枇杷核抗性淀粉制备工艺优化及其结构和特性研究

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枇杷(Eriobotrya japonica Lindl.),蔷薇科枇杷属植物,原产于中国,在中国南部地区广泛种植,为夏季时令鲜果,不仅香甜多汁,而且富含蛋白质、维生素、有机酸、胡萝卜素等营养物质,深受人们喜爱。抗性淀粉又被称为慢消化淀粉,是一种不可消化的碳水化合物,在保持肠道健康、抑制脂质代谢、降血糖、降低糖尿病的发生等方面都保持良好的性能。抗性淀粉作为一种新的膳食纤维被人们重视,研究人员已经从多种淀粉中制备出了性质良好的抗性淀粉。枇杷叶片、果皮与果肉已经被证明可以出提取多种抗氧化物质,并且得到良好的利用,但枇杷果核在食用过程中基本被丢弃,造成污染的同时,也不利于枇杷资源的再利用。枇杷果核占整果的25%左右,果核中含有大量的淀粉,可以用来制备淀粉与抗性淀粉。本文在调研白果肉枇杷与黄果肉枇杷果实品质的基础上,研究了枇杷核抗性淀粉的最佳制备工艺,在此条件下制备枇杷淀粉与抗性淀粉,研究形态和理化性质、抗氧化活性和体外消化特性。通过对枇杷果核淀粉与抗性淀粉的研究,建立枇杷果核再利用的方向,节约与开发生物资源,提高产品附加值。1、枇杷果实外观品质指标分析。选取苏州东山主栽品种:白玉枇杷、冠玉枇杷、鸡蛋红枇杷,分析三种枇杷的品质指标,白玉枇杷的TSS(可溶性固形物)在多次测量中最好,其次是冠玉和鸡蛋红,并且白玉枇杷的果形指数、可食率等都要优于其他两种枇杷,白肉枇杷优于黄肉枇杷。2、枇杷核淀粉最佳制备工艺。抗性淀粉的制备方法主要有压热法、脱支法、微波与超声辅助提取法等,本文采用超声波协同酶法制备枇杷核抗性淀粉,选取淀粉乳浓度、超声功率、酶添加量、酶解时间3个因素,通过正交实验得到最佳制备工艺:淀粉乳浓度35%,超声功率180 W,酶添加量25 u/g,酶解时间10 h。3、不同品种枇杷核淀粉与抗性淀粉的结构和性质测定选取白玉、冠玉、青种、市售4个不同品种的枇杷,测定其淀粉与抗性淀粉的结构和性质。白玉枇杷直链淀粉含量最高,青种和冠玉、市售依次递减。在相同条件下制备抗性淀粉,白玉枇杷的含量最高,证明直链淀粉含量高的枇杷核制备抗性淀粉有较高的提取率。在光学显微镜下,三种枇杷淀粉呈现出光滑、圆润的样貌,外观均接近圆形,形态大致相同,而抗性淀粉颗粒完整性被破坏,呈现出大小不同的不规则块状。在扫描电镜的观察下,淀粉颗粒多为大颗粒状的不规则圆形,淀粉颗粒结构消失,只留下结构坚硬而致密的直链淀粉结晶区。利用多晶X射线粉末衍射仪观察白玉、冠玉、青种、市售枇杷淀粉与抗性淀粉的结晶结构,发现四种枇杷原淀粉在17°有较强的衍射峰,在15°和23°有较弱的衍射峰,是典型的C型淀粉。抗性淀粉在17°出现一个较强的吸收单峰,在20-23°有不明显峰值,呈现出B型晶体特征。通过傅里叶变换红外光谱仪分析了淀粉的短程有序结构,淀粉在1045/1022cm-1处的谱带比值低于抗性淀粉,说明抗性淀粉的短程有序度较高。把温度范围控制在50-90℃,每隔10℃测量一次淀粉与抗性淀粉的溶解度与膨胀度,发现淀粉的溶解度与膨胀度均随着温度的升高而增加,60-70℃时,淀粉的溶解度与膨胀度均增加显著,淀粉的膨胀度升高幅度总体高于抗性淀粉。4、枇杷抗性淀粉抗氧化活性和体外消化特性测定。利用制备好的枇杷抗性淀粉,测量抗氧化活性,包括DPPH自由基清除率、超氧阴离子自由基清除率、ABTS自由基清除、总抗氧化活性、亚硝酸盐清除率和清除·OH,实验证明枇杷抗性淀粉具有良好的抗氧化能力。通过人工模拟胃液消化和肠液消化,发现枇杷抗性淀粉具有很好的抗消化能力。
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