小麦抗性淀粉的制备及结构性质研究

发布时间：2020-06-21 15:16

【摘要】：本文以小麦淀粉、A-型和B-型小麦淀粉颗粒为研究对象,研究了普鲁兰酶脱支-多次湿热处理、柠檬酸酯化-多次湿热处理和脱支-单甘酯复合-湿热联合处理三种不同方法对小麦淀粉及A-型和B-型淀粉颗粒抗性淀粉形成的影响,并对其结构、理化性质及体外消化性进行了分析。首先是脱支-多次湿热复合处理,主要研究了普鲁兰酶添加量和湿热处理次数两个因素对小麦淀粉及A-型和B-型淀粉颗粒RS_3型抗性淀粉形成的影响。结果表明,当普鲁兰酶添加量为60U/g,湿热处理两次时,小麦淀粉和A-型淀粉颗粒中抗性淀粉含量最高,分别达到80.24%和81.85%;当普鲁兰酶添加量为40U/g,湿热处理两次时,B-型小麦淀粉颗粒中抗性淀粉含量最高,为82.77%。与原淀粉和脱支处理的淀粉样品相比,经过脱支-二次湿热处理,淀粉样品的糊化温度和糊化焓值显著增加;拉曼光谱在480cm~(-1)处的半高全宽和红外光谱中1047/1022 cm~(-1)的比值以及相对结晶度有所增加,并且淀粉样品的结晶类型由A-型转变为A+V-型;而淀粉分子中α-1,6糖苷键的比率、1022/995cm~(-1)的吸光度比值、膨胀率和溶解度、直链淀粉含量以及碘结合能力降低,并且淀粉颗粒表面变得粗糙,颗粒发生团聚。其次是柠檬酸酯化-多次湿热复合处理,主要研究了柠檬酸添加量和湿热处理次数两个因素对小麦淀粉及A-型和B-型淀粉颗粒RS_4型抗性淀粉形成的影响。结果表明,当柠檬酸添加量为40%,湿热处理一次时,小麦淀粉及A-型和B-型淀粉颗粒中抗性淀粉含量最高,可分别达到85.54%、78.89%和86.46%。与原淀粉相比,经过柠檬酸酯化-湿热复合处理,淀粉样品的糊化吸热峰和X-射线晶体衍射峰消失;淀粉颗粒表面变得粗糙,颗粒出现坍塌;拉曼光谱在480cm~(-1)处的半高全宽和红外光谱中1047/1022 cm~(-1)的吸光度比值增加;柠檬酸酯化-湿热复合处理的淀粉样品经蒸煮处理后,抗性淀粉含量较高且热稳定性较好;蒸煮后的淀粉其一阶动力学方程中的水解参数(C_∞和k)值降低。本文还研究了脱支-单甘酯复合-湿热联合处理对小麦淀粉及A-型和B-型小麦淀粉颗粒结构和体外消化性的影响。主要探讨了脱支时间和单甘酯添加量对其RS_5型抗性淀粉形成的影响。结果表明,当脱支时间为6h,单甘酯的添加量为2%时,小麦淀粉及A-型和B-型小麦淀粉颗粒中抗性淀粉含量最高,可分别达到81.46%、83.55%和82.30%。与原淀粉和经过脱支-单甘酯复合处理的淀粉样品相比,经过脱支-单甘酯复合-湿热联合处理,淀粉样品呈现出高的糊化温度、焓值和较宽的糊化温度范围;且红外光谱证实了脱支淀粉与单甘酯之间复合物的形成,其晶体类型为A+V-型。湿热处理使得复合物的分子有序性增加,直链淀粉含量和碘结合能力降低。激光共聚焦显微镜观察显示,单甘酯主要分布在淀粉颗粒的表面;淀粉样品的水解动力学参数(C_∞和k)值降低。通过对上述三种小麦抗性淀粉制备方法的系统研究,结果表明,采用普鲁兰酶脱支-多次湿热处理制备的小麦抗性淀粉,其操作工艺简单、无化学试剂污染;柠檬酸酯化-多次湿热处理是制备热稳定性良好的小麦抗性淀粉的有效方法;而采用脱支-单甘酯复合-湿热联合处理制备得到的RS_5型抗性淀粉,是一种新型抗性淀粉,有望在食品工业中得以应用。
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TS235.1
【图文】：

示意图,淀粉结构,示意图

究及产业化示范”（项目编号：16030701079）。1.2 淀粉概述淀粉是由葡萄糖单元聚合而成的一种高分子碳水化合物，是自然界中含量较为丰富的可再生碳水化合物资源。其主要分布在植物的块茎、种子和果实中，是人类饮食的主要能量来源。我国淀粉的种类繁多，主要包括谷物类、薯类、豆类淀粉等。而且，由于淀粉来源广泛、便宜易得、可降解和生物相容性好，其改性产物广泛应用于食品、药品和化妆品等诸多领域。1.2.1 淀粉分子结构和结晶特征淀粉是由线性的直链淀粉和分支度较高的支链淀粉组成，其基本组成单位为α-D-1,4 吡喃葡萄糖[1]。如图 1.1 所示，直链淀粉是由葡萄糖分子经脱水后以 α-1,糖苷键连接而成，平均聚合度 DP 值为 1000-5000。而支链淀粉的主链和侧链都是由 α-1,4 糖苷键连接，分支点则是由 α-1,6 糖苷键连接而成，聚合度 DP 值约 1000或以上[1]。

结晶型,X-射线衍射,淀粉

合肥工业大学硕士研究生学位论文大多数淀粉中含有 70%-80%的支链淀粉，支链淀粉在淀粉颗粒中是呈放射向排列的（图 1.1）。根据支链淀粉的支链长度和分布位置的不同，将其支链 A 链、B 链和 C 链。其中，A 链通过 α-1,6 糖苷键连接到该分子的其余部分链是中长支链，具有一个或多个分支葡聚糖链，根据其分子量大小，可分为 2和 B3链，它们通过 α-1,6 糖苷键与其余部分的分子相连接。C 链是主侧链，聚合度 DP>60，具有分子中唯一一个还原性末端[3]。而直链淀粉是由一条单糖链或几条长葡聚糖链构成，分子量较小。长链的分子卷曲并通过分子内氢作用形成双螺旋结构。直链淀粉含有一个还原末端基和一个非还原末端基[4链淀粉和直链淀粉间通过复杂的空间排列形成淀粉颗粒。

【参考文献】