苦槠淀粉的分子结构表征及其轻度酶解产物特性研究

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苦槠淀粉作为江西省特色旅游资源,天然性和营养性兼备,但目前对其研究尚少,制约了苦槠淀粉的开发利用。本论文以苦槠淀粉为研究对象,研究了苦槠淀粉的分子结构(苦槠淀粉的分子尺寸分布和链长分布,苦槠支链淀粉的精细结构)以及轻度酶解后苦槠淀粉的理化和消化特性。其结果为:
  苦槠淀粉含量为96.8%,其中直链淀粉含量为37.9%。相比于其他来源的植物淀粉,苦槠淀粉直链淀粉含量相对较高。苦槠淀粉的分子结构表征结果显示,苦槠全淀粉中直链淀粉Rh主要分布在0~30nm,支链淀粉Rh分布在30~1000nm之间。脱支后苦槠支链淀粉的链长分布情况为:A链占14.49%、B1链占36.48%、B2链占15.21%、B3链占33.81%,其中B1链和B3链含量较高。同时通过酶法对苦槠支链淀粉精细结构进行解析,发现苦槠支链淀粉的平均链长为27,其中内链长为8,外链长为18,A∶B=1.58∶1,分支化度为2.58。
  分别采用分子排阻色谱、扫描电镜、傅里叶红外光谱仪、X-射线衍射仪、快速粘度测试仪、物性测试仪、流变仪对低DE值苦槠淀粉(DE值分别为0、1.54、2.69、3.87)的性质变化进行了分析。分子排阻色谱结果表明,与对照组(DE=0)相比,酶解后直链淀粉峰的Rh最大值从29.26nm分别降到了20.74nm、19.26nm和19.12nm,而支链淀粉峰的Rh最大值从87nm分别升高到了140.76nm、137.38nm和146.60nm,说明轻度酶解使苦槠直链淀粉分子发生了降解。但链长分布未发生变化。观察到轻度酶解后的淀粉颗粒形貌未发生大的改变,仍保留了C型晶型结构,结晶度和1047cm-1/1022cm-1的比值均增大,说明酶解可能发生在无定形区导致淀粉分子的有序度增加。从流变学数据可知,酶解使得到的低DE值淀粉体系储能模量G′和损耗模量G″均减小,说明酶解改变了淀粉凝胶的黏弹性性质。糊化性和热力学性质显示,轻度酶解苦槠淀粉样品的峰值粘度、谷值粘度、崩解值、终值粘度和回复值均表现为下降趋势,酶解后PT、To、Tc、和Tp均显著上升,表明酶解样品更不容易发生糊化。淀粉凝胶强度随DE值的增加而下降,说明淀粉分子间交联减弱。短时间贮藏后,低DE值苦槠淀粉凝胶之间硬度无明显差异;而随时间的增加,样品硬度逐渐增大,表现出明显差异;同时内聚性降低,脱水收缩率大幅上升,说明轻度酶解产物的凝胶性逐渐变弱。
  对低DE值苦槠淀粉进行了Englyst法体外消化和模拟口腔胃肠道法体外消化,均发现低DE值苦槠淀粉样品的RDS含量降低,SDS和RS含量升高,水解速率K值减小,说明轻度酶解可增加苦槠淀粉SDS和RS含量。在模拟口腔胃肠道消化时,样品在口腔和胃中仅得到了轻微的水解,说明淀粉基样品的水解主要发生在小肠阶段。但就样品的最终水解程度来说,模拟口腔胃肠道消化水解程度值更大,说明模拟口腔胃肠道消化过程中苦槠样品水解得更彻底。同时将低DE值淀粉老化2h~5d后测其体外消化性发现,所有样品均表现出RDS含量降低,SDS、RS含量增加的总体趋势,其中随DE值的增加,酶解苦槠淀粉RS含量增幅逐渐减小,分别为30.19%、23.74%和18.70%,说明老化对高DE值的酶解淀粉的消化过程影响更小。
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