【摘 要】
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随着主粮化战略的推进,马铃薯全粉凭借其很大程度的保留了马铃薯除薯皮以外的营养物质,耐储存,便于运输的优点,在深加工产品中越来越受到重视,但由于其冻融稳定性差、易老化、在产品中添加量低等缺点,使其仍受到了很大的应用限制。因此本研究采用超声波手段和羟丙基改性技术对马铃薯全粉进行改性处理,以期在马铃薯全粉的实际加工应用中,提供更加符合品质需求的改性全粉。主要研究结果如下:(1)超声波处理和羟丙基化对马铃
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随着主粮化战略的推进,马铃薯全粉凭借其很大程度的保留了马铃薯除薯皮以外的营养物质,耐储存,便于运输的优点,在深加工产品中越来越受到重视,但由于其冻融稳定性差、易老化、在产品中添加量低等缺点,使其仍受到了很大的应用限制。因此本研究采用超声波手段和羟丙基改性技术对马铃薯全粉进行改性处理,以期在马铃薯全粉的实际加工应用中,提供更加符合品质需求的改性全粉。主要研究结果如下:(1)超声波处理和羟丙基化对马铃薯全粉加工特性的影响。结果表明,超声波处理和羟丙基化提高了马铃薯全粉的冻融稳定性和透明度,降低了其碘蓝值。与马铃薯全粉碘蓝值(8.44)相比,超声波改性全粉和羟丙基改性全粉的碘蓝值均显著降低(P<0.05),超声波改性全粉碘蓝值最低为7.02,羟丙基改性全粉碘蓝值最低为6.61。超声波改性全粉和羟丙基改性全粉的析水力较马铃薯全粉(0.34%)明显降低,超声波改性全粉和和羟丙基改性全粉的透明度较马铃薯全粉(71.06%)整体上显著提高。(2)以析水力为考察指标,采用正交试验对超声波改性全粉的制备工艺进行优化,从而提高马铃薯全粉冻融稳定性。得到最优冻融稳定性的超声波改性全粉制备工艺条件为:超声波功率200 W、超声波时间40 min、马铃薯全粉水分含量30%。用此条件进行验证试验,得到的超声波改性全粉析水力为0.31%,显著低于马铃薯全粉析水力(0.34%)(P<0.05),冻融稳定性更好。(3)为提高马铃薯全粉的冻融稳定性,以析水力为响应值,采用响应面试验优化羟丙基改性全粉的制备工艺。得到的优化结果如下:四个因素对全粉析水力的影响主次为环氧丙烷用量>反应时间>Na OH用量>反应温度,最佳优化参数为环氧丙烷用量15%,Na OH用量1.2%,反应时间19.96 h,反应温度45℃,此条件下方程预测的羟丙基改性全粉析水力理论值为0.18%,验证试验得到羟丙基改性全粉析水力为0.19%,与试验预测值相符,且极显著低于马铃薯全粉的析水力(P<0.01)。另外,对比两种改性全粉的冻融稳定性优化试验结果,羟丙基改性全粉的析水力显著低于超声波改性全粉析水力(P<0.05),说明针对提高马铃薯全粉冻融稳定性而言,羟丙基改性的效果更优于超声波改性的效果。(4)研究了超声波处理和羟丙基化对马铃薯全粉消化特性的影响。马铃薯全粉的快消化淀粉(RDS)为26.75%,慢消化淀粉(SDS)为12.74%,抗性淀粉(RS)为60.51%,经过超声波处理后的全粉的快消化淀粉(RDS)含量显著降低(P<0.05),最低为12.26%,抗性淀粉(RS)含量整体显著升高(P<0.05),最高为82.13%。羟丙基改性全粉的快消化淀粉(RDS)含量显著降低,最低为14.21%,抗性淀粉(RS)含量显著增大(P<0.05),最高为81.48%。表明超声波处理和羟丙基化可提高马铃薯全粉的抗消化性,可用于制备抗消化淀粉含量高的马铃薯全粉,满足特殊食品加工的需要。(5)超声波处理和羟丙基化对马铃薯全粉结构的影响。扫描电子显微镜(SEM)观察发现,经超声波处理和羟丙基化后的马铃薯全粉碎片状和絮状形态消失,并都出现明显的聚集现象。聚丙烯酰氨凝胶电泳(SDS-PAGE)结果显示,超声波改性全粉的电泳谱图和羟丙基改性全粉的电泳谱图与马铃薯全粉蛋白谱图之间无明显变化,说明超声波处理和羟丙基化不会改变马铃薯全粉的蛋白图谱。差示扫描量热(DSC)结果表明,超声波改性全粉和羟丙基改性全粉的糊化起始温度(83.52℃和65.49℃)均显著高于马铃薯全粉(64.39℃)(P<0.05),说明两种改性处理提高了其热稳定性。由傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X-射线衍射(XRD)谱图可以发现,超声波改性全粉和羟丙基改性全粉与马铃薯全粉峰型存在一定差异,部分峰强度增强,结晶度增大,可验证DSC的结果。
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