基本信息
- 項目名稱：
- 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法研究啤酒糟不溶性膳食纖維的酶法脫脂工藝
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡介：
- 采用脂肪酶對酶堿法制備啤酒糟不溶性膳食纖維的脫脂工藝進行研究，并對制備得到IDF的成份和功能特性進行分析。在正交試驗的基礎(chǔ)上，基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立脂肪酶脫脂模型，利用遺傳算法優(yōu)化工藝條件。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立的脫脂模型誤差為0.0001，具有較強的逼近能力。制備得到IDF的溶脹性達6.05mL/g，持水力達318.2%，具有較好的生理活性。
- 詳細介紹：
- 目前，麥糟中不溶性膳食纖維的制備方法有堿法和酶堿法。堿法條件苛刻，環(huán)境污染嚴重，因此推崇酶堿法，它包括有機溶劑脫脂、淀粉酶水解、蛋白酶水解和堿解四個主要步驟，后三個步驟的研究報道多。而對于膳食纖維的脫脂工序，目前仍多采用乙醚、丙酮等有機溶劑，脫脂效果好，但有機溶劑脫脂有一定的缺點：一方面，脫脂過程中有機溶劑有毒性，不利于操作，且膳食纖維損失較多；另一方面，產(chǎn)品中有機溶劑殘留，有食用安全隱患，同時污染環(huán)境。而采用酶法脫脂具有反應(yīng)條件溫和，無環(huán)境污染，無有機溶劑殘留等優(yōu)勢，有很好的發(fā)展和應(yīng)用前景。馮翠萍等采用酶法提取蘆筍中高活性膳食纖維，篩選出脂肪酶最適用量27mg，脂肪含量由10.29%降低到6.02%，取得了較好效果，但脂肪酶應(yīng)用于麥糟脫脂的研究尚未見報道。本文采用脂肪酶酶解脫脂代替?zhèn)鹘y(tǒng)的有機溶劑脫脂，制備麥糟不溶性膳食纖維。 試驗首次將BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模和GA優(yōu)化應(yīng)用于脂肪酶酶解脫脂的研究，以期為脂肪酶脫脂過程的預(yù)測和優(yōu)化提供參考和依據(jù)。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有非線性映射能力，適用于高度非線性的系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、化工和生物等領(lǐng)域的模型建立。遺傳算法（GA）是基于達爾文進化論和孟德爾遺傳學(xué)說來實現(xiàn)隨機、自適應(yīng)、并行性全局搜索尋優(yōu)的方法。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 通過作品撰寫，總結(jié)采用脂肪酶酶解脫脂代替?zhèn)鹘y(tǒng)的有機溶劑脫脂制備麥糟不溶性膳食纖維研究的基本過程，以及將BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模和GA優(yōu)化應(yīng)用于脂肪酶酶解脫脂的科學(xué)優(yōu)化方法。為未來有效利用啤酒糟生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)膳食纖維，提供理論參考和科學(xué)依據(jù)。
科學(xué)性、先進性及獨特之處
- 試驗在采用單因素、正交試驗的基礎(chǔ)上，基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立脂肪酶脫脂模型，利用遺傳算法優(yōu)化工藝條件。作品研究內(nèi)容明確新穎，研究方法科學(xué)合理，試驗首次將BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模和GA優(yōu)化應(yīng)用于脂肪酶酶解脫脂的研究，在啤酒糟資源應(yīng)用研究方面有創(chuàng)新之處。
應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義
- 作品具有很高的科學(xué)價值和應(yīng)用價值。采用脂肪酶酶解脫脂代替?zhèn)鹘y(tǒng)的有機溶劑脫脂，制備麥糟不溶性膳食纖維, 條件溫和易實現(xiàn)，無毒無害無污染，可以更大程度的開發(fā)優(yōu)質(zhì)膳食纖維來源，更充分的利用工業(yè)廢物生產(chǎn)出健康食品原料或醫(yī)藥原料，提高啤酒糟的應(yīng)用價值，減少了大中型啤酒廠的環(huán)保壓力，實現(xiàn)生產(chǎn)和環(huán)保相結(jié)合，經(jīng)濟效益和社會效益相結(jié)合，具有極大的潛在發(fā)展前景，巨大的經(jīng)濟收入。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 論文采用脂肪酶對酶堿法制備啤酒糟不溶性膳食纖維（IDF）的脫脂工藝進行研究，并對制備得到IDF的成份和功能特性進行分析。在正交試驗的基礎(chǔ)上，基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立脂肪酶脫脂模型，利用遺傳算法優(yōu)化工藝條件。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立的脫脂模型誤差為0.0001，具有較強的逼近能力。優(yōu)化得到的最佳工藝條件是加酶量 0.7g，溫度39.6℃，時間5.6h。在此條件下，脂肪去除率達74.1%。制備得到IDF的溶脹性達6.05mL/g，持水力達318.2%，具有較好的生理活性。
獲獎情況
- 在《食品科學(xué)》2010年14期發(fā)表，研究項目獲獎證書：“啤酒糟資源的精深加工應(yīng)用研究” 2010.05 南陽市科技進步二等獎”
鑒定結(jié)果
- 無
參考文獻
- [1]邱雁臨.生物技術(shù)在啤酒糟綜合利用中的研究進展與前景[J].食品與發(fā)酵工業(yè)，2002，28（1）：72-73 [2]陳季旺，劉英，孫勤等.燕麥麩膳食纖維脫色工藝及對產(chǎn)品特性的影響[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2008，24（11）：247-250 [3]馮翠萍，龐侯英，常明昌等.酶法提取蘆筍中高活性膳食纖維的研究[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2004，20（3）：188-191 [4]王金華，張聲華.啤酒糟中可溶性膳食纖維的提取及化學(xué)組成[J].食品科學(xué)，2002，23（12）：64-67 [5]王金華，李冬生.麥糟中水不溶性膳食纖維的提取及化學(xué)組成[J].釀酒，2002，29（6）：80-83 [6]李鳳鳳.啤酒糟膳食纖維的提取及不可溶性膳食纖維的改性研究[D].長春：吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文，2007：19-35 [7]劉煥云，李慧荔，趙紅.燕麥麩中水溶性膳食纖維提取工藝優(yōu)化[J].農(nóng)業(yè)機械學(xué)報，2008，39（7）：103-106 [8]邵平，姜紹通，應(yīng)艷杰等.基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的脂肪酶酯化菜籽油脫臭餾出物的仿真研究[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2006，22（10）：198-202
同類課題研究水平概述
- 目前，麥糟中不溶性膳食纖維的制備方法有堿法和酶堿法。堿法條件苛刻，環(huán)境污染嚴重，因此推崇酶堿法，它包括有機溶劑脫脂、淀粉酶水解、蛋白酶水解和堿解四個主要步驟，后三個步驟的研究報道多。而對于膳食纖維的脫脂工序，目前仍多采用乙醚、丙酮等有機溶劑，脫脂效果好，但有機溶劑脫脂有一定的缺點：一方面，脫脂過程中有機溶劑有毒性，不利于操作，且膳食纖維損失較多；另一方面，產(chǎn)品中有機溶劑殘留，有食用安全隱患，同時污染環(huán)境。而采用酶法脫脂具有反應(yīng)條件溫和，無環(huán)境污染，無有機溶劑殘留等優(yōu)勢，有很好的發(fā)展和應(yīng)用前景。馮翠萍等采用酶法提取蘆筍中高活性膳食纖維，篩選出脂肪酶最適用量27mg，脂肪含量由10.29%降低到6.02%，取得了較好效果，但脂肪酶應(yīng)用于麥糟脫脂的研究尚未見報道。本文采用脂肪酶酶解脫脂代替?zhèn)鹘y(tǒng)的有機溶劑脫脂，制備麥糟不溶性膳食纖維。 試驗首次將BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模和GA優(yōu)化應(yīng)用于脂肪酶酶解脫脂的研究，以期為脂肪酶脫脂過程的預(yù)測和優(yōu)化提供參考和依據(jù)。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有非線性映射能力，適用于高度非線性的系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、化工和生物等領(lǐng)域的模型建立。遺傳算法（GA）是基于達爾文進化論和孟德爾遺傳學(xué)說來實現(xiàn)隨機、自適應(yīng)、并行性全局搜索尋優(yōu)的方法。
