淀粉-脂质复合物的制备及物化特性研究

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淀粉-脂质复合物是淀粉和脂质经疏水相互作用形成的一种单螺旋结晶结构,与淀粉相比,淀粉-脂质复合物可抑制淀粉颗粒的膨胀并提高了淀粉对消化酶的抗性,故淀粉-脂质复合物的抗性淀粉含量提高,可降低淀粉的消化速率,有利于餐后血糖的稳定和人体肠道及生理健康。本课题以籼米淀粉为原料,制备出不同分子量分布的淀粉,通过添加不同含量的硬脂酸,在不同反应温度下制备淀粉-脂质复合物。研究球磨淀粉和淀粉-脂质复合物的物化特性,结合球磨淀粉和淀粉-脂质复合物的结构特性,探讨淀粉-脂质复合物抗消化的机理。本研究结果为淀粉复合物的理论研究提供实验数据和理论依据,有望为淀粉食品的加工提供新方式。主要研究结果如下:(1)淀粉-脂质复合物的制备通过湿法球磨制备分子量分布不同的微细化淀粉,对不同球磨时间、硬脂酸添加量、反应温度三种因素下制备的淀粉复合物进行复合指数的测定,球磨时间80min的淀粉与硬脂酸形成的复合物复合指数最高,不同分子量分布的淀粉复合指数没有明显的变化趋势,随着硬脂酸添加量的增加、反应温度的升高,复合物的复合指数逐渐增大。对球磨淀粉和复合物的消化特性研究发现,生淀粉的消化速率明显低于蒸煮后淀粉的消化速率,球磨使淀粉更易消化,抗性淀粉含量降低,球磨后的淀粉仅消化180 min,消化程度均可达60%以上,而原淀粉消化率只有34%。淀粉与硬脂酸形成复合物后,未经蒸煮的籼米淀粉复合物比未经蒸煮的籼米淀粉消化速率快,消化程度高,但对比蒸煮后的淀粉和淀粉复合物,可显著降低淀粉的消化速率,其中球磨80 min的淀粉-脂质复合物的抗性淀粉含量提高幅度最大,达10.81%,并且随着硬脂酸含量的增加和反应温度的升高,抗性淀粉含量增加。(2)球磨淀粉和淀粉-脂质复合物的特性研究球磨后的淀粉失去原有的多面体结构,表面粗糙,并失去了原有的半结晶片层结构,结晶结构也被破坏,随着球磨时间的延长,淀粉的衍射峰逐渐减弱,无定形程度越来越大,结晶度显著下降,球磨至120 min的淀粉结晶度可降至24.28%。利用快速粘度仪(RVA)分析了球磨淀粉的糊化特性,球磨后的淀粉黏度曲线较平坦,表现出较好的黏度热稳定性。随着球磨时间的延长,淀粉的碘蓝值呈下降趋势,而淀粉的冷水溶解率、糊透明度逐渐升高。淀粉复合物或表面出现裂纹和凹坑,或因经过制备复合物时的高温反应,淀粉糊化,完全失去原有的颗粒形貌,形成不规则的块状结构。淀粉与硬脂酸形成的复合物具有片状结晶结构,在不同反应条件下制备的复合物均出现了复合物的V型结构的典型特征,X射线中体现在20°出现了强衍射峰,红外光谱中的复合物在2850 cm-1处有饱和C-H伸缩振动。(3)淀粉-脂质复合物抗消化机理研究淀粉的分子量分布在球磨过程中发生了变化,原淀粉由分子量较大的支链淀粉和分子量较小的直链淀粉组成,其中支链淀粉占比大,球磨后的淀粉分子量变小,直链淀粉含量增加,支链淀粉的侧链也有部分断裂,合适的分子量分布淀粉可与硬脂酸络合成更多的复合物。球磨淀粉的双螺旋含量有所降低,无定型含量增加,单螺旋含量增加,球磨120 min后的淀粉由原来9.47%的单螺旋含量增至13.03%,有利于淀粉跟脂质的复合。复合物与淀粉相比,无定型含量增加,单螺旋含量增加,说明淀粉跟脂质分子形成了单螺旋结构的复合物,复合物具有更为稳定的结晶结构和半结晶片层结构,使得淀粉具有抗消化特性。
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