抗高直鏈大米淀粉回生的物理修飾及其回生的檢測(cè)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(yán)重影響淀粉類食品的品質(zhì),是食品工業(yè)中一個(gè)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(duì)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(shí),應(yīng)用快速分子振動(dòng)光譜技術(shù)(主要為紅外和拉曼)研究了檢測(cè)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(zhǎng)。主要研究?jī)?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(duì)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(píng)價(jià)茶多酚對(duì)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(cè)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(cè)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(rèn)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?yàn)門PLs＞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(cè)發(fā)現(xiàn),酶法COS樣品均含有活性

5、氨基基團(tuán),而6mL/30min H2O2滴加量制備的COS樣品中活性氨基基團(tuán)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(shí)加熱-攪拌”物性技術(shù)對(duì)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(duì)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(shí)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(dòng)光譜快速檢測(cè)HA-RS回生程度的可能性。結(jié)果表明,紅外光譜中一些振動(dòng)模式(包括3415cm-1附近的O-H伸縮振動(dòng),2927.46cm-1的CH2伸縮振動(dòng),1155.17cm-1處C-O和C-C伸縮振動(dòng),1081.89cm-1的C-O-H彎曲振動(dòng),1043.32cm-1、1020.18cm-1和998.96cm-1未確定的振動(dòng)模

9、式,609.41cm-1和578.55cm-1的吡喃環(huán)骨架振動(dòng)模式)和拉曼光譜中一些振動(dòng)模式(包括1122.37cm-1處的C-O伸縮和C-O-H彎曲振動(dòng),1082.83cm-1的C-O-H彎曲振動(dòng),1050.05cm-1的C-C伸縮振動(dòng),854.31cm-1的C-H變形振動(dòng),440.66cm-1處的吡喃環(huán)骨架振動(dòng))的相對(duì)強(qiáng)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(dòng)模式的相對(duì)強(qiáng)度的倒數(shù)與DSC回生焓值的相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.9以上的振動(dòng)

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(dòng)模式作為定量檢測(cè)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(jì)算機(jī)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(jì)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(tuán)簇-團(tuán)簇聚集模型(Cluster-Cluster aggregation,CCA模型)可模擬淀