酶法制备大米淀粉及其干热变性研究

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酶法水解制备的大米淀粉能基本保持原大米淀粉的品质,通过对所选的蛋白酶品种的选择和工艺参数的优化,在保证大米淀粉高纯度的前提下,缩短反应的时间,降低所用蛋白酶的成本以适应工业化生产的要求具有理论意义和现实意义。干热处理是一种简单、安全、无污染、不产生有毒产物的过程,可以利用干热处理对大米淀粉进行变性以扩大其应用范围。 对酶法水解制备大米淀粉的工艺及其性质进行了研究。结果表明:在八种蛋白酶中Alcalase碱性蛋白酶和Protease N中性蛋白酶分离大米淀粉和蛋白质的效果最优。蛋白酶和纤维素酶的联合使用可以进一步降低大米淀粉中的残余蛋白含量。最终确定的优化工艺为:纤维素酶60U/mL,pH5.0,50℃,反应2小时,将pH调至10.5加入100U/mL的Alcalace反应4小时,或将pH调至8.0,加入1.50U/mL Protease N反应4小时。脱脂后两种工艺得到的淀粉中残余蛋白含量分别为0.47%和0.46%,淀粉含量高于95%。对酶法制备的大米淀粉的糊化性质、热特性、粒径分布及颗粒结构的研究表明酶法分离得到的大米淀粉能基本保持原大米淀粉的性质。 研究了不同直链淀粉含量的大米淀粉和不同类型的离子胶混合物干热变性产物的糊化特性和粒径的变化,并与玉米淀粉和土豆淀粉变性产物的特性进行了比较。结果表明;除土豆淀粉外,其它四种淀粉在1%CMC存在的条件下,130℃处理4h后,淀粉糊化的起始温度都有所降低,糊化的峰值粘度和终粘度都升高了,其中支链淀粉含量高的CM101糊化的峰值粘度和终粘度升高最大;用2%低粘度的CMC干热处理,淀粉的糊化粘度反而降低了,CM101降低最大,M202次之,Cocodrie降低最小:用1%中粘度的CMC干热处理与用2%低粘度的CMC处理后的变化一致;如果使用2%中粘度的CMC,干热变性淀粉几乎不糊化。干热反应后,淀粉的粒径比干热前明显增大,说明离子胶可能作为交联剂与两个或多个淀粉分子连接,生成交联淀粉。 研究了以大米淀粉为主要原料,加入少量的甲基纤维素或羧甲基纤维素钠,甘油为增塑剂(20%干物质量)制备的可食用膜的抗拉强度、延伸率、水溶性、阻水性、阻氧性等性质,并与相同条件下以玉米淀粉和土豆淀粉为主要原料制备的膜进行比较。结果表明:淀粉膜的抗拉强度和延伸率与淀粉中的直链淀粉含量有关。直链淀粉含量高,形成的膜的抗拉强度大;支链淀粉含量高,形成的淀粉膜的延伸率大。甲基纤维素可以改善膜的柔韧性,随着甲基纤维素用量的增加,膜的延伸率会增大。大米淀粉膜的抗拉强度与淀粉中直链淀粉含量正相关,与成膜溶液的粘度测定结果正相关:Cocodrie>M202>CM101。羧甲基纤维素钠使膜的抗拉强度提高,土豆淀粉、玉米淀粉、Cocodrie、M202和CM101膜的抗拉强度分别为33.482、32.914、28.705、26.455和22.409MPa,淀粉-羧甲基纤维素钠膜的抗拉强度与淀粉中的直链淀粉含量正相关。以大米淀粉为主要原料的膜的阻氧性较玉米淀粉和土豆淀粉好,但是CM101和M202的阻水性较差。 干热变性淀粉-羧甲基纤维素钠膜较淀粉-羧甲基纤维素钠膜的抗拉强度提高、透水、透氧性减小、水溶性部分下降。干热变性大米淀粉-羧甲基纤维素钠膜比玉米淀粉或土豆淀粉-羧甲基纤维素钠膜的抗拉强度大。
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