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毛薯在我国主要生长在海南和广东、广西的南部,有少数种植在福建、江苏等地。近年来在国家脱贫政策的支持下,毛薯种植量和产量逐年上升。然而其产后加工率却极低,这严重制约了其生产的发展。毛薯富含蛋白质、纤维素、淀粉、多糖以及各种人体必需的微量元素,尤其是淀粉含量丰富,高达19.03%。因此开发毛薯淀粉来提高其贮藏性、拓宽其加工品种非常必要。本文利用Na OH碱法提取毛薯淀粉,通过压热法和压热-酶法制备毛薯抗性淀粉,并对毛薯淀粉和毛薯抗性淀粉的微观结构、碘吸收特性、热力学特性、糊化特性、流变特性以及其他物理性质进行了比较研究。主要试验结果如下:(1)毛薯淀粉最佳护色工艺确定:以Vc、柠檬酸、氯化钠、植酸四种护色剂为因素,进行L9(3~4)正交试验,确定了毛薯淀粉护色的最佳工艺条件:即Vc0.2%、植酸0.2%、氯化钠0.2%、柠檬酸0.3%,在此条件下提取的毛薯淀粉白度92.3±0.125%。各因素对毛薯淀粉白度影响主次顺序为:柠檬酸>植酸>氯化钠>Vc。(2)毛薯淀粉制备的最佳工艺条件确定:以p H值、液固比、浸提温度、浸提时间为响应因素,进行响应面优化试验。最佳制备条件为:p H值10.5、液固比6:1、浸提温度25℃、浸提时间84min,此条件下毛薯淀粉提取率可达92.75%。各因素对毛薯淀粉提取率影响主次顺序为:p H值>液固比>浸提时间>浸提温度。(3)压热法制备毛薯抗性淀粉的最佳工艺条件确定:以淀粉乳浓度、p H值、压热温度和压热时间为因素,通过L9(3~4)正交试验对压热法制备毛薯抗性淀粉工艺进行了优化。各因素对毛薯抗性淀粉得率影响主次顺序为:淀粉乳浓度>压热时间>压热温度>p H值。压热法制备毛薯抗性淀粉的最佳工艺条件:即淀粉乳浓度20%、p H值6、压热温度115℃、压热时间60min,抗性淀粉得率为25.92%±0.09%。(4)压热-酶法制备毛薯抗性淀粉的最佳工艺条件确定:以淀粉乳浓度、酶添加量、酶解时间和压热时间为因素,通过L9(3~4)正交试验对压热-普鲁兰酶法制备毛薯抗性淀粉工艺进行了优化。各因素对毛薯抗性淀粉得率影响主次顺序为:淀粉乳浓度>酶添加量>酶解时间>压热时间。压热-酶法制备毛薯抗性淀粉的最佳工艺条件:淀粉乳浓度20%、普鲁兰酶添加量30U/g、酶解时间12h、压热时间50min,抗性淀粉得率35.32%±0.18%。相比压热法制备,压热-酶法制备时抗性淀粉得率提高了9.4%。可见压热法和酶法的共同作用可以显著提高毛薯抗性淀粉得率。(5)通过电镜扫描、激光粒度、X-射线衍射和红外光谱对毛薯淀粉及抗性淀粉微观结构进行了分析。结果为:毛薯淀粉颗粒呈多角形,属于C型淀粉,平均粒径4.636μm,属于超小颗粒淀粉;抗性淀粉呈多层多褶结构,属于C型淀粉,平均粒径60.25μm。红外光谱中二者差异不大,没有新的基团产生和消失,只是抗性淀粉2927cm-1处的C-H、1647cm-1处的C=O和D-吡喃结构遭到不同程度的破坏,说明压热处理只改变了毛薯淀粉的物理性质。(6)碘吸收特性分析:原淀粉的强吸收峰出现在580~620nm处,抗性淀粉的强吸收峰出现在560~600nm处。相比毛薯原淀粉,抗性淀粉的吸收曲线较窄、强度较小,说明抗性淀粉分子质量更集中,且酶与压热处理形成了聚合度较小的直链淀粉分子。(7)DSC热力学特性分析:原淀粉的热吸收峰在70~81℃之间;抗性淀粉的热吸收峰在106~151℃之间,Tp、To和Tc均高于原淀粉。且抗性淀粉△H为2901J/g,远高于原淀粉及玉米、小麦、马铃薯、怀山药抗性淀粉。可见毛薯抗性淀粉具有高热稳定性。(8)RVA糊化特性分析:毛薯原淀粉的糊化特征值除谷值黏度外,成糊温度、峰值黏度、崩解值、最终黏度及回生值都大于抗性淀粉。说明毛薯抗性淀粉的热稳定性和冷稳定性都强于原淀粉,形成的短直链淀粉等使体系黏度降低。(9)流变特性分析:毛薯淀粉和抗性淀粉的流变曲线Herschel-Bulkley拟合参数均满足屈服-假塑性流体规律。抗性淀粉相比原淀粉滞后面积和屈服应力变小,流体指数n变大,说明压热后淀粉剪切稳定性提高、假塑性降低。(10)其他物理性质分析:a.毛薯淀粉和抗性淀粉的溶解度和膨润力都随着温度升高而增大,在达到毛薯淀粉糊化温度(80℃)之前,原淀粉溶解度和膨润力都小于抗性淀粉;在达到糊化温度后,原淀粉溶解度和膨润力骤然上升,超过抗性淀粉。b.毛薯淀粉未静置时,透明度低于脚板薯、绿豆、小麦及马铃薯淀粉。在0~12h静置过程中,原淀粉和抗性淀粉透明度都随着时间延长而降低,原淀粉透明度一直大于抗性淀粉。c.毛薯抗性淀粉的凝沉性远大于原淀粉,在一小时内基本凝沉完毕;毛薯原淀粉则在10h后凝沉速度才趋于稳定。d.毛薯淀粉冻融性强于抗性淀粉,在冻融三次后析水率达6.43%;抗性淀粉析水率11.24%。毛薯原淀粉的析水率还小于扁豆、绿豆及淮山药淀粉,更适合用在冷冻食品中。