双酶协同制备慢消化淀粉及性质研究

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慢消化淀粉(slowly digestible starch, SDS)指的是在小肠中被完全消化吸收但速率较慢的淀粉,具有缓慢释放葡萄糖、利于血糖控制等特殊功效。本论文分别采用β-淀粉酶、β-淀粉酶与葡萄糖苷转移酶协同处理玉米淀粉和马铃薯淀粉制备高含量的慢消化淀粉样品并研究其理化性质。通过淀粉-碘复合物吸光度值法、淀粉样品的碘吸附及扫描波长、X-射线衍射、差示扫描量热仪(DSC)、扫描电镜(SEM)等方法对慢消化淀粉的直链淀粉含量、淀粉样品的碘吸附能力、结晶性质、热力学性质、淀粉颗粒形貌等性质进行深入分析,比较了A型与B型慢消化淀粉形成的异同点,并选取高含量的慢消化淀粉加入曲奇饼干进行应用研究,以期制备出一种含SDS的特膳食品。(1)使用β-淀粉酶分别水解糊化的玉米淀粉和马铃薯淀粉,试验结果显示:对玉米淀粉,淀粉乳浓度为8%,加酶量为200U/g(淀粉干基重),反应5h时,慢消化淀粉含量最高可达8.02%;对马铃薯淀粉,在淀粉乳浓度为8%,β-淀粉酶加酶量为56U/g(淀粉干基重),反应4h时,慢消化淀粉含量有最大值6.63%。与原淀粉(玉米淀粉、马铃薯淀粉的SDS含量分别为3.79%、1.89%)相比,经过β-淀粉酶处理后的SDS含量有所增加。(2)使用双酶(β-淀粉酶与葡萄糖苷转移酶)协同水解糊化的玉米淀粉和马铃薯淀粉,试验结果显示:对玉米淀粉,在添加160U/g(淀粉干基重)的β-淀粉酶反应4h后,经过7.5kU/g(淀粉干基重)葡萄糖苷转移酶反应时间12h,可使SDS含量有最大值16.37%;对马铃薯淀粉,在添加64U/g(淀粉干基重)的β-淀粉酶反应5h后,经过13kU/g(淀粉干基重)葡萄糖苷转移酶反应时间24h, SDS含量最大值为13.70%。相比于仅使用β-淀粉酶处理的慢消化淀粉样品,双酶协同处理后的SDS含量有所提高。说明双酶处理比单酶处理更加有助于提高其SDS含量,葡萄糖苷转移酶的确起到了转苷作用,且玉米淀粉比马铃薯淀粉更适宜作为制备高含量SDS的原材料。(3)研究分析双酶协同处理后的玉米慢消化淀粉和马铃薯慢消化淀粉的各种理化性质。研究结果发现,淀粉-碘吸附结合物的最大吸收峰位置,随着慢消化淀粉含量增加而偏移逐渐增大,且SDS含量越大,偏移程度越大。X-射线衍射图谱显示经双酶处理后的样品晶型消失。DSC显示SDS含量最高的样品,其热稳定性最强,有较高的糊化焓,使淀粉糊化变得困难;扫描电镜结果显示酶解后的样品呈不规则碎片状。(4)通过利用玉米慢消化淀粉取代不同比例的低筋面粉来制备含SDS的曲奇饼干,对制备的六种曲奇饼干样品进行性质分析。实验表明,慢消化淀粉对饼干的水分含量和灰分含量影响不大,但是对饼干的硬度和咀嚼性有一定的影响。结合感官评价得分可知,当取代量为15%时,含SDS的曲奇饼干的感官评价效果最好,可以作为优良的特膳食品食用。
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