【摘 要】
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以三个品种薏苡(黔薏2号、浦薏6号和大白壳)为原料,研究薏苡的营养组成及其在籽粒中的分布,采用扫描电镜、广角X-射线衍射仪、小角X-射线散射仪、核磁共振波谱仪、凝胶电泳、圆二色谱仪、快速粘度测定仪、差示扫描量热仪和流变仪等技术,研究薏仁粉、薏仁淀粉、蛋白质的分子结构和热力学特性。为薏苡资源的综合利用及薏仁产品的开发提供实验数据和理论指导,也为新来源的淀粉、蛋白质在现代工业中的应用做出理论参考,补充
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以三个品种薏苡(黔薏2号、浦薏6号和大白壳)为原料,研究薏苡的营养组成及其在籽粒中的分布,采用扫描电镜、广角X-射线衍射仪、小角X-射线散射仪、核磁共振波谱仪、凝胶电泳、圆二色谱仪、快速粘度测定仪、差示扫描量热仪和流变仪等技术,研究薏仁粉、薏仁淀粉、蛋白质的分子结构和热力学特性。为薏苡资源的综合利用及薏仁产品的开发提供实验数据和理论指导,也为新来源的淀粉、蛋白质在现代工业中的应用做出理论参考,补充现有淀粉和蛋白质的研究资料。主要研究结果如下:(1)薏苡的营养特性薏苡具有良好的营养品质和保健价值。薏糙的主要成分是淀粉(37~43%)、粗脂肪(20~24%)、粗纤维(14~18%)和粗蛋白(16~18%)。薏仁中的淀粉(43~55%)和粗蛋白(17~21%)含量较高。薏壳的主要成分是粗纤维(65~72%)和灰分(16~21%)。薏糠的主要成分包括粗纤维(41~48%)、粗蛋白(12~21%)和粗脂肪(19~22%)。薏糙、薏仁和薏糠中含有B族维生素和VE以及较高含量的P、K、Mg、Ca等矿物质。薏苡可食部位中的不饱和脂肪酸为85.00%左右,脂肪酸以油酸、亚油酸和棕榈酸为主。黔薏2号可食部位中的脂肪酸组成和蛋白质质量最好,薏糠中的总酚含量较高。大白壳可食部位中的维生素和矿物质总含量最高,薏糠中的总黄酮含量最高。浦薏6号薏糠的必需氨基酸总量和薏苡素含量最高。(2)薏仁淀粉的分子结构与功能特性薏仁属于高支链淀粉含量的食物,其淀粉颗粒大多呈椭圆形或截头椭圆形,形状较规则。薏仁淀粉颗粒的粒径较大(19.17~22.24μm),属于大颗粒淀粉。三个品种薏仁淀粉的半结晶层结构的完整程度一致。黔薏2号淀粉颗粒半结晶层厚度最小(9.2021nm),结晶层的双螺旋结构排列的一致性最好,半结晶层状结构排列的有序化程度最高。大白壳的双螺旋结构排列的一致性较差,半结晶层状结构排列的有序化程度较差。薏仁淀粉的结晶结构属于A型,结晶度为35.08%~39.36%。薏仁淀粉中双螺旋的含量约为38%~47%。薏仁淀粉的起始糊化温度较高(65.80~68.35℃),热焓值较大(12.43~14.36J/g),不易糊化。浦薏6号淀粉的峰值黏度最高,热糊稳定性最好。黔薏2号淀粉的抗老化性能最好。不同品种间薏仁淀粉的凝胶形成特性差异不大,随着温度的升高,体系的黏弹性均呈先增大后减小的趋势,且以弹性占主导地位。(3)薏仁蛋白质的分子结构与功能特性不同品种薏仁的同一组分蛋白结构无明显差异,同一品种薏仁的不同组分蛋白的结构存在部分差异。薏仁清蛋白有5个蛋白条带,分子量分布在24k D,33k D,60k D,74k D,144k D附近,二级结构以β-折叠含量最高(33.87%~45.07%)。球蛋白包含7个蛋白条带,分别分布在13k D,20k D,23k D,30k D,36k D,67k D,75k D附近,二级结构以β-转角和无规卷曲结构含量相对较高。醇蛋白只有4个蛋白条带,主要分布在14k D,18k D,25k D,40k D附近,二级结构以α-螺旋结构含量最高(59.70%~79.53%)。谷蛋白有10个蛋白条带,分子量主要分布在13k D,15k D,25k D,30k D,35k D,55k D,70k D,81k D,90k D,100k D附近,二级结构以β-折叠结构含量较高(41.23%~61.40%)。谷蛋白的广角X-射线衍射在衍射角为10°和20°附近出现衍射峰,结晶度较高(45%~54%),蛋白质的晶体质量较高。随着温度的升高,谷蛋白的弹性先迅速减小后缓慢增大再缓慢减小,黏性则逐渐减小。热特性试验中薏仁谷蛋白没有检测到变性温度,可能是在制备过程中碱性条件下谷蛋白的结构已经被破坏。(4)薏仁淀粉、蛋白质的相互作用及对功能特性的影响薏仁粉颗粒表面较粗糙,夹杂着较多的细小颗粒和大块碎片。其体积平均粒径为82.38~102.28μm。薏仁粉的结晶结构属于A型,结晶度为24.45%~33.48%。起始糊化温度为68.10~70.65℃,热焓值为8.44~9.52J/g。薏仁粉的峰值黏度(1956.00~2873.00c P)高于籼米粉,薏仁粉的抗老化性能比籼米粉好。在升温过程中,薏仁粉体系的黏弹性均呈先增大后减小的趋势,且弹性总是大于黏性。薏仁粉与淀粉的结晶结构均为A型。但薏仁粉的粒度分布呈双峰,而淀粉呈单峰。薏仁粉的颗粒尺寸比淀粉大几倍,结晶度比淀粉小,起始糊化温度比淀粉略高,热焓值比淀粉小。这是因为薏仁粉中同时存在着淀粉、蛋白质、脂质等大分子,几种大分子之间的相互作用使得薏仁粉的分子结构和功能性质和淀粉相似但又有部分差别。
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