论文部分内容阅读
直链淀粉-脂肪酸复合物被称为第五类抗性淀粉,其对于维持餐后血糖稳定,促进肠道健康具有重要意义。本文采用非热力高新技术——超高压技术制备莲子直链淀粉-脂肪酸复合物,探讨了不同饱和度和不同碳链长度的脂肪酸对复合物形成机理及理化特性的影响,并研究了复合物的多尺度结构(颗粒结构、聚集态结构、短程结构、分子链结构等)、热特性以及抗消化特性。本研究有利于拓展超高压技术在淀粉非热力改性领域中的应用,为莲子等淀粉类食品中营养淀粉含量的调控起到重要的理论指导作用。主要研究结论如下:(1)莲子直链淀粉-脂肪酸复合物的制备及其分子特性的研究采用正丁醇法提取莲子直链淀粉并在不同超高压处理条件下与不同碳链长度和不同饱和度的脂肪酸进行复合,对复合物的复合指数(CI)、颗粒特性和分子特性进行研究。研究结果表明:超高压处理后的莲子直链淀粉遇水发生团聚现象,该现象随着复合物的形成而减弱,表明复合物晶体结构的形成。莲子直链淀粉-脂肪酸复合物的形成显著提高了直链淀粉的重均分子量Mw、数均分子量Mn和多分散系数,莲子直链淀粉及复合物的分子量随超高压处理压力的升高而降低。莲子直链淀粉-不同链长脂肪酸复合物的复合指数与脂肪酸碳链长度相关,链长越短其复合指数越高;莲子直链淀粉-不同饱和度脂肪酸复合物的复合指数与脂肪酸饱和程度及分散性相关,复合指数随超高压处理压力的升高而降低。(2)莲子直链淀粉-脂肪酸复合物结构特性的研究广角X-射线衍射(WAXD)研究结果表明,莲子直链淀粉经超高压处理后为B-型晶型,而莲子直链淀粉-脂肪酸复合物为V6-型和B-型的混合晶型。复合物的形成提高了莲子直链淀粉的结晶度,结晶程度与脂肪酸链长、饱和程度及分散性相关。核磁共振波谱仪(NMR)的研究结果表明,莲子直链淀粉-脂肪酸单螺旋复合物为V61II-型复合物。小角X-射线散射(SAXS)和扫描电镜(SEM)的研究结果表明,莲子直链淀粉和莲子直链淀粉-脂肪酸复合物都存在片状结晶结构,复合物的片状结构堆叠为亚微米级球晶,且复合物的形成提高了莲子直链淀粉的质量分型维数。通过傅里叶红外光谱(FTIR)可以检测到截留在复合物片层结构间的饱和脂肪酸,而通过激光共聚焦电镜(CLSM)可以进一步观测到截留在复合物片层结构内所有类型脂肪酸。(3)莲子直链淀粉-脂肪酸复合物热力学特性的研究在探讨莲子直链淀粉-脂肪酸复合物结晶结构的基础上,进一步对复合物的热力学特性进行研究。差式量热扫描仪(DSC)的研究结果表明,莲子直链淀粉与不同链长、不同饱和度的脂肪酸复合后,其糊化起始温度T0、糊化峰值温度Tp、糊化终止温度Tc和糊化焓变ΔH都明显升高,且复合物都属于热力学I型复合物。脂肪酸的碳链长度、饱和程度及分散性影响了复合物的结晶结构,进而影响了糊化特性。热重分析仪(TGA)的结果表明,莲子直链淀粉和莲子直链淀粉-脂肪酸复合物都在加热过程中发生了质量损失,但复合物的质量损失率低于莲子直链淀粉。溶解度和膨润力研究结果表明,莲子直链淀粉-脂肪酸复合物的溶解度和膨润力低于莲子直链淀粉,表明复合物形成了具有热稳定性的结晶结构。(4)莲子直链淀粉-脂肪酸复合物抗消化特性的研究采用Englyst模拟体外消化法对莲子直链淀粉-脂肪酸复合物的抗消化特性进行研究,结果表明:莲子直链淀粉-脂肪酸复合物的形成增加了抗性淀粉(RS)的含量并降低了易消化淀粉(RDS)和慢消化淀粉(SDS)的含量。复合物的抗性淀粉(RS)含量与脂肪酸链长、饱和程度及分散性有关,其中莲子直链淀粉-不同链长脂肪酸复合物的RS含量顺序为:莲子直链淀粉-月桂酸复合物>莲子直链淀粉-肉豆蔻酸复合物>莲子直链淀粉-棕榈酸复合物;莲子直链淀粉-不同饱和度脂肪酸复合物的RS含量顺序为:莲子直链淀粉-油酸复合物>莲子直链淀粉-亚油酸复合物>莲子直链淀粉-硬脂酸复合物。对莲子直链淀粉-脂肪酸复合物消化率曲线拟合的研究结果表明,莲子直链淀粉与复合物具有近似的消化模式,表明两者都存在螺旋状晶体结构。