淀粉糊化過程中小體形態(tài)變化和不完全糊化顆粒性質(zhì)研究.pdf

1、淀粉結(jié)構(gòu)分為顆粒、殼層、小體、分子四個(gè)層次，其中顆粒的構(gòu)筑單元—小體是結(jié)構(gòu)研究中的難點(diǎn)。將小體從顆粒中分離的方法尚未建立，目前對(duì)小體的研究多為原位形貌觀察和尺寸估算，對(duì)淀粉糊化過程的研究，也僅限于顆粒層面。本課題組在前期研究中，對(duì)薯類（紅薯、馬鈴薯、木薯），豆類（豌豆、綠豆），谷類（蕎麥、玉米、小麥）淀粉的粒徑、直鏈淀粉含量、熱學(xué)性質(zhì)、結(jié)晶性質(zhì)等進(jìn)行了測(cè)試，并觀察到用不完全糊化法和酶解法處理后淀粉顆粒顯露的小體。但糊化過程中小體的變化尚

2、不清楚。
　　用快速黏度分析儀測(cè)定的紅薯、馬鈴薯、木薯、豌豆、綠豆、蕎麥、玉米和小麥淀粉的糊化溫度依次為：74、70、72、71、72、72、89和93℃。在快速黏度分析儀測(cè)定糊化溫度的標(biāo)準(zhǔn)程序基礎(chǔ)上，通過降低淀粉乳濃度（5％降至1%），改變最高處理溫度，設(shè)置從95℃分別降低至等于糊化溫度，低于糊化溫度5、10、15、20、25和30℃的加熱程序，每種淀粉經(jīng)過6-8個(gè)程序加熱處理后，實(shí)現(xiàn)了糊化過程的分解。處理后的淀粉乳在室溫下靜置

3、1 h，將上層和下層物質(zhì)分別凍干，然后在掃描電鏡下觀察，建立了糊化過程中小體形態(tài)的觀察法。主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)果如下：
　　（1）八種淀粉小體膨脹能力存在差異，導(dǎo)致其糊化過程中形態(tài)變化不同。膨脹后的小體由球形變成紡錘形且不再單獨(dú)存在，互相之間連接成串珠狀。木薯淀粉小體形變最慢，可以觀察到不同狀態(tài)的小體，52℃加熱后，觀察到球形小體；62℃加熱后，出現(xiàn)大量串珠狀小體；72℃加熱后，觀察到正在融合的小體。綠豆、豌豆和玉米淀粉經(jīng)過處理后觀察

4、到了球形小體和串珠狀小體。馬鈴薯、紅薯淀粉經(jīng)處理后觀察到串珠狀小體；蕎麥和小麥淀粉小體形變最快，僅觀察到球形小體。八種淀粉經(jīng)過95℃加熱處理后，形成的凝膠結(jié)構(gòu)也不同。紅薯、木薯、綠豆、豌豆、玉米淀粉形成的凝膠可見網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，孔洞稀疏，其中木薯淀粉凝膠結(jié)構(gòu)松散，呈線條狀網(wǎng)絡(luò)；馬鈴薯、蕎麥、小麥淀粉形成的凝膠呈片層狀，未見清晰的網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)，凝膠壁褶皺較多。
　?。?）根據(jù)木薯淀粉糊化過程中小體形態(tài)變化，首次從小體層面提出的糊化機(jī)理如下：小

5、體在顆粒中以球形存在，顆粒在水中加熱時(shí)吸水膨脹，破裂后釋放出內(nèi)部小體。水分子進(jìn)入淀粉分子鏈之間，小體中高度緊湊折疊的分子逐漸伸展，與相鄰小體的分子鏈連接，使得小體被拉長，從球形變成紡錘形，大量小體連接形成串珠狀結(jié)構(gòu)。吸水膨脹后的小體之間逐漸發(fā)生融合，這一階段仍有以球形存在的小體。繼續(xù)加熱至高于糊化溫度，小體形狀消失，淀粉分子鏈高度伸展，連接形成三維凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
　?。?）選擇糊化程度為7.8%-32.6%的八種淀粉不完全糊化顆粒

6、進(jìn)行性質(zhì)測(cè)試，并與原淀粉對(duì)比。薯類、豆類和蕎麥淀粉的處理溫度為低于糊化溫度15℃，小麥和玉米淀粉處理溫度為低于糊化溫度30℃。差示掃描量熱儀測(cè)定的熱學(xué)特性結(jié)果表明，小麥淀粉經(jīng)處理后吸熱峰消失，其余七種淀粉經(jīng)處理后峰強(qiáng)度降低，即熱焓值減小。綠豆淀粉熱焓值減小幅度最大，從18.2J/g減少至5.1J/g，減小了72.0%。X射線衍射儀測(cè)定的結(jié)晶性質(zhì)結(jié)果表明，八種淀粉經(jīng)處理后衍射峰強(qiáng)度降低，即相對(duì)結(jié)晶度減小，馬鈴薯淀粉減小幅度最大，相對(duì)結(jié)晶度