香蕉抗性淀粉降解规律及机理研究

来源 :华南农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cqt19900112
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抗性淀粉是近年来研究的热点,全球性抗性淀粉研究热,主要集中在制备、性能及生理功能等方面,而对于抗性的降解条件和RS的稳定性的研究较少。其实,香蕉抗性淀粉不够稳定,会随内在成熟度、外界温度、水分和受热时间等发生降解。  掌握降解的临界条件及规律,不仅可以揭示该科学现象及其机理,在制备和利用过程中最大程度的提高其保存率;还可以了解微生态对抗性淀粉的影响,为特殊人群开发活菌微生态制剂和抗性淀粉保健品。  主要研究在热风干燥条件下,香蕉RS2保存率的变化,进而通过体外模拟消化试验、体外模拟发酵试验等不同环境条件下的降解程度、速度及其规律,通过模拟肠道消化系统对香蕉抗性淀粉的降解作用和过程,试图揭示其降解机理,为天然抗性淀粉的制备和加工利用提供理论指导。  主要研究结果如下:  1.香蕉抗性淀粉的特性研究  ①不同品种的香蕉抗性淀粉之间的差异性;  ②同一品种的香蕉,不同的制备(干燥)方法得到的抗性淀粉之间的差异性;③不同来源的抗性淀粉之间的差异性。  2.抗性淀粉测定方法的研究  选择国内外测定抗性淀粉常用的六种方法进行比较分析,其中MC法和试剂盒法均比较适合香蕉天然抗性淀粉的测定,本课题选择优化的MC法作为试验法。  3.香蕉天然抗性淀粉降解条件及规律的研究  在热风干燥条件下,利用响应面法建立了热风干燥条件下天然抗性淀粉含量与干燥温度、样品水分含量和干燥时间的数学模型,并确定香蕉天然抗性淀粉RS2抗性保持的临界条件为:干燥温度为70℃,样品水分含量为60%,干燥时间为40 min;抗性完全消失的临界条件为:干燥温度100℃,样品水分含量55%,干燥时间120min。并验证了模拟方程的正确性和适用性。  4.微生态对香蕉天然抗性淀粉的作用  ①体外模拟消化试验  三种消化液对原淀粉的消化作用远强于对抗性淀粉的消化作用,可以说抗性淀粉在这三种消化液中几乎不能被消化。  ②体外模拟发酵试验  双歧杆菌单独作用时,建立了发酵时间、菌液浓度对数值和底物浓度对香蕉抗性淀粉残留量的数学模型,并确定了香蕉天然抗性淀粉开始降解的临界点为:发酵时间10h,菌液浓度12 log cfu/mL,底物浓度6 g/mL;香蕉天然抗性淀粉完全降解的临界点为:发酵时间14h,菌液浓度11 log cfu/mL,底物浓度4 g/mL。  两种菌共同作用时,也建立了发酵时间、双歧杆菌与大肠杆菌的浓度比、底物浓度对香蕉抗性淀粉残留率的数学模型,方程确定的香蕉天然抗性淀粉开始降解的临界点为:发酵时间8h,浓度比150,底物浓度9g/mL;完全降解的临界点为:发酵时间13h,浓度比100,底物浓度7 g/mL。  ③动物体内试验  利用大鼠进行动物试验,选取大鼠消化系统的不同部位,胃、小肠、大肠等,进行抗性淀粉残留量的检测与分析。  试验证明抗性淀粉在大鼠的胃和小肠几乎不能被消化,而在大肠内能够被完全消化降解,提示肠道微生态对抗性淀粉有降解作用。  5.抗性淀粉降解的机理分析  ①原抗性淀粉与开始降解临界点样品比较接近、几乎没有太大区别,而完全降解点的样品较前两者的变化比较大,淀粉颗粒破坏程度明显,完全不具有颗粒结构,表现为粘结状的不规则结构,糊化现象严重,推测直链或者支链淀粉的分支在干燥过程中有部分断裂;X-射线衍射的相应吸收峰变得模糊,且峰强度低;偏光十字现象基本消失;碘吸收曲线的峰较低,峰面积明显小。  ②抗性淀粉在体内被消化分解的主要条件之一是要有肠道细菌的参与。体外模拟发酵试验中,在双歧杆菌和大肠杆菌的共同作用下,抗生淀粉能够被发酵分解大部分,而在动物试验中,在大鼠大肠内的多种肠道菌的共同作用下,抗性淀粉能够被彻底发酵分解。
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