蜡质马铃薯慢消化淀粉的制备及结构性质研究

来源 :合肥工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yangqixun123
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本文以蜡质马铃薯淀粉为对象,分别采用物理方法和生物酶法,对蜡质马铃薯慢消化淀粉的制备工艺进行了研究,并对慢消化淀粉的结构、性质及形成机理进行了探讨。  首先研究了多次回生法制备蜡质马铃薯慢消化淀粉的工艺,得到工艺参数为:糊化温度100℃,淀粉乳浓度50%,回生时间48h,回生次数2次。在此条件下,制备得到的蜡质马铃薯淀粉中慢消化淀粉含量高达40.41%。另外,比较了不同回生次数对蜡质马铃薯慢消化淀粉结构性质的影响,结果表明:与天然淀粉相比,经过2次回生处理,淀粉样品的相对结晶度由36.82%下降到6.73%,结晶型由B-型转变为C-型。而且经过2次回生处理的淀粉样品具有较高的起始温度(To),较窄的糊化温度范围(Tc-To)和较低的糊化焓(?H)。通过扫描电镜观察发现,2次回生处理的淀粉样品颗粒表面形成了大量网格状空穴结构,这一结构促进了水分子与非定型区域的结合,使得其膨胀度最高(10.49g/g)。但随着回生次数的增加,淀粉颗粒表面空穴结构减少并且更加光滑,其膨胀度降低。2次回生处理的淀粉样品具有较高的储存模量(G’max)、损耗模量(G’’max)和损失因子(tan?)。以上结果表明:2次回生处理使淀粉结晶中完美结晶数量减少,促进了不完美结晶结构及小部分非定型区域的形成,因而提高了慢消化淀粉的含量。  本文进一步研究了变温回生法制备蜡质马铃薯慢消化淀粉的工艺,得到工艺参数为:糊化温度100℃,淀粉乳浓度50%,变温时间间隔24h,回生时间72h,变温温度4/25℃。在此条件下,制得的蜡质马铃薯淀粉样品中慢消化淀粉含量达到38.63%。并且比较了变温回生和恒温回生处理对蜡质马铃薯慢消化淀粉结构性质的影响。结果表明:与25℃恒温回生处理相比,4/25℃变温循环回生处理得到的淀粉样品具有较窄的糊化温度范围(Tc-To)和较高的糊化焓(?H)。此外,在不同温度条件下回生处理制得的淀粉样品红外光谱吸收峰吸光度比值(1047cm-1/1022cm-1)由高到低的顺序依次为:4/25℃>25℃>4℃,这一变化趋势与淀粉样品相对结晶度的变化趋势相同。经变温回生处理后,淀粉结晶型由B-型转变为C-型。4/25℃条件下变温循环回生处理得到的淀粉样品的膨胀度比恒温回生处理的淀粉样品更低。这表明变温循环回生有利于抑制淀粉中非定型区域的形成,促进支链淀粉形成更加致密的结晶结构,有利于不完美结晶的形成。  本文还利用普鲁兰酶研究了单一酶处理对蜡质马铃薯慢消化淀粉的形成及结构性质的影响。结果表明,采用普鲁兰酶法制备蜡质马铃薯慢消化淀粉的工艺参数为:淀粉乳浓度10%,普鲁兰酶添加量12ASPU/g,酶解时间6h后,在4℃回生2d,制得的蜡质马铃薯淀粉样品中慢消化淀粉含量达到30.43%。X射线衍射分析结果表明:经普鲁兰酶处理的淀粉样品的结晶型由B-型转变为B+V-型。并且随着酶解后回生时间的延长,淀粉样品的膨胀度逐渐降低,而淀粉样品的相对结晶度和热力学参数逐渐升高,包括起始温度(To)、峰值温度(Tp)、终止温度(Tc)、糊化温度范围(Tc-To)和糊化焓(?H)。上述这些结果表明:淀粉的消化性是由非定型区域与结晶区域共同决定的。大部分的非定型区域与小部分脱支直链形成的双螺旋结晶结构共同构成了慢消化淀粉的结构。  本文还进一步研究了普鲁兰酶和葡萄糖转苷酶复合酶处理对蜡质马铃薯慢消化淀粉形成及结构性质的影响。结果表明:经过普鲁兰酶处理的淀粉样品,再经过10ATU/g葡萄糖转苷酶作用6h后,在4℃回生2d,制得的蜡质马铃薯淀粉样品中慢消化淀粉含量高达37.34%。相比较于单一普鲁兰酶法,采用复合酶法制备的蜡质马铃薯淀粉样品中慢消化淀粉含量有所提高。研究还表明,虽然复合酶法制备的淀粉样品结晶型为B+V型,但其相对结晶度相比较于单一普鲁兰酶法制备的淀粉样品有所下降。同时,复合酶法制备的淀粉样品具有较低起始温度(To)、峰值温度(Tp)、终止温度(Tc)、糊化温度范围(Tc-To)和糊化焓(?H)。膨胀度结果表明随着葡萄糖转苷酶作用时间的延长,淀粉样品的膨胀度逐渐上升。这说明复合酶处理可以降低淀粉相对结晶度,改善淀粉结晶结构,有利于淀粉中不完美结晶的形成。
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