超声辅助制备豌豆淀粉-脂质复合物及其理化性质研究

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淀粉是人类膳食中重要的能量来源,淀粉与脂质形成的复合物被称为RS5型抗性淀粉,可有效调节餐后血糖反应。超声作为一种绿色、高效的淀粉改性技术而受到了广泛的关注。本课题以豌豆淀粉(PSt)为原料,分别探究了超声处理振幅和时间对PSt及糊化PSt结构和性能的影响。在此基础上采用超声处理辅助制备了淀粉-脂质复合物,通过X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)、拉曼光谱、热重分析(TGA)、差示扫描量热法(DSC)、核磁共振光谱(NMR)、膨胀度、体外消化试验等手段研究了超声处理次序、振幅、时间以及客体分子性质对淀粉-脂质复合物结构和性质的影响。以期为超声处理在淀粉-脂质复合物生产中的应用提供理论依据,为淀粉基功能食品的研究和开发提供参考。主要结论如下:(1)超声处理后PSt的结晶类型没有发生改变,但相对结晶度由17.85%(未超声处理)降低至12.78%(超声处理振幅为40%),并且淀粉的偏光十字强度变弱,甚至消失,表明超声处理影响了淀粉结晶结构。超声处理对淀粉颗粒表面造成损伤,且随着超声处理振幅和时间的增加,表面损伤程度逐渐增大。此外,超声破坏了PSt的短程有序结构,1047 cm-1/1022 cm-1的值由1.20(未超声处理)降低至0.92(超声处理振幅为40%)。与原淀粉相比,经超声处理后淀粉的糊化起始温度(To)升高,但焓值(ΔH)降低。(2)超声处理提高了PSt的直链淀粉含量。随着超声处理振幅和时间的增加,膨胀的淀粉颗粒破碎并产生更多小碎片,淀粉糊透明度显著增大,冻融稳定性得到明显改善。(3)超声处理可以促进复合物的形成;且在淀粉糊与单月桂酸甘油酯(GML)复合前进行超声处理更有利于复合物的形成。超声处理振幅和时间对复合物的结构和性能产生显著影响。在50%振幅(功率密度为400 W/cm~2)下处理30 min时,复合物在105-120℃温度范围内的ΔH最大(9.88 J/g),表明其II型复合物含量最高。且此条件下制备的复合物具有最高的X射线衍射强度和短程有序度,以及最佳的抗消化性能。热稳定性结果表明,超声处理提高了复合物的热稳定性。(4)不同客体分子与PSt复合后均显示V型结晶的特征衍射峰,且淀粉的膨胀度降低,热稳定性和抗消化性能提高。甘油单酯与淀粉形成的复合物呈现出强度更高、更尖锐的特征峰,且II型复合物含量更高,具有更低的膨胀度和更强的抗消化性能。随着脂肪酸碳链长度的增加和不饱和度的降低,复合物的热稳定性逐渐提高,I型复合物的含量逐渐增多。硬脂酸(SA)与淀粉形成的复合物具有最高的热稳定性(319.06℃),并且在80-105℃温度范围内的ΔH最大(6.56 J/g)。
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