抗高直鏈大米淀粉回生的物理修飾及其回生的檢測和表征.pdf

1、淀粉回生,即淀粉糊化后貯存過程中發(fā)生的自身結(jié)合,嚴重影響淀粉類食品的品質(zhì),是食品工業(yè)中一個尚未得到解決的技術(shù)難題。本文以易回生的高直鏈大米淀粉(HA-RS)為研究對象,在較易回生的貯存溫度(4℃)和水分含量(66.7％)下,研究不同新型添加物和物性技術(shù)處理抑制淀粉回生的作用。同時,應(yīng)用快速分子振動光譜技術(shù)(主要為紅外和拉曼)研究了檢測淀粉回生程度的可能性,應(yīng)用分形理論研究了表征淀粉回生過程的分形生長。主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:
　　

2、 研究了天然抗氧化提取物茶多酚(TPLs)、越橘提取物(BE)和葡萄籽提取物(GSE)對HA-RS回生的影響。采用差示掃描量熱儀(DSC)、X-射線衍射儀(XRD)和掃描電鏡(SEM)評價茶多酚對淀粉回生的抑制作用。結(jié)果表明,淀粉的糊化溫度和焓值隨著TPLs添加量的增加而明顯降低,添加16％TPLs(基于淀粉重)淀粉樣品的糊化To、Tp和Tc分別提前8.93、5.69和5.13℃,糊化焓值則降低2.27J/g:在4℃下貯存,淀粉的回生

3、焓值和重結(jié)晶隨著TPLs添加量的增加逐漸降低,添加16％TPLs(基于淀粉重)的糊化淀粉樣品貯存15d后沒有出現(xiàn)回生焓值以及重結(jié)晶。在SEM相同放大倍數(shù)下回生淀粉顆粒形貌顯示,隨著TPLs添加量的增加顆粒逐漸減小并呈網(wǎng)孔狀?？焖僬扯葍x(RVA)、1H-NMR分析以及傅立葉紅外(FT-IR)測定證明,TPLs能與淀粉分子在糊化過程中能發(fā)生氫鍵相互作用,因此可推測正是由于該相互作用干擾了在貯存過程中糊化淀粉分子間的自身結(jié)合--即回生。越橘提

4、取物(BE)和葡萄籽提取物(GSE)也具有抗HA-RS回生的能力,其中BE的效果好于GSE。與目前公認的抗淀粉回生效果最好的添加劑海藻糖相比,TPLs、BE(越橘提取物)、GSE(葡萄籽提取物)抑制HA-RS回生的能力均好于海藻糖,順序為TPLs＞BE＞GSE＞海藻糖。
　　 研究了殼聚糖的降解方法及其產(chǎn)物抑制HA-RS回生能力。分別采用酶水解法和H2O2降解法制備殼低聚糖(COS)。FT-IR檢測發(fā)現(xiàn),酶法COS樣品均含有活性

5、氨基基團,而6mL/30min H2O2滴加量制備的COS樣品中活性氨基基團被破壞。在4℃貯存7d條件下添加8％COS(基于淀粉重)糊化淀粉樣品的抑制能力,5k＜COSM＜10k明顯,10k＜COSu＜30k次之,COSM＜5k不顯著。其中,5k＜COSM＜10k的回生率降低14.5％,結(jié)晶率僅為空白樣品的58.52％。這說明COS分子大小可影響淀粉回生的效果。6mL/30minH2O2降解法制備的COS均沒有抑制HA-RS回生的能力,

6、主要是由于COS結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,活性氨基被大量破壞。因此,COS的分子大小和活性氨基存在與否決定了其抗回生能力。
　　 研究了“多次瞬時加熱-攪拌”物性技術(shù)對高直鏈米粉(HA-RF)和HA-RS回生的影響。結(jié)果表明,通過20s的加熱(100℃)-攪拌(500 r/min)的三次瞬時加熱-攪拌處理能明顯推遲HA-RF的回生。與空白樣品(5.93J/g dry flour)相比,三次瞬時加熱-攪拌處理的HA-RF顯示最低的回生焓值(3

7、.04J/g dry flour)和最小的重結(jié)晶(占空白52.32％)。SEM顯示三次瞬時加熱-攪拌處理可增加蜂窩狀結(jié)構(gòu)和減少結(jié)晶形貌。糊化后樣品切片的SEM發(fā)現(xiàn),三次瞬時加熱.攪拌處理可增大網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的網(wǎng)孔,說明此種方法可使大量聚集水存在于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。但這種物性技術(shù)對HA-RS的回生不產(chǎn)生影響。HA-RF和HA-RS處理后的不同結(jié)果說明,米粉的“多次瞬時加熱.攪拌”物性技術(shù)可賦予米蛋白的抗回生功能。
　　 研究了傅立葉紅外(FT-

8、IR)和激光共聚焦顯微拉曼(Laser Confocal Micro-Raman,LCM-Raman)分子振動光譜快速檢測HA-RS回生程度的可能性。結(jié)果表明,紅外光譜中一些振動模式(包括3415cm-1附近的O-H伸縮振動,2927.46cm-1的CH2伸縮振動,1155.17cm-1處C-O和C-C伸縮振動,1081.89cm-1的C-O-H彎曲振動,1043.32cm-1、1020.18cm-1和998.96cm-1未確定的振動模

9、式,609.41cm-1和578.55cm-1的吡喃環(huán)骨架振動模式)和拉曼光譜中一些振動模式(包括1122.37cm-1處的C-O伸縮和C-O-H彎曲振動,1082.83cm-1的C-O-H彎曲振動,1050.05cm-1的C-C伸縮振動,854.31cm-1的C-H變形振動,440.66cm-1處的吡喃環(huán)骨架振動)的相對強度均隨淀粉回生程度的增加呈現(xiàn)降低的規(guī)律。這些振動模式的相對強度的倒數(shù)與DSC回生焓值的相關(guān)系數(shù)達到0.9以上的振動

10、峰包括FT-IR的1081.89cm-1、1043.32cm-1、1020.18cm-1、609.41cm-1、578.55cm-1處吸收峰和LCM-Raman的854.31cm-1、1082.83cm-1、1050.05cm-1處光譜峰。因此,可以將這些振動模式作為定量檢測淀粉回生程度的指標(biāo),其中LCM-Raman的靈敏性要高于FT-IR。
　　 研究了基于計算機圖像處理技術(shù)的分形理論用于表征淀粉回生過程的可能性。貯存5、10

11、、15d的回生淀粉樣品中心切面SEM顯示,回生淀粉外觀形貌具有自相似性,表現(xiàn)出分形特征。專業(yè)分形軟件分析證明,不同回生程度的淀粉樣品分形行為顯著。貯存5、10、15d的回生淀粉樣品分形維數(shù)分別為1.8267、1.7803、1.7333。通過分析計算,淀粉回生程度(回生焓值)與分形維數(shù)呈線性關(guān)系,線性方程為y=0.0358x+1.5934。利用團簇-團簇聚集模型(Cluster-Cluster aggregation,CCA模型)可模擬淀