蒸汽爆破法抗消化甘薯淀粉制备研究

发布时间：2016-09-28 06:29

第一章 文献综述

甘薯根块中蛋白质含量虽不高,但含 8 种必需氨基酸,且氨基酸的组成较为理想,生物价比较高。甘薯还含有丰富的维生素:据分析甘薯中 VC的含量是苹果、梨、葡萄的10～30 倍;甘薯中胡萝卜素、VB1、VB2、VC和铁、钙等矿物质的含量也要高于大米和小麦粉; VB1和 VB2的含量为大米的 6 倍,面粉的 2 倍; VE的含量为小麦的 9.5 倍[2]。甘薯中纤维素的含量也很高,且质地细腻,不伤肠胃,是大米及白面的 10 倍[3]。甘薯是一种生理性碱性食品,可以中和人体摄入肉、蛋等后产生的酸性物质,调节酸碱平衡。因此,被誉为“长寿食品”[4]。硒元素是一种抗癌物质，很多食物中没有，而甘薯却含硒，特别是紫薯的含硒量又是其他甘薯的 10 倍。目前,甘薯茎尖在香港的高级宴会上被誉为蔬菜“皇后”,成为不可缺少的佳肴,在我国台湾省被认为是最富营养价值的夏季蔬菜。甘薯叶柄在日本、东南亚等国和地区已做蔬菜在市场上畅销。甘薯很少使用药剂,是无污染的洁净蔬菜,还能在淡季增加蔬菜花色品种,丰富群众的菜篮。世界卫生组织用了 3 年的时间进行研究和评选，甘薯被营养学家们称为营养最均衡的保健食品，被列为 13 种最佳蔬菜的冠军。

......

第二章 蒸汽爆破处理对甘薯淀粉分子结构的影响

2.1 材料与方法

（1） 甘薯淀粉的制备
新鲜甘薯洗净后切成碎块，放入组织搅碎机中，加入 2 倍甘薯的水的水, 搅碎 15min，用纱布过滤,重复加水过滤 3 次，滤液自然沉淀 10 h 后, 倒去上清液, 得到淀粉。将淀粉铺平后, 自然晾干，收集待用。（2） 蒸汽爆破处理将 50 g 甘薯淀粉样品加入汽爆缸中，旋上盖后通入高温饱和蒸汽，使汽爆缸中的压力至设定压力然后保持一定的时间，维压结束后打开气动阀门，瞬间泄压的同时完成物料的爆破，收集喷出的物料即为蒸汽爆破后的样品。（3） 淀粉颗粒形貌观察将蒸汽爆破处理后的淀粉样品进行干燥处理，在红外灯下用双面胶将样品固定在样品台上，然后喷金（厚约 10 nm），测试时将样品置于扫描电子显微镜中，加速电压为20 Kv，然后观察并拍摄具有代表性的淀粉颗粒样貌。（4） 淀粉分子量的测定① 淀粉样品溶液的制备称取 50 mg 淀粉样品（以干基计）溶于 10 m L 90 %的二甲亚砜溶液中，采用磁力加热搅拌器于 60 ℃下加热搅拌 1 h，得到澄清透明的标样溶液，3000 r/min 离心 20min，取上清液，经 0.45 μm 的尼龙微孔膜过滤后进行凝胶过滤色谱分析，进样量 100μl[65]。

2.2 结果与分析

由甘薯淀粉扫描电镜图可知，原甘薯淀粉颗粒形态呈圆形或椭圆形等，淀粉颗粒表面光滑，颗粒表面孔径小，无裂纹，颗粒大小相对均一，差别不大，大粒呈卵形且有的带有凹陷或皱纹,小粒圆形。经过蒸汽爆破处理后所得甘薯淀粉的粒径显著增大，形成了许多的大小不同的块状，淀粉颗粒形状几乎消失，颗粒表面有许多裂纹和沟壑，呈现极不规则的块状或团状。在蒸汽爆破处理过程中，甘薯淀粉在汽爆缸中与高温蒸汽结合发生糊化，颗粒结构被破坏，维压结束后打开气动阀门，瞬间泄压的同时完成物料的爆破使颗粒膨胀，部分颗粒破裂形成小分子颗粒，部分颗粒膨胀未破裂形成较大的不规则颗粒。在经过 4 ℃低温储藏后，淀粉分子重排形成有序的结晶结构，该结构更加紧密，为形状大小不均一的重结晶碎片[67-68]。这也可以说明甘薯淀粉经过蒸汽爆破处理后，其抗性淀粉含量增加的原因。因此，在扫描电镜图中呈现出不规则颗粒结构及粗糙外观。

第三章 蒸汽爆破法抗消化甘薯淀粉制备工艺研究................25

3.1 材料与方法 .............25
3.2 结果与分析 .........27
3.3 小结 ...........................37
第四章 抗消化甘薯淀粉消化特性研究.....................39
4.1 材料与方法 ..................39
4.2 结果与分析 ...............41
4.3 小结 ..........44
结 论.................45

第四章 抗消化甘薯淀粉消化特性研究

4.1 材料与方法

称取 200 mg 淀粉样品置于测试管中，加入15 ml pH 5.2 的 0.2 mol/L 醋酸钠缓冲液，，混匀后加入 10 ml 的猪胰 α-淀粉酶（290 U/ml）和糖化酶（15 U/ml），放置到 37 ℃恒温水浴下振荡（转速为 150 r/min）并准确计时。水解 20 或 120min 后置于 0.5ml 水解液加 4ml 无水乙醇灭酶，然后离心处理后的上清液用葡萄糖氧化酶法在 510 nm 比色测定产生的葡萄糖含量[44]。样品中快消化淀粉( RDS )、慢消化淀粉( SDS )、抗消化淀粉( RS )的质量分数具体计算公式如下.

4.2 结果与分析

根据消化时间不同，淀粉可分为 RSD、SDS 与 RS 3种类型， RDS 食用后产生高血糖应答，产生胰岛素抵抗，易引起一些与饮食相关的慢性疾病或代谢综合症，SDS 持续消化释放葡萄糖，具有维持低血糖应答的特性，而 RS 仅于大肠中被微生物发酵产生短链脂肪酸，有利于肠道健康。因此，SDS 与 RS 均可以改善淀粉的营养品质。从表 4-1 中可以看出，SPS 样品 RDS 含量最高，达到了 68.2 %，RS 含量只有 7.3 %左右。SE-SPS 样品的 RS 含量上升到了 13.8 %，RDS 含量下降到了 57.8 %AC-SE-AC-SPS样品的 RS 含量上升到了 30.1 %，RDS 含量下降到了 53.5 %，说明 AC-SE-AC-SPS 样品的营养品质得到了较大程度的改善。由图 4-1 可以看出，白面包和甘薯淀粉在 0 到 30 min 时间内，水解速率快速上升，30 min 以后趋于平缓，说明白面包和 SPS 易被淀粉酶水解产生葡萄糖；经过蒸汽爆破处理后的甘薯淀粉水解速率上升比没有蒸汽爆破处理的甘薯淀粉较为缓慢。

......

结 论

1. 蒸汽爆破处理对甘薯淀粉颗粒形貌的观察分析可知，甘薯淀粉经过蒸汽爆破处理后经过蒸汽爆破处理后，形成了许多的大小不同的块状，淀粉颗粒形状几乎消失，颗粒表面有许多裂纹和沟壑，呈现极不规则的块状或团状。由高效凝胶过滤色谱图分析和计算可以得知，蒸汽爆破处理后甘薯淀粉的分子量会随着蒸汽爆破处理压力的增大以及蒸汽爆破处时间的延长而降低，并且分子链较长的支链淀粉峰峰面积也在逐渐的减小，而分子链较短的直链淀粉峰的峰面积逐渐的增大。由红外扫描光谱观察分析和计算得知，蒸汽爆破处理后甘薯淀粉没有产生新的吸收峰，不过随着蒸汽爆破处理压力和蒸汽爆破处理维压时间的延长，甘薯淀粉的结晶指数在逐渐增加。由激光粒度分析图谱可知，蒸汽爆破处理后所得甘薯淀粉的粒径显著增大。2．通过单因素实验得出蒸汽爆破处理甘薯淀粉压热制备抗消化淀粉最佳工艺参数：蒸汽爆破处理压力 2 MPa,蒸汽爆破维压时间为 60 s,压热淀粉乳浓度为 20 %，压热时间为20 min,冷藏回生时间为18 h.通过Box-Behnken中心组合试验设计和响应面分析优化了蒸汽爆破处理甘薯淀粉压热制备抗消化淀粉最佳工艺条件在压热淀粉乳浓度为 20 %，冷藏回生时间为 18 h 条件下蒸汽爆破压力为 2.1 MPa，蒸汽爆破处理维压时间 62.37 s，压热处理时间为 21.35 min。在此工艺条件下制备的甘薯淀粉其淀粉抗消化性为 18.24±1.1 %。

....

参考文献（略）

本文编号：125045