蠶豆抗性淀粉形成條件的研究

蠶豆抗性淀粉形成條件的研究

抗膽紅素（r）具有降低血糖、降血脂、降低膽固醇和預(yù)防糖尿病癥狀的功能，縮短大便在胃內(nèi)的停留時(shí)間，增加排便量，降低糞便ph值，降低膽石酸等生理活性。與傳統(tǒng)膳食纖維相比,RS具有更優(yōu)越的生理功能和食品加工性能,是一種“藥食兩用”的食品資源。常見(jiàn)的食品加工方法很多,微波處理、壓熱處理、擠壓處理、脫支降解等,其中除微波處理外其他方法在制備RS方面都有過(guò)研究報(bào)道。微波輻射加工應(yīng)用于食品加工,是一種新的加工技術(shù)。輻射處理所導(dǎo)致淀粉物理化學(xué)性質(zhì)的改變類(lèi)似于濕熱處理,但是所用溫度較低,時(shí)間大為縮短。與傳統(tǒng)蒸煮食品加工相比,微波輻射處理對(duì)營(yíng)養(yǎng)素的影響更小。作為一種新的工藝,已有高水分條件下微波對(duì)淀粉的影響、微波用于淀粉糊精化和化學(xué)改性等方面的研究報(bào)道。但尚未見(jiàn)到微波輻射制備RS方面的報(bào)道,本文主要研究不同輻射處理?xiàng)l件及回生條件對(duì)蠶豆RS生成的影響。1材料和方法1.1多種酶和葡萄糖淀粉酶崇禮蠶豆:山水食品有限公司;α-淀粉酶(120L,12000U/g)、葡萄糖淀粉酶(10000U/g)均為Novozyme公司提供;胃蛋白酶(P7000,1200U/mg)購(gòu)自Sigma公司;葡萄糖、氫氧化鉀、鹽酸、氯化鉀、乙酸、乙酸鈉、磷酸氫二鉀均購(gòu)自北京化學(xué)試劑公司(分析純)。1.2溫度計(jì)算機(jī)器微波爐(WD800L23-K3):格蘭仕微波爐電器有限公司;離心機(jī)(TuttlingenD7200)、數(shù)控振蕩恒溫水浴鍋、樣品磨(Tecator1090)、電子分析天平(Tecator1001):均為德國(guó)Tecator公司生產(chǎn);光柵分光光度計(jì)(722):上海第三分析儀器廠生產(chǎn);酶反應(yīng)器:北京博美華科玻璃有限公司定制;數(shù)顯恒溫磁力攪拌器(HJ-3):國(guó)華電器有限公司;超級(jí)恒溫水槽(DKB-501A):上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司。1.3方法1.3.1微波粉碎法參考Gonza’lez的方法,稍作改動(dòng)。取適量淀粉,加入一定量的去離子水,配制成不同濃度的淀粉乳,攪拌均勻,硅膠塞塞住,放入微波爐,調(diào)整18%的總輸出功率,加熱一定時(shí)間,取出,室溫下自然冷卻,然后置于不同溫度儲(chǔ)存一定時(shí)間后,再經(jīng)95℃烘干,粉碎,過(guò)100目篩。1.3.2淀粉乳濃度選擇30%、40%、50%、60%、70%共5個(gè)不同的淀粉乳濃度水平。按照1.3.1工藝處理,加熱6min,自然冷卻至室溫后儲(chǔ)存24h。1.3.3加熱時(shí)間處理在2min~8min內(nèi),每間隔2min選擇一個(gè)水平。對(duì)濃度為30%的淀粉乳進(jìn)行加熱處理,自然冷卻至室溫后儲(chǔ)存24h。1.3.4s得率的影響選擇3個(gè)不同的回生時(shí)間,考察回生時(shí)間對(duì)RS得率的影響。淀粉乳濃度30%,加熱6min,自然冷卻至室溫后儲(chǔ)存24h,95℃烘干,粉碎,過(guò)100目篩,密閉保存。1.3.5溫度處理將濃度為30%的淀粉乳加熱6min,自然冷卻至室溫后分別在4、20、40、60、80℃條件下儲(chǔ)存24h。1.3.6試驗(yàn)驗(yàn)證針對(duì)上述各試驗(yàn)所得的最優(yōu)參數(shù),作為處理?xiàng)l件,考察RS得率并與上述各試驗(yàn)結(jié)果比較。1.3.7葡萄糖含量的測(cè)定參照Champ的測(cè)定法。稱(chēng)100mg樣品,以緩沖液調(diào)節(jié)pH=2,加入蛋白酶去除蛋白質(zhì),恒溫震蕩,加入耐溫α-淀粉酶120L,水解30min,離心,向沉淀加入加入KOH,溶解,然后加入葡萄糖淀粉酶水解,離心,測(cè)定上清液中葡萄糖含量。RS的含量根據(jù)下述公式計(jì)算:2結(jié)果與分析2.1淀粉乳濃度對(duì)rs產(chǎn)率的影響將濃度為30%的淀粉乳置于微波爐內(nèi),采用中、高溫檔,加熱至2min時(shí)發(fā)現(xiàn)中心部分已經(jīng)完全糊化,而外圍淀粉還幾乎沒(méi)有什么變化。主要是熱量沒(méi)有來(lái)得及傳遞到外層。因此選用輸出功率為18%左右的低溫檔加熱。由圖1可知,淀粉乳濃度在10%~30%之間時(shí),隨著濃度的增大,RS的產(chǎn)率也逐漸升高。接近30%時(shí),RS產(chǎn)率達(dá)到最高37.51%。隨后,RS的產(chǎn)率隨著淀粉乳濃度的繼續(xù)升高而降低,淀粉乳濃度大于60%時(shí),RS產(chǎn)率減低的趨勢(shì)變緩。低濃度的淀粉乳對(duì)RS的形成非常有利,隨著濃度的升高,粘度升高很大,同時(shí)微波輻射造成水分的快速揮發(fā),也引起濃度的進(jìn)一步增大,降低的直鏈淀粉的結(jié)晶,抑制RS的生成。有利于RS生成的濃度為30%。2.2輻射時(shí)間對(duì)rs產(chǎn)率的影響濃度為30%的淀粉乳經(jīng)過(guò)微波輻射后,處理時(shí)間對(duì)RS產(chǎn)率的影響如圖2所示。RS的形成主要與直鏈淀粉的結(jié)晶有關(guān),微波輻射處理又嚴(yán)重影響直鏈淀粉分子的結(jié)晶行為。微波輻射處理使得溫度快速上升,水分快速減少,這些作用的效果與輻射處理時(shí)間緊密相關(guān),因此輻射時(shí)間的長(zhǎng)短也影響著淀粉分子的結(jié)晶回生。由圖2可知,從2min開(kāi)始產(chǎn)率隨著輻射時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸增大,6min和8min時(shí)RS產(chǎn)率分別為39.84%和39.15%,6.5min左右RS的產(chǎn)率達(dá)到最大。隨著輻射時(shí)間的繼續(xù)延長(zhǎng),RS的產(chǎn)率逐漸的下降。可以推論,隨著輻射時(shí)間的延長(zhǎng),淀粉分子發(fā)生了不利于RS形成的變化,同時(shí)熱量大量聚集于淀粉乳內(nèi)部沒(méi)有及時(shí)的散失,淀粉乳的溫度快速上升,淀粉分子在高溫下發(fā)生了過(guò)度的降解,產(chǎn)生了大量小分子或短鏈分子,這些小分子對(duì)RS的形成也沒(méi)有任何促進(jìn)作用。另外,隨著溫度上升,部分水分快速揮發(fā)使得淀粉乳濃度升高也不利于RS的形成。結(jié)果表明,適合RS生成的的輻射時(shí)間為6.5min。2.3支鏈淀粉添加量對(duì)rs產(chǎn)率的影響隨著老化時(shí)間的延長(zhǎng),RS的結(jié)晶度顯著增大,根據(jù)淀粉玻璃態(tài)理論,淀粉在回生時(shí)期晶核的形成主要在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度期,晶核的增長(zhǎng)到一定時(shí)間后會(huì)變得異常緩慢,在2h之內(nèi)是最快的。本試驗(yàn)中RS產(chǎn)率隨回生時(shí)間的變化見(jiàn)圖3。由圖3可知,最初的12h內(nèi),RS產(chǎn)率快速上升。淀粉在這一時(shí)間段內(nèi),回生速率很快。本試驗(yàn)是從8h后開(kāi)始測(cè)定RS含量的,在8h時(shí)RS產(chǎn)率(19.23%)幾乎為24h時(shí)(38.51%)的一半。24h以后RS產(chǎn)率增加緩慢,也即大部分淀粉的回生基本停止,可能還有少量支鏈淀粉部分仍在繼續(xù)回生,而若支鏈淀粉部分也參與了凝膠回生形成結(jié)晶,則會(huì)嚴(yán)重抑制晶體的生長(zhǎng)。因此,確定24h為合適的回生時(shí)間。2.4所有的淀粉乳中沒(méi)有添加2或2淀粉的回生又稱(chēng)淀粉老化,實(shí)際是糊化后的淀粉分子不可逆的再結(jié)晶過(guò)程。據(jù)晶體形成理論,低溫下促進(jìn)了成核和晶體的生長(zhǎng),而若淀粉糊的粘度明顯增大,會(huì)阻礙晶體的生長(zhǎng),4℃是晶體形成的最佳溫度,淀粉乳體系也只有在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和糊化溫度之間時(shí)才能生成RS,圖4是隨回生時(shí)間的不同RS產(chǎn)率的變化曲線。由圖4可知,老化溫度對(duì)RS的形成有顯著影響。隨著老化溫度的升高,60℃之前,RS產(chǎn)率處于下降趨勢(shì),60℃后,隨著回生溫度的升高,RS的產(chǎn)率逐漸上升,但是在高溫下經(jīng)過(guò)24h的回生,水分已經(jīng)揮發(fā)很多,間接的造成淀粉乳濃度升高,RS產(chǎn)率始終不高。因此,4℃回生,RS產(chǎn)率最高。3時(shí)間、回生時(shí)間、回生溫度、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(shí)間、回生時(sh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