论文部分内容阅读
淀粉在人类的饮食中扮演着不可或缺的角色,但淀粉糊化后存在持水性差、老化、易碎、软塌等问题。在淀粉基食品的制作过程中,常加入一些非淀粉类多糖来改善淀粉,使淀粉在糊化和老化后获得更好的凝胶质地,达到提升淀粉基食品感官的目的。本文以凉粉草为主原料,通过纤维素酶和食用碱辅助提取得到了两种凉粉草多糖。借助理化分析、流变仪、热重分析仪、傅立叶红外(FT-IR)、X-射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM),通过单糖组成、分子量、表观粘度、储能模量、分解温度、峰强度以及多糖表面微观结构等多种指标的测定去比较这两种提取方法获得的凉粉草多糖的差异。并将所获得的凉粉草多糖分别与木薯淀粉复配,综合分析凉粉草多糖对木薯淀粉流变凝胶性质的影响,以期全面、客观的了解凉粉草多糖在木薯淀粉流变凝胶性质中的作用,为木薯淀粉基食品提供新思路。主要研究如下:(1)选择食用碱和纤维素酶辅助提取凉粉草多糖,食用碱辅助提取的凉粉草多糖(MCP-S)中的糖醛酸、总糖以及蛋白质含量分别为:29.52%、32.28%和31.35%,纤维素酶辅助提取的凉粉草多糖(MCP-C)中的糖醛酸、总糖以及蛋白质含量分别为:23.21%、29.37%和22.37%。MCP-C的单糖组成包括阿拉伯糖(Ara)、岩藻糖(Fuc)、半乳糖(Gal)、葡萄糖(Glc)和甘露糖(Man),其摩尔比为0.24:0.92:0.55:10.7:0.32。MCP-S 的单糖组成包括 Ara、Fuc、Gal、Glc、鼠李糖(Rha)和木糖(Xyl),其摩尔比为 0.32:0.87:0.82:6.24:0.11:0.34。MCP-C 和 MCP-S的分子量分别为1.95×105 Da和2.04×105 Da。MCP-C和MCP-S的流体行为均为假塑性流体,且相同浓度下的MCP-S溶液的表观粘度、储能模量(G’)和复合粘度(η*)均高于MCP-C溶液。MCP-C和MCP-S在温度的分解作用下均为三阶段分解模式,MCP-S比MCP-C具有更高的初始分解温度(Ti)。SEM观察发现两种凉粉草多糖在表面形貌上有所不同,MCP-C的表面由于纤维素酶的侵蚀作用有很多“丘疹”,低浓度(0.1%)的MCP-S的表面由于冷冻干燥出现了一些气孔,高浓度(0.3%-0.5%)的MCP-S表面则非常光滑。但是FT-IR和XRD结果表明这两种凉粉草多糖都具有多糖典型的红外光谱特征且为非晶形态。(2)将不同浓度的两种凉粉草多糖(0.1%,0.3%和0.5%,w/v)分别于木薯淀粉(6%,w/v)复配进行研究。MCP-C的加入使得木薯淀粉颗粒的膨胀度、糊化黏度(峰值黏度、谷值黏度和最终黏度)、硬度以及直链淀粉浸出量降低,而MCP-S的加入使木薯淀粉的这些性质呈现出与MCP-C截然相反的效果。与纯木薯淀粉体系相比,两种凉粉草多糖的加入均可以提高体系的储能模量(G’)、短程有序度(DO),并赋予木薯淀粉更精细的微观结构。MCP-C和MCP-S的加入均可以降低木薯淀粉的快速消化淀粉(RDS)含量。其中,添加0.5%的MCP-C对降低RDS含量效果最显著。此外,相关性分析表明木薯淀粉-凉粉草多糖体系的慢消化淀粉(SDS)和抗性淀粉(RS)含量与G’和DO值呈正相关,这说明强而有序的凝胶网络对淀粉消化有抑制作用。(3)以食用碱辅助提取的凉粉草多糖(MCP-S,0.5%,w/v)和木薯淀粉(TS,6%,w/v)的复配体系(TM)为研究主体,尿素作为氢键破坏剂,氯化钠作为静电干扰剂,来探究了氢键和静电相互作用对体系流变凝胶性质的影响。在尿素-TM体系中,所有样品的谷值黏度和最终黏度均随尿素浓度的增大而降低,且尿素对淀粉在冷却过程中的重排具有明显的抑制作用。在氯化钠-TM体系中,0.05%的氯化钠的加入使复配凝胶体系获得了最大的峰值黏度,2%的氯化钠的加入获得了最小的峰值黏度。尿素和氯化钠的加入导致体系中氢键被破坏,复配凝胶体系的储能模量(G’)减少。借助差示扫描量热仪(DSC)分析发现,添加0.5%的氯化钠使复配凝胶体系的峰值温度从69.08℃增加到75.54℃,糊化焓(△H)从11.70 j/g增加到13.90 j/g。质构结果表明,尿素和氯化钠对复配凝胶的弹性和内聚性没有影响,但使硬度和胶着性降低。粒径和SEM结果发现氯化钠的加入使粒径增大,微观结构致密,尿素的加入使得粒径减小且结构松散有孔洞。(4)采用了正交试验、感官分析以及融化率评估料液比、淀粉浓度、白砂糖添加量、牛奶添加量以及冻藏时间等单因素对新型凉粉草冰糕的影响。实验发现:五个单因素对新型凉粉草冰糕的影响顺序分别为冻藏时间>淀粉浓度>白砂糖添加量>牛奶添加量>料液比。其中,冻藏时间是影响凉粉草冰糕感官评定的显著性因素。结果表明当料液比为1:40,淀粉浓度为6%,白砂糖添加量为8 g,牛奶添加量为50 mL以及冻藏时间为6 h时是新型凉粉草冰糕的最佳配方工艺,在此最佳条件下得到的凉粉草冰糕的感官评分为93。