高压均质法制备玉米淀粉—脂质复合物及其结构性质研究

发布时间：2017-11-11 13:01

  本文关键词：高压均质法制备玉米淀粉—脂质复合物及其结构性质研究

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【摘要】：淀粉是由直链淀粉和支链淀粉组成的天然高分子聚合物,在一定条件下可与脂肪酸、甘油酯等脂质形成高分子复合物。脂质的引入可改善淀粉的凝沉性,降低淀粉糊黏度,改变淀粉消化性,提高脂质的抗氧化性等。淀粉-脂质复合物可做增稠剂、稳定剂、脂肪替代品,化妆品组分及药片的赋形剂、缓释剂等。本课题以直链淀粉含量不同的玉米淀粉为原料,以硬脂酸作为脂质配合体,应用高压均质法制备玉米淀粉-脂质复合物;研究了不同类型、结构的脂质对复合物形成和结构性质的影响;以玉米淀粉-亚麻酸复合物为例,通过体内和体外实验探讨了玉米淀粉-脂质复合物的缓释作用。本实验应用高压均质技术对三种直链淀粉含量不同的糊化玉米淀粉进行物理改性,结果表明高压均质作用使淀粉颗粒破碎、粒度减小,强烈的机械力使淀粉链的α-1,6糖苷键断裂,分子量和聚合度降低、直链淀粉含量增加。随着直链淀粉含量的增加,淀粉抵抗高压均质的能力逐渐增强。蜡质玉米淀粉在均质压力60 MPa时,颗粒完全崩解,120 MPa时直链淀粉含量增加至6.19%;普通玉米淀粉在均质压力80 MPa时,无完整颗粒存在,部分颗粒崩解,120 MPa直链淀粉含量增加至31.57%;120 MPa高压均质处理高直链玉米淀粉时,仍有部分完整颗粒存在,直链淀粉含量为61.95%。高压均质会改变玉米淀粉糊的流变性质,使其具有假塑性流体特征;同时可提高淀粉的溶解度和膨润性,改善普通玉米淀粉和高直链玉米淀粉的凝沉性。以硬脂酸为脂质配合体,采用高压均质法制备玉米淀粉-硬脂酸复合物。随直链淀粉含量增高,玉米淀粉形成复合物的能力逐渐增强。蜡质玉米淀粉-硬脂酸复合物的最佳工艺条件为:淀粉浓度为10%,硬脂酸添加量为1%(淀粉基),95℃糊化30 min,100 MPa高压均质3次;普通玉米淀粉-硬脂酸复合物的最佳工艺条件为:淀粉浓度为8%,硬脂酸添加量为3%(淀粉基),95℃糊化30 min,100 MPa高压均质3次;高直链玉米淀粉-硬脂酸复合物最佳工艺条件为:淀粉浓度为6%,硬脂酸添加量为4%(淀粉基),105℃糊化30 min,100 MPa高压均质3次。玉米淀粉-硬脂酸复合物的颗粒呈现为结构紧密的不规则块状或薄片状结构,表面出现不光滑褶皱;蜡质玉米淀粉复合物X衍射图谱为弥散衍射特征,而普通玉米淀粉和高直链玉米淀粉复合物的X衍射图谱和13C固体核磁共振图谱均表明硬脂酸进入淀粉螺旋疏水腔内形成V型晶型复合物。高直链玉米淀粉复合物生成量最多,相变热焓值最高,为10.87 J/g,体外消化速率最小,具有缓慢消化特性。脂肪酸碳链长度和饱和度会对复合物的形成及性质产生影响。随碳链长度的增加,中链脂肪酸复合物的复合率与脂肪酸含量增大;长链脂肪酸随着碳链长度的增加复合率略有降低,12~20碳脂肪酸较易与淀粉形成复合物。复合物均为61-V晶型,随碳链长度的增加,复合物热稳定性增加,相变峰值温度升高;消化性随复合物形成量的增加而降低,其中硬脂酸复合物的酶解率最低。具有18个碳的脂肪酸形成的复合物,随不饱和C=C双键增加,复合率和脂肪酸含量略有升高,相变峰值温度降低,热稳定性减弱,具缓慢消化性;而且玉米淀粉-亚麻酸复合物的形成可抑制氧化反应的发生,提高亚麻酸的氧化稳定性。以甘油酯为脂质配合体时,单甘脂最易于与玉米淀粉形成复合物,三甘酯和天然油脂(大豆油)由于空间位阻作用难以形成复合物。体外消化实验证明玉米淀粉-亚麻酸复合物通过降低淀粉的酶解速率实现亚麻酸的缓释;玉米淀粉-亚麻酸复合物可降低高脂膳食大鼠血清及肝脏的胆固醇TC、甘油三酯TG和低密度脂蛋白LDL-C值,对高脂膳食大鼠的脂质代谢具有积极的调节作用,玉米淀粉-亚麻酸复合物的缓释性使其对脂质代谢的调节效果优于同等剂量的亚麻酸组;玉米淀粉-亚麻酸复合物可提高高脂膳食大鼠的抗氧化酶活性,使脂质过氧化产物丙二醛MDA值降低,提高大鼠的抗氧化能力,其抗氧化效果优于同等剂量的亚麻酸组。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TS236.9;TB33

【参考文献】

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本文编号：1171481