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微波和超声波对rs3型抗性淀粉形成的影响及其制备方法的研究(附件)

2021-06-01 22:32编辑: www.jxszl.com景先生毕设
抗性淀粉是一种由19~25个葡萄糖分子以糖苷键连接而成的葡聚糖,具有很多重要的生理功能和食品应用价值,如降血糖、降血脂、改善肠道和促进钙、镁离子的吸收等。本实验以豌豆淀粉为原料,通过微波法和超声波法制备RS3型抗性淀粉。研究了淀粉乳浓度、淀粉乳pH值、老化时间、微波时间以及超声时间对RS3型抗性淀粉含量的影响。采用扫描电镜(SEM)、红外图谱(IR)和X-射线衍射(XRD)等分析技术分析比较豌豆原淀粉、微波法制备的抗性淀粉样品以及超声波法制备的抗性淀粉样品的颗粒形貌及其理化性质。关键词 抗性淀粉,微波,超声波,制备方法
目 录
1 绪论 1
1.1 抗性淀粉的定义和分类 1
1.2 抗性淀粉的制备方法 1
1.3 抗性淀粉的生理功能 3
1.4 本课题主要研究内容 4
2 实验材料和主要仪器 4
2.1 实验原料与试剂 4
2.2 实验仪器 5
3 实验方法 5
3.1 RS3型抗性淀粉样品的制备 5
3.2 样品中RS3型抗性淀粉含量测定 6
3.3 样品溶解度和溶胀度的测定 8
3.4 扫描电镜分析 8
3.5 红外光谱分析 8
3.6 X射线衍射分析 8
4 结果与讨论 9
4.1 单因素实验结果分析 9
4.2 RS3型抗性淀粉的溶解度与溶胀度 12
4.3 RS3型抗性淀粉的扫描电镜分析 13
4.4 RS3型抗性淀粉的红外图谱分析 14
4.5 RS3型抗性淀粉的X射线衍射分析 15
结论 17
致谢 18
参考文献 19
1 绪论
淀粉是自然界中除纤维素以外含量第二丰富的碳水化合物。不同的淀粉具有不同的分子结构、颗粒组织、形态性质、结晶度以及酶解率[]。淀粉可被人体消化道分泌的淀粉酶消化分解,但由于不能确定人体排泄物中淀粉的残留量,因此认为淀粉可以被人体完全吸收[]。然而,有一种被称为抗性淀粉(RS)的淀粉种类,不能被小肠消化 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: *351916072
吸收,只能被大肠中的微生物菌群发酵并产生短链脂肪酸以供机体吸收利用[]。在过去的几十年中,抗性淀粉因其在食品中的众多健康效应和功能益处而引起了广大研究人员的兴趣。
1.1 抗性淀粉的定义和分类
早在1983年,英国的生理学家Hans Englyst最早提出抗性淀粉这一术语,当时是指体外实验中不能被淀粉酶消化分解的那部分淀粉[]。然而,人体摄入的抗性淀粉会被结肠内的肠道菌群发酵代谢。因此1992年,FAO根据Englyst和EURESTA(欧洲抗性淀粉研究协作网)的建议,重新定义抗性淀粉为健康者小肠中不吸收的淀粉及其降解产物[]。
抗性淀粉包含RS1~RS5五类。RS1(物理包埋淀粉)是指封锁在细胞壁和食物基质内的物理上不可接近的淀粉,极易受物理方法处理及热处理的影响而改变其在食物中的含量。RS2(抗性淀粉颗粒)由含有未加工淀粉的天然淀粉颗粒组成,因其结构的完整性和高密度性而对α淀粉酶具有高度抗性。RS3(老化淀粉),亦称回生淀粉,是指通过对原淀粉进行物理改性,由直链淀粉相互间形成稳定的双螺旋结构而组成一种构型规则紧密的淀粉结晶体。颗粒细小、颜色白腻、风味淡、持水力温和是RS3型抗性淀粉的特点,可在冷米饭、冷面包等食品中找到此种淀粉[]。此外,变性的直链淀粉是RS3型抗性淀粉中的主要成分,因此RS3型抗性淀粉分子易于取向,分子间的联系较为松散[]。RS4(化学改性淀粉),系指通过化学改性使淀粉内部结构发生变化而产生酶抗性的一类淀粉。RS5 (直链淀粉脂质复合物)是指由直链淀粉与脂质复合而成的一类淀粉。其中RS3型抗性淀粉的形成过程未使用化学方法改性,且RS3型抗性淀粉成为目前最具应用前景的抗性淀粉种类[]。
1.2 抗性淀粉的制备方法
1.2.1 微波辐射
微波辐射可以改变淀粉分子内部的结晶度,从而影响抗性淀粉的形成。将淀粉配制成淀粉乳后作微波辐射处理,淀粉颗粒发生膨胀,使得淀粉分子间的氢键断裂,在之后的冷却过程中相邻的直链淀粉分子会相互缔合而形成抗性淀粉。林姗等[]利用功率为640W的微波处理浓度15%的淀粉乳120s,抗性淀粉得率为39.53%。
1.2.2 超声波处理法
超声波处理法是指利用超声波使淀粉分子发生降解,提高样品中直链淀粉的含量从而提高抗性淀粉得率。但由于超声波会使淀粉颗粒降解过度,所以经过超声波降解后的产物分子量通常分布较窄[]。因此,超声波处理法一般不会直接使用而作为一种辅助手段与酶法或酸法联合起来使用以提高抗性淀粉的制备效率。余世峰等[]在超声功率200W,糊化温度120℃的条件下超声处理浓度为60%的淀粉乳30min,RS3型抗性淀粉产率为12.87%。牛春艳等[]在淀粉乳浓度25%,功率600 W,温度45℃的条件下,超声处理10min,玉米抗性淀粉得率为25.06%。
1.2.3 热处理法
热处理法包括压热法、湿热处理和韧化处理三种。压热法是将淀粉乳进行高温高压处理,淀粉颗粒充分吸水而膨胀,其内部的结晶区被破坏,从而使得淀粉充分糊化,溶出其中的直链淀粉分子,而后低温老化使直链淀粉分子相互缔结形成抗性淀粉。秦阳等[]在马铃薯淀粉乳浓度23.6 %,pH= 6.4的条件下,压热处理32min,抗性淀粉得率为10.48%。
1.2.4 挤压处理法
挤压处理法是指通过挤压淀粉原料致使淀粉分子内部分糖苷键断裂,使得淀粉分子发生解聚作用,而后经老化回生形成抗性淀粉。李俊伟等[]在大米淀粉乳浓度40%,温度170℃,挤压频率35Hz的条件下,抗性淀粉得率为8.77%。
1.2.5 脱支处理法
脱支处理法就是通过水解淀粉分子中的α1,6糖苷键来提高系统中短直链淀粉分子的含量,从而提高抗性淀粉的含量。酸脱支和酶脱支是目前最常用的脱支方法,即在淀粉糊化过程中加入酸或脱支酶,通过酸解作用或酶解作用来提高抗性淀粉的含量。酶脱支法主要使用的是普鲁兰酶,经大量研究发现制备RS3型抗性淀粉过程中添加普鲁兰酶可以显著提高抗性淀粉的产量。酸脱支法主要使用的是各种无机强酸,如盐酸、硝酸、硫酸等,由于酸脱支处理淀粉的随机性较强,在水解淀粉分子中α1,6糖苷键的同时也会水解α1,4糖苷键,因此酸脱支的处理效果往往比不上酶脱支处理的效果。王琳等[]在豌豆淀粉乳浓度8%,普鲁兰酶添加量300 ASPU/g的条件下,脱支处理12h,抗性淀粉含量达到52.66%。

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