高粱中抗性淀粉的研究

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高粱[Sorghum bicolor (L.) Moench],是世界上的第五大作物,其在陆地上的种植面积仅次于小麦、水稻、玉米和大麦。因其具有耐盐碱、耐旱、抗逆性强等优良特点,能在贫瘠和较差的地理条件下生长,所以广泛的种植于全球各地。我国高粱不仅种植广泛,而且还不断培育出优良的杂交品种,应用于各个方面。本文以高粱为研究对象,收集了全国各地的优质杂交高粱品种34份,利用湿磨法提取高粱淀粉,其中影响淀粉得率的主要因素有三个:浸泡时间、碱泡时间和高速打浆时间。根据这三个因素的单因素试验设计Box-Behnken实验,并用Design-Expert8.0软件优化提取条件为:浸泡时间18h,碱泡时间8.97min,打浆时间3.33min,在此条件下,得到的淀粉质量为42.1037g。考虑到实验的实际操作情况,按照浸泡时间18h,碱泡时间9min,高速打浆时间3min20s进行淀粉的提取。利用体外测量法:McCleary等的方法(AOAC2002.02)测定34份高粱中抗性淀粉的含量,利用胰α-淀粉酶和淀粉葡糖甘酶(AMG)对高粱淀粉样品进行水解,用DNS法(3,5-二硝基水杨酸法)测定其中还原糖的含量,后根据公式计算得到抗性淀粉的含量。结果表明,高粱中的抗性淀粉含量表现出较高的水平,高于其他粮食作物如玉米、小麦、大米等中抗性淀粉的含量。抗性淀粉含量最多的是吉杂131号,其含量为22.21g/100g,抗性淀粉含量最少的是来自陕西的西糯1号,检测不到抗性淀粉的含量。从34份高粱品种中选取5种进行进一步的研究,包括持水力、表面形态、XRD和DSC。五种高粱抗性淀粉的持水力随着抗性淀粉含量的降低而增高,抗性淀粉的持水力高于原淀粉的持水力,但在膳食纤维中是持水力最低的一种。SEM结果表明高粱淀粉分子的尺寸在5~20nm之间形状不一,大小不一。在经过两种酶的水解作用后,原淀粉的颗粒的表面形貌发生了变化,耐酶解能力最强的吉杂131号,其抗性淀粉表面多孔,颗粒形态依旧存在,而最不耐酶解的济杂101号,在酶解后,其原淀粉的颗粒已不复存在,颗粒被酶解程度很大。淀粉和抗性淀粉的晶体类型均是A型,抗性淀粉的结晶度较之原淀粉均有一定程度的降低,并且随着耐酶解能力的减弱,结晶度降低的程度增加。DSC测试结果表明,抗性淀粉开始糊化的温度比原淀粉要小,并且会随着抗性淀粉含量的降低而降低,抗性淀粉糊化持续温度范围长,约为原淀粉的两倍,并且所需要的糊化焓值很高。
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