食纤维的含量研究

4. 香蕉皮膳食纤维在食品工业中的应用现状及前景。

研究目标：

通过对香蕉皮膳食纤维的相关研究，解决香蕉皮浪费和环境污染的问题，同时将提取的膳食纤维应用到食品工业中，开发对人体有益的多功能新产品以提高食品的营养价值，保护人体的健康。

研究方法：

1.香蕉皮膳食纤维的生理功能的综述

2. 香蕉皮膳食纤维提取的研究方法

本文综述了提取膳食纤维的一般常规方法，并对其进行了分析比较，从中确定出最佳的提取工艺

3. 香蕉皮中膳食纤维的含量研究

本文综述了不同香蕉品种，不同成熟阶段等因素对香蕉皮膳食纤维含量的影响，从而确定出最佳的实验选材

4. 香蕉皮膳食纤维在食品工业中的应用现状及前景

本文综述了香蕉皮膳食纤维分别在果醋、饮料、添加剂、面包等领域的应用，并对其广阔的前景给予了厚望

技术路线：

碱法提取工艺流程：

香蕉皮预处理→粉碎→恒温酶解→恒温碱解→盐酸中和→干燥→TDF

酶法提取工艺流程：

香蕉皮预处理→粉碎→恒温酶解（α‐淀粉酶）→恒温酶解（木瓜淀粉酶）→过滤

滤渣→95%乙醇洗涤→干燥→IDF，

滤液→乙醇沉淀→过滤→滤渣→乙醇洗涤→干燥→TDF

拟解决的问题：

1.了解膳食纤维的功能性特点，为研发新产品做铺垫

2.不同工艺对香蕉皮膳食纤维的提取方法

3.食品行业对膳食纤维的应用现状及其前景

创新点

综合论述了香蕉皮膳食纤维的提取工艺及其应用，将他们的优缺点进行对比。

四、进程计划(各研究环节的时间安排、实施进度、完成程度等)

5月1日~5月7日完成实验的开题报告。

5月8日~9月16日查找膳食纤维的有关文献。

9月17日~10月20日确定香蕉皮膳食纤维提取研究方法。

10月21日~11月16日确定香蕉皮膳食纤维的应用现状。

11月17日~12月15日完成论文。

五、导师评语

年月日

香蕉皮膳食纤维的研究

摘要：本文对香蕉皮膳食纤维的生理功能、提取方法和现状及前景等方面进行了综述。并对香蕉皮膳食纤维提取的各种工艺做出比较，目的在于提高香蕉加工的副产值，同时有利于避免环境污染。

关键词：香蕉皮膳食纤维；提取工艺；现状及前景

Abstract: This paper focused on physiological function, extraction methods , present situation and prospect of the banana peel dietary fiber and to make a comparison of the banana peel dietary fiber extraction technology. Aim to Improve banana processing side value, and at the same time to avoid environmental pollution. Keywords：banana peel dietary fiber；extraction technology ；current situation and prospect

1.香蕉皮膳食纤维的生理功能

膳食纤维对人体的健康是不可缺少的，被称为“第七营养素”，它有十分重要的生理功能。如预防便秘和直肠癌，降低血清胆固醇，调节糖尿病患者血糖水平，预防胆结石，减肥和抗癌等。【1】

膳食纤维虽然不能被人体消化吸收，但膳食纤维在体内具有重要的生理作用，是维持人体健康必不可少的一类营养素。由于膳食纤维在预防人体胃肠道疾病和维护胃肠道健康方面功能突出，因而有“肠道清洁夫”的美誉。

1)膳食纤维的吸水溶胀性能有利于增加食糜的体积，刺激胃肠道的蠕动，并软化粪便，防止便秘，促进排便和增加便次，起到一种导泄的作用，减少粪便在肠道中的停滞时间及粪便中有害物质与肠道的接触，保持肠道清洁，从而减少和预防胃肠道疾病。

2)膳食纤维能够抑制胆固醇的吸收，预防高血脂症和高血压。

3）膳食纤维能够延缓和减少重金属等有害物质的吸收，减少和预防有害化学物质对人体的毒害作用。

4）膳食纤维可以改善肠道菌群，维持体内的微生态平衡，有利于某些营养素的合成。

5）水溶性膳食纤维具有很强的吸水溶胀性能，吸水后膨胀，体积和重量增加10～15倍，既能增加人的饱腹感，又能减少食物中脂肪的吸收，降低膳食中脂肪的热比值，相对控制和降低膳食的总能量，避免热能过剩而导致体内脂肪的过度积累，既可解决饱腹而不挨饿的问题，又可达到控制体重减肥的目的。

6）科学研究发现，在控制餐后血糖急剧上升和改善糖耐量方面，可溶性膳食纤维效果最佳。膳食纤维能够延缓葡萄糖的吸收，推迟可消化性糖类如淀粉等的消化，避免进餐后血糖急剧上升，膳食纤维对胰岛素敏感性增强，还可直接影响胰岛ａ—细胞功能，改善血液中胰岛素的调节作用，提高人体耐糖的程度，有利于糖尿病的治疗和康复。研究表明，膳食纤维含量充足的饮食，无论是在预防还是在治疗糖尿病方面都具有特殊的功效。

香蕉产量大。营养丰富．具有防治便秘、提高免疫力、缓解压力等生理功能。是热带、亚热带四大名果之一。著名的大宗高效作物。经研究发现香蕉皮中含有大量的果胶、低聚糖、纤维素、半纤维素、木质素等膳食纤维。若能提取与综合利用这些膳食纤维，将是解决香蕉皮处理难题的新途径，在避免环境污染的同时，使得香蕉皮变废为宝，提高香蕉加工企业的经济效益。【2】

2.香蕉皮膳食纤维提取的研究方法比较

目前，膳食纤维的提取方法是与原料的成分及性质密切相关，大致可分为4类：化学分析法、化学试剂、酶结合分离法、膜分离法和发酵法。而对于香蕉皮膳食纤维的提取方法则主要有碱法和酶法。

2.1 化学分离方法

付全意，刘冬，李坚斌等【3】采用了化学分离方法是指将粗产品或原料干燥、磨碎后采用化学试剂提取而制备各种膳纤维的方法．主要有直接水提法、酸法、碱法和絮凝剂法等。

2.2 膜分离法

孙兰萍【4】采用膜分离法制备的膳食纤维还含有少量的蛋白质和淀粉．要制备极纯净的膳食纤维必须结合酶处理。所用酶包括3种：淀粉酶、蛋白酶和脱皮酶。方法主要是经过两次酶解分解掉淀粉等糖类物质和蛋白质类物质，用过滤方

法分离水不溶性膳食纤维和水溶性膳食纤维，水溶性膳食纤维再用乙醇沉淀的方法获得。

2.3 碱法

陈军，宋维春，徐云升等【5】采用了碱法碱法应用较普遍，其方法主要是先用淀粉酶将淀粉及水溶性糖类物质分解。其次用碱分解蛋白类物质，再加入适量的酸进行中和。干燥后即可得到总的膳食纤维，提取过程中改变碱液浓度，并辅以其他化学试剂，还可将水溶性或非水溶性膳食纤维进一步分离。

2.4 发酵法

陈菲菲.许永安等【6】发酵法提取是采用如保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌对原料进行发酵，然后水洗至中性，干燥即可得到膳食纤维。目前该法在果皮原料制取膳食纤维时广泛的得到应用。

综上比较可知，用化学法提取膳食纤维最为简捷快速，这也是目前最常用的方法。但是采用酸碱法制得的纤维产品，色泽较差，不易漂白，并且在高酸高碱、高温条件下，对提取容器、管道、物料泵的腐蚀相当严重。化学分离方法的优点也很多，比如工艺简单、成本低、无二次污染，乙醇可回收再利用。在制得可溶性膳食纤维的同时也可制得不溶性膳食纤维，从而使原料得到更充分的利用。相比较而言发酵法生产的膳食纤维色泽、质地、气味和分散程度均优于化学法，比化学提取法得到的膳食纤维有较高的持水力和得率。因此无论是哪一种方法都不可能表现出一种十全十美的效果，各有利弊。相信只要方法得当，技术娴熟，在实践中不断地摸索并改善，最终还会得到令人满意的结果。

3.香蕉皮中膳食纤维的含量研究

香蕉的品种千差万别，因香蕉皮中营养成分丰富，含有大量的果胶、低聚糖、纤维素、半纤维素、木质素等膳食纤维，而香蕉皮中膳食纤维的含量却因香蕉的品种和成熟阶段的不同而存在差异。通过检测不同品种香蕉皮中的膳食纤维含量发现．不同品种香蕉皮都含有丰富的膳食纤维，且不同品种香蕉皮之间总膳食纤维和可溶性膳食纤维含量呈现显著差异。

若再以不同品种的香蕉果皮为材料．观察其在不同的成熟阶段总膳食纤维和

可溶性膳食纤维的变化。可以发现不同品种香蕉果皮中膳食纤维随着香蕉成熟程度的加剧而呈上升趋势，也有些品种随着香蕉成熟程度的加剧而呈上升后又表现为下降的趋势。【8】

因此可以说要得到良好地效果，尤其对于专门从事此行业的企事业单位，品种的选择至关重要，直接影响着企业的利润。有时虽然花费了同样的时间和采用了相同的技术设备，但产率不高甚至很低，这往往皆由选材不当引起。如果选材得当即所选的香蕉品种膳食纤维含量很高且在较适宜的成熟阶段，那么即便在提取的方法上略有暇思，但得到的最终产量还是可观的。

4.香蕉皮中膳食纤维在食品工业中的应用现状及前景

香蕉皮中营养成分丰富，含有大量膳食纤维。对香蕉皮利用的开发．既可变废为宝保护环境，又可提高香蕉加工企业的经济效益。虽然在香蕉皮膳食纤维生理功能研究方面报道甚少．但国内对香蕉果皮膳食纤维的利用却已有一定的基础。例如，利用香蕉皮中膳食纤维开发的产品主要集中在果醋、饮料、添加剂、面包等领域。【9】

香蕉皮膳食纤维在面包中的应用，是将香蕉皮膳食纤维加入面粉中，研究并探讨了香蕉皮膳食纤维添加量和可溶性膳食纤维(SDF)占总膳食纤维(DF)的量对面粉糊化性质、面团特性和面包烘培品质的影响，结果表明：香蕉皮膳食纤维对面粉的糊化性质有一定的影响，使面团的吸水率增加，影响了面包内部的色泽，减小了面包的比容，增大了面包的硬度。以感官评定为指标，通过正交试验得出最优化工艺参数：香蕉皮膳食纤维添加量为3％(SDF占总DF的量为15％)，面包改良剂和酵母添加量分别为2％、4％，此时面包的品质最为理想。【11】对目前已研制出的水果皮类膳食纤维饮料主要有柿子膳食纤维饮料、柑橘皮膳食纤维饮料、苹果皮膳食纤维饮料、菠萝膳食纤维饮料等，但对于香蕉皮膳食纤维饮料的研究较少。用香蕉皮制备的膳食纤维饮料，该饮料除了含有膳食纤维外，还含有蛋白质、水溶糖分、脂肪、多种维生素和多种无机盐等营养成分。在生产过程中没有经过任何化学提取过程，保证了天然的风味及饮用的安全性，在丰富功能饮料品种的同时，为香蕉皮的利用开辟了新的途径。【12】

香蕉皮膳食纤维功能果醋的研究是以香蕉皮为原料，经酒精发酵和醋酸发酵制得风味纯正的香蕉皮膳食纤维果醋。其特点是清澈透明，酸味柔和，含有丰富的营养物质，其品质完全可以满足人们对食醋的营养、风味、口感等要求。【13】香蕉皮膳食纤维也可以用来制备多功能膳食纤维的食品添加剂。把香蕉皮制成多功能膳食纤维的食品添加剂，既可变废为宝保护环境，又可为人们的保健提供廉价的膳食纤维，并能提高香蕉加工企业的经济效益。因此，用香蕉皮制备多功能膳食纤维添加剂，将带来巨大的社会效益和经济效益。【14】

随着社会的发展和生活水平的提高,人们在膳食结构中对高热量、高蛋白和高脂肪食品和精细食品摄入量大大增加,肥胖症、高血压、高血脂、脂肪肝、糖尿病等现代“富贵病”越来越普遍。膳食纤维能够平衡人体营养,调节机体功能,被列为继糖、蛋白质、脂肪、水、矿物质和维生素传统的六大营养素之后的“第七大营养素”。目前，对香蕉皮膳食纤维产业化研究甚少，主要是香蕉加工落后。理论研究中对香蕉皮膳食纤维的生理功能认识不足．缺乏加工技术及设备。所以。香蕉皮膳食纤维结构组分与其生理特性关系的研究，以及加工工艺技术与配套设备的研究，将成为今后的研究开发热点。若能够在这两个方面有所突破，则能大幅度促进香蕉产业的发展。香蕉皮被充分利用的同时，其对环境污染和经济效益问题也将迎韧而解。

人类社会进入21世纪，社会高度发达，人们生活水平大幅提高，饮食日趋精细，导致富贵病越来越普遍，加之人口进入老龄化社会，人们对食品的消费越来越讲究功能性，因此可以相信，21世纪将是功能性食品的世纪。膳食纤维正是因其突出的保健功能而被广泛认识和使用。

参考文献

[1] 蔡健．浅谈香蕉的保健作用[J]．食品与药品，2005，7(3A)：65—67．

[2] 濮文辉．2005年世界香蕉生产概况[J]．世界热带农业信息．2006(2)：8一l0．

[3]付全意，刘冬，李坚斌，等．膳食纤维提取方法的研究进展叨．食品科

技2008，33(02)：225—227．

[4] 孙兰萍．膜分离技术一食品工业领域的新型分离手段叨．食品研究与开发，2001，22(4)：21-25

[5]陈军，宋维春，徐云升．从香蕉皮提取膳食纤维的研究叨．食品科学，2007(01)：99～101

[6]陈菲菲.许永安.CHEN fei-fei.XU Yong-an 膳食纤维的生理功能及其提取方法的研究进展[期刊论文]-福建水产2008(2)

[7] 鲍金勇．香蕉皮生物特性及其膳食纤维研究[D]．广州：华南农业大学食品学院．2006：57-62

[8] 陈军。宋维春．徐云升．从香蕉皮提取膳食纤维研究lJl．食品科学。2007。28(1)：99—101

[9] 姜录，邱礼平．马细兰，等．不同方法提取香蕉皮巾果胶的研究lJl．食品科技，2007(10)：231—234

[10] 谭惠子，万婕．膳食纤维的生理功能与改性[J]．食品科技，2007(4)：41--44

[11] 侯汉学，张锦丽，董海洲，等．麦麸膳食纤维的挤压改性及其在面包中的应用研究…．粮食与饲料工业．2003(5)：36-38

[12] 陈军，徐云升．宋维春．香蕉皮膳食纤维饮料的研究[J]．食品与发酵工业，2006．32(3)：132一133

[13] 李培．香蕉皮膳食纤维功能果醋的研究[J]．中国凋味，2007(6)：43-46

[14] 徐云升。宋维春．香蕉皮制备多功能膳食纤维添加剂的研究[J]．食品工业科技．2005(II)：l期145

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