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淀粉是莲子的主要成分之一,莲子淀粉属直链淀粉含量高的特异性淀粉。在莲子乳等产品加工过程中,经高温灭菌处理后的莲子淀粉易产生重结晶,易发生老化现象,导致莲子乳等产品在加工贮运过程中容易发生品质劣化,制约了莲子产品的开发,同时为进一步拓展莲子淀粉的功能特性,本文采用亲水性胶体(壳聚糖、瓜尔豆胶以及黄原胶)改性莲子淀粉,分别从流变特性、分子间作用力、分子动力学模拟、回生特性、消化特性等方面,系统研究莲子淀粉与亲水性胶体的协同抗老化和慢消化等协效性,并揭示其作用机理。基于流变学特性与分子动力学模拟技术研究莲子淀粉与亲水性胶体分子间的相互作用;研究亲水性胶体对莲子淀粉短期、长期老化特性的影响及其作用机制;在此基础上,揭示亲水性胶体对莲子乳稳定性的影响作用;阐明莲子淀粉-壳聚糖复合物的消化特性,明确复合物的协同慢消化作用。研究成果为拓展莲子淀粉功能、对莲子乳等淀粉类食品抗老化的调控具有重要的理论价值和实践意义。(1)莲子淀粉与亲水性胶体相互作用的研究研究了压热处理后莲子淀粉及其亲水性胶体复合物的流变特性,并基于流变学特性和分子动力学模拟技术分析莲子淀粉与亲水性胶体分子间的相互作用。结果表明:不同亲水性胶体与莲子淀粉发挥协同增稠的作用,体系表观黏度、剪切应力、储存模量和损失模量均显著提高;壳聚糖会使淀粉流体指数n增加与损失因子tanδ降低,说明莲子淀粉与壳聚糖复合物更类似于固态凝胶,与体系相分离现象加剧引起分子间相互作用增强有关。分子作用力研究结果表明,莲子淀粉-壳聚糖复合物的主要分子作用力是氢键和静电作用力,而莲子淀粉-瓜尔豆胶和莲子淀粉-黄原胶复合物的主要作用力是氢键作用力。分子动力学模拟结果表明,壳聚糖增强了莲子淀粉体系的非共价键作用力,提高了体系的结构有序化程度;而黄原胶和瓜尔豆胶减弱莲子淀粉体系的非共价键作用力,阻碍体系的有序化程度,阐明了不同亲水性胶体对莲子淀粉老化行为的影响差异。为进一步开展亲水性胶体对莲子淀粉老化特性影响的研究奠定理论依据。(2)莲子淀粉-亲水性胶体复合物短期老化特性的研究研究了莲子淀粉及其亲水性胶体复合物的短期老化行为与分子结构特性,探讨不同亲水性胶体影响莲子淀粉短期老化的作用机制。结果表明,经过压热-冷却处理,莲子淀粉-壳聚糖的储存模量G’值的增长速率明显高于单一的莲子淀粉,析水率增加,表明壳聚糖促进淀粉的短期老化,这与复合体系分子有序结构的增加、平均分子量(Mw)的降低和浸出直链淀粉含量的增加有关。莲子淀粉-瓜尔豆胶、莲子淀粉-黄原胶复合物则呈现出相反的趋势,这表明瓜尔豆胶与黄原胶可以抑制莲子淀粉的短期老化。激光共聚焦扫描显微镜观察发现瓜尔豆胶和黄原胶对莲子淀粉具有包埋作用,能够抑制颗粒膨胀和直链淀粉的浸出,从而延缓淀粉老化。莲子淀粉与亲水性胶体复合体系中分子作用力的不同影响了莲子淀粉体系中颗粒溶胀程度和直链淀粉含量浸出的变化,改变了淀粉结构有序化程度,从而导致不同复合体系短期老化特性的差异。壳聚糖可以促进莲子淀粉的短期老化,而瓜尔豆胶与黄原胶可以抑制莲子淀粉的短期老化,且黄原胶的抑制效果更佳,这与莲子淀粉与亲水性胶体复合物中分子作用力有关。(3)莲子淀粉-亲水性胶体复合物长期老化特性的研究淀粉的短期老化与直链淀粉重结晶有关,而支链淀粉则主导淀粉的长期老化,产生的效应比直链淀粉更加复杂。为进一步研究亲水性胶体对莲子淀粉长期老化特性的影响,本章分析了莲子淀粉-亲水性胶体复合物的水分分布和迁移、分子结构和质构特性。结果表明,莲子淀粉中含有结合水(T21)、束缚水(T22)、低流动性自由水(T23)以及高流动性自由水(T24)四个组分;壳聚糖提高莲子淀粉的高流动性自由水(A24)含量,瓜尔豆胶提高莲子淀粉的结合水(A21)含量,黄原胶提高莲子淀粉的低流动性自由水(A23)含量,说明不同亲水性胶体引起莲子淀粉水分分布状态不同;与单一莲子淀粉相比,壳聚糖引起莲子淀粉水分迁移速率增加,水分子易于扩散为高流动性自由水(T24),添加瓜尔豆胶和黄原胶会干扰莲子淀粉复合体系水分的迁移和析出。X-射线衍射、红外光谱以及激光拉曼光谱成像分析结果显示,壳聚糖可提高莲子淀粉的有序结构含量;瓜尔豆胶和黄原胶可降低莲子淀粉的有序结构含量。质构分析表明,冷藏前期壳聚糖会提高莲子淀粉凝胶的硬度,而在冷藏后期则会导致莲子淀粉凝胶硬度的降低,弹性值在所测定的冷藏期间均低于单一莲子淀粉;瓜尔豆胶和黄原胶降低莲子淀粉硬度并提高弹性,但黄原胶的后期效果不显著。结合短期老化结果表明,黄原胶能有效地抑制莲子淀粉短期老化,这与其抑制直链淀粉重结晶有关,而瓜尔豆胶能有效地抑制莲子淀粉的长期老化,这与其抑制支链淀粉有序化重排有关。研究结果为莲子乳等淀粉类饮料抗老化性质的改善、货架期的延长提供理论基础。(4)亲水性胶体对莲子乳稳定性影响的研究在阐明亲水性胶体对莲子淀粉短期和长期老化特性影响的基础上,本章研究不同亲水性胶体对莲子乳稳定性的影响,考察不同莲子淀粉与亲水性胶体复配体系在冷藏过程中的粒径分布、稳定性、淀粉返生量的变化。结果表明:瓜尔豆胶能够提高莲子乳的颗粒均一性和乳液稳定性,延缓体系凝胶结块和淀粉沉淀等现象,壳聚糖则引起莲子乳体系中大颗粒聚集现象并破坏体系稳定性,导致贮藏过程中淀粉返生量的增加。黄原胶对莲子乳稳定性影响不显著,这与多元体系中蛋白质、脂肪等物质的存在有关,影响了黄原胶对淀粉的抗老化作用。瓜尔豆胶可显著提高莲子乳稳定性,这与瓜尔豆胶能有效地抑制莲子淀粉的长期老化有关,研究结果为莲子淀粉与亲水性胶体协效性在淀粉类食品生产中的应用奠定重要的理论依据。(5)莲子淀粉-壳聚糖复合物消化特性的研究与莲子淀粉相比,莲子淀粉-壳聚糖复合物结构有序化程度较高,提示该复合物可能具有慢消化特性。为验证莲子淀粉和壳聚糖具有协同提高体系慢消化特性,本章研究了壳聚糖对莲子淀粉的体外消化特性的影响。结果表明,壳聚糖可以延缓莲子淀粉的体外消化,壳聚糖的添加可降低复合物中快速消化淀粉含量和增加慢速消化淀粉的含量。壳聚糖降低莲子淀粉的溶解度、膨胀度以及粘度,说明复合体系的颗粒结构更为稳定,是其抗酶解性提高的原因之一。此外,壳聚糖的添加可提高莲子淀粉中直链淀粉含量、有序结构含量,同时减少颗粒表面粗糙程度,降低了消化酶对淀粉底物的作用,从而使莲子淀粉-壳聚糖复合物的消化速率减慢,阐明了壳聚糖协同压热-冷却处理改善莲子淀粉消化特性的协效性。研究结果为开发具有慢消化功能的淀粉类食品提供一定的科学依据。