甘薯抗性淀粉的制备及理化特性分析与应用研究

摘要

抗性淀粉是能到达人体大肠的淀粉及其降解产物的总称，具有优良的加工性能和生理功效。用酶法和物理方法制备抗性淀粉，由于安全可靠，而成为当前的研究热点。甘薯淀粉色泽灰暗、糊稳定性差、在生产过程中容易发生酶促褐变等，限制了其应用，可通过改性的方法加以改善，以便更好地满足工业要求。本论文以甘薯淀粉为原料，采用酶法结合超声波处理制备甘薯抗性淀粉，并对甘薯抗性淀粉的理化性质及应用进行了研究，主要研究内容和结果如下:
　　 1.在单因素试验基础上，用响应面优化甘薯抗性淀粉的制备工艺，最佳条件为:淀粉乳浓度17.3％、异淀粉酶添加量5×103U/g淀粉、酶解时间14.09h、超声处理时间40min、干燥温度46℃。此条件下，抗性淀粉含量预测值为21.28％，实测值为21.33％。
　　 2.以甘薯淀粉为参比，研究了甘薯抗性淀粉的部分理化性质，主要结论如下:
　　 甘薯淀粉颗粒较完整，过120目筛后测得的平均粒径为17.59μm，呈球形或多面体形，表面光滑，高度差约10nm;甘薯抗性淀粉过120目筛后的平均粒径为123.39μm，淀粉颗粒形状几乎消失，呈现极不规则的块状或团状，颗粒表面十分粗糙，高度差可达24nm。甘薯淀粉的结晶结构为C型，甘薯抗性淀粉为B型，甘薯抗性淀粉是物理改性淀粉，热稳定性较甘薯淀粉明显增强。与甘薯淀粉相比，甘薯抗性淀粉的持水性和乳化能力皆有所降低，但乳化稳定性略微增强，抗酶解性也有所提高。在40～70℃范围内，甘薯抗性淀粉的膨胀能力始终强于甘薯淀粉。虽然甘薯抗性淀粉的白度略有降低，但其淀粉糊的透明度有所增强。
　　 3.分析比较甘薯抗性淀粉和甘薯淀粉糊的流变曲线，得到抗性淀粉糊的具体流变参数如下:
　　 甘薯淀粉糊明显受剪切次数的影响，而甘薯抗性淀粉糊的剪切应力恢复性较好。淀粉糊的表观粘度随着剪切速率的增大而减小，随着温度的升高，滞后曲线面积也逐渐减小。甘薯抗性淀粉糊的粘度较同浓度甘薯淀粉糊小，下行线都位于上行线之下。与甘薯淀粉糊相比，甘薯抗性淀粉糊具有更高的复合模量。
　　 两种淀粉在频率扫描过程中，粘性增加速度快于弹性增加速度;与甘薯淀粉相比，甘薯抗性淀粉凝胶的弹性固体性质和粘性液体性质都明显降低，但弹性和粘性比较平衡。
　　 在20～90℃温度扫描过程中，用阿伦尼乌斯方程拟合两种淀粉糊的温度敏感性，拟合效果较好，改性后淀粉糊对温度变化的敏感度有所降低。用较高的搅拌速度搅拌甘薯抗性淀粉糊，在一定程度上可以抵消温度对表观粘度的影响。
　　 4.对所制甘薯抗性淀粉在饼干中的应用进行了研究，结论如下:
　　 随着抗性淀粉添加量的增加，饼干的黄色变浅，色彩饱和度减小，相对于对照组的总色差逐渐增大，且易被人眼观察出来。加有抗性淀粉的饼干的水分含量较对照组饼干低，且随着抗性淀粉添加量的增加，饼干的含水量和水分活度逐渐降低。
　　 比较含不同量RS的新鲜饼干的质构参数，发现15RS饼干和30RS饼干的硬度明显大于对照组。加RS饼干的咀嚼性、粘结性和回复力较对照组有所增加。随着抗性淀粉含量的增加，饼干的弹性下降，但不存在线性关系。
　　 研究储藏过程中饼干的质构参数变化，发现添加有RS的新鲜饼干比对照组硬，但在第二周时都比对照组软，在后来3周又比对照组硬。RS饼干的弹性几乎一直低于对照组;15RS饼干的咀嚼性有减弱趋势，但仍然明显强于其它RS饼干和对照组;RS饼干的回复性都呈缓慢减弱趋势。
　　 各种饼干的感官分析得分轮廓存在较大差异，添加RS饼干的质地得分都略低于对照组饼干，但外观、色泽、味道和总体得分都高于对照组，尤其是15RS饼干在各项的得分都比较高。

目录

声明

摘要

第一章 前言

1 抗性淀粉的结构、生理功能和应用

1．1 抗性淀粉的定义及分类

1．2 抗性淀粉的结构特征

1．3 抗性淀粉的生理功能

1．4 抗性淀粉的应用现状

2 抗性淀粉的制备及影响因素

2．1 抗性淀粉的测定方法

2．2 抗性淀粉的制备方法

2．3 抗性淀粉形成的影响因素

3 本研究的意义及内容

3．1 甘薯及甘薯淀粉加工概况

3．2 本研究的意义

3．3 研究内容

第二章 酶法结合超声波处理制备甘薯抗性淀粉

1 材料和方法

1．1 试验材料

1．2 实验方法

2 结果与分析

2．1 甘薯淀粉组成成分的含量

2．2 单因素试验

2．3 甘薯抗性淀粉的制备工艺条件优化

2．4 响应面分析

3 小结

第三章 甘薯抗性淀粉的理化性质研究

1 材料和方法

1．1 试验材料

1．2 实验方法

2 结果与分析

2．1 颗粒粒径分布分析

2．2 光学显微镜与扫描电镜分析

2．3 原子力显微镜分析

2．4 抗性淀粉的色度

2．5 红外光谱分析

2．6 X-射线衍射分析

2．7 差示扫描量热分析

2．8 淀粉的酶解曲线

2．9 抗性淀粉的持水性和乳化性

2．10 抗性淀粉的膨胀能力

2．11 抗性淀粉糊透明度

2．12 抗性淀粉的溶解性

3 小结

第四章 甘薯抗性淀粉的流变性质

1 材料和方法

1．1 试验材料

1．2 实验方法

2 结果与分析

2．1 静态流变行为

2．2 动态流变行为

2．3 连续升温扫描下淀粉糊的流变规律

3 小结

第五章 甘薯抗性淀粉的应用研究

1 材料和方法

1．1 试验材料

1．2 实验方法

2 结果与分析

2．1 饼干的色度

2．2 饼干的含水量、水分活度及抗性淀粉含量

2．3 饼干在储藏过程中的质构变化

2．4 感官评定

3 小结

第六章 结论与展望

参考文献

致谢

附录