抗性淀粉制备技术研究.doc
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1、 . . 学 院毕业论文题目名称: 抗性淀粉制备技术的研究院 系:专 业: 学生:学 号: 指导教师:毕业论文原创性声明本人重声明:所呈交毕业论文,是本人在指导教师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的容外,本论文不包含任何其他人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 论文作者签名: 年 月 日抗性淀粉制备技术的研究摘 要:利用玉米淀粉制备抗性淀粉(Resistant Starch,简称RS),采用压热法制备抗性淀粉的适宜条件是淀粉浓度为30%,温度为121,加热时间为2
2、0min,pH为8.0,4下放置24 h,抗性淀粉的得率可达到9.8。并初步研究了玉米抗性淀粉的性质包括热特性、碘吸收曲线等。关键词:玉米淀粉;抗性淀粉;压热The preparation of the technology of resistant starchAbstract:Using corn Starch preparation of Resistant Starch (Resistant Starch, hereinafter referred to as RS), the pressure of Resistant Starch prepared hot legal system
3、 suitable conditions of Starch content is 30%, the temperature of 121 , the heating time is 20 min, pH 8.0, 4 next 24 h, of Resistant Starch rate can reach 9.8%. And the preliminary research on the corn of resistant starch properties including thermal characteristic, iodine absorption curve, etc. Ke
4、ywords:Corn starch;Resistant starch; Pressure hot 目 录1 前言(1)1.1 抗性淀粉的概述(1) 1.2 抗性淀粉的功效与应用(2)1.3 抗性淀粉研究展望(3)2 实验材料(4)2.1 原料(4)2.2设备(4)3 实验方法(4)3.1试剂的制备(4)3.2方法(4)4 实验结果与讨论(6) 4.1葡萄糖标准曲线(6)4.2 RS抗酶解性测定(7)4.3 RS吸湿性测定(7)4.4 RS碘吸收曲线的测定(7)4.5 浓度与吸光值(8)4.6 温度与吸光值(8)4.7 压热时间与吸光值(9) 4.8 ph与吸光值(9)4.9 正交试验(10)
5、5结论(10)参考文献(12)致(13)12 / 181 前言1.1 抗性淀粉的概述抗性淀粉又称抗酶解淀粉与难消化淀粉,这种淀粉较其他淀粉难降解,在体消化缓慢,吸收和进入血液都较缓慢。抗性淀粉本身仍然是淀粉,其化学结构不同于纤维,但其性质类似溶解性纤维一般将其分为四类:即RS、RS、RS、RS。RS:物理包埋淀粉,指那些因细胞壁的屏障作用或蛋白质的隔离作用而不能被淀粉酶接近的淀粉。如部分研磨的谷物和豆类中,一些淀粉被裹在细胞壁里,在水中不能充分膨胀和分散,不能被淀粉酶接近,因此不能被消化。但是在加工和咀嚼之后,往往变得可以消化。RS:抗性淀粉颗粒,指那些天然具有抗消化性的淀粉。主要存在于生的马
6、铃薯、香蕉和高直链玉米淀粉中。其抗酶解的原因是具有致密的结构和部分结晶结构,其抗性随着糊化完成而消失.根据X射线衍射图像的类型,RS可分为三类。A类:这类淀粉即使未经加热处理也能消化,但在小肠中只能部分被消化,主要包括小麦、玉米等禾谷类淀粉;B类:这类淀粉即使经加热处理也难以消化,包括未成熟的香蕉、芋类和高直链玉米淀粉;C类:衍射的类型介于A类和B类之间,主要是豆类淀粉。RS:回生淀粉指糊化后在冷却或储存过程中结晶而难以被淀粉酶分解的淀粉,也称为老化淀粉。它是抗性淀粉的重要成分,通过食品加工引起淀粉化学结构、聚合度和晶体构象方面等的变化形成,因而也是重要的一类抗性淀粉。回生淀粉是膳食中抗性淀粉
7、的主要成分,这类淀粉即使经加热处理,也难以被淀粉酶类消化,因此可作为食品添加剂使用。一般采用湿热处理制备,如直连含量为70%的玉米淀粉,经过压热法处理,可获得21.2%的RS的产品。国外专利中多采用高直链的玉米淀粉为原料,将将脱支酶作为主要手段,结合不同干燥方式制备高抗性淀粉含量的产品。RS:化学改性淀粉(ChemicallyModifiedStarch)主要指经过物理或化学变性后,由于淀粉分子结构的改变以与一些化学官能团的引入而产生的抗酶解淀粉部分,如羧甲基淀粉、交联淀粉等。同时,也指种植过程中,基因改造引起的淀粉分子结构变化,如基因改造或化学方法引起的分子结构变化而产生的抗酶解淀粉部分1。
8、由于RS和RS在加热和加工的过程中会损失掉大部分,国外研究人员目前最感兴趣的还是RS和RS,可以将它们添加到食品中,提高食品的功能性。RS和 RS是天然淀粉但在食品加工结冻会失去潜在的抗性。 RS,通过高压灭菌和冷却循环形成的淀粉,加热超过100时也能保持稳定,因为老化淀粉(直链淀粉)在155熔化。因此RS是加工食品中的主要类型,并已被许多研究人员研究。当淀粉分散加热,直链淀粉是淀粉溶和凝胶形成。冷却后,凝胶经历变构导致部分晶体结构。在此回生过程中直链淀粉重新关联形成强大的结晶,老化淀粉(RS)从而形成。RS的特点是呈B型X射线衍射模式J,在30170围有吸热。分子结构分析显示,酶抗性回生淀粉
9、主要是由D型葡萄糖通过糖苷键连接而成,具有一定的链长围。1984年Jane和Robyt提出了双螺旋结构的假说,认为直链淀粉形成的双螺旋晶态提供了回生淀粉的抗酶解性,其实质为抗性淀粉中起主要作用的直链淀粉结晶体,分子量为400012000u,而玉米淀粉的平均分子量为140000u左右,所以对玉米淀粉进行适度的降解将有利于直链淀粉的结晶,从而提高抗性淀粉的得率。与原淀粉相比,与酸处理后淀粉的糊化更容易被水解。支链淀粉可能是酸水解淀粉形成,像线性淀粉分子。因此用酸处理老化淀粉将导致RS产量增加2。1.2抗性淀粉功效与应用1.2.1功效抗性淀粉类似膳食纤维的作用。抗性淀粉被认为属于膳食纤维的一种。膳食
10、纤维是指能抗人体小肠消化吸收,而在人体大肠能部分或全部发酵的可食用的植物性成分、碳水化合物与其相类似物质的总和。膳食纤维具有润肠通便、调节控制血糖浓度、降血脂等一种或多种生理功能。抗性淀粉对人体产生作用,主要是通过影响其他物质的吸收代,以与在结肠发酵产生的次生产物而发挥其生理功能。降脂减肥作用。抗消化淀粉能减少脂质吸收与脂肪酸合成,有效降低血中与肝脏脂质量,预防脂肪肝形成。因此它可作为减肥保健食品添加剂。抗性淀粉所产生的热量约只有糖类的一半,可用于控制食欲与巨量营养素的平衡,进而达到体重的控制。对肠道疾病的防治作用。抗性淀粉不被消化,进入结肠,作为结肠菌群的营养源,这些微生物通过发酵,将碳水化
11、合物代后生成丁酸等短链脂肪。降低结肠与粪便的pH,丁酸具有促进结肠健康,减少胺类致癌物的产生,抑制肿癌细胞。减少肠黏膜细胞的增生,进而降低患结肠癌危险。肠道的大肠杆菌还能合成泛酸、尼克酸、核黄素等人体不可缺少的生命物质,增加人体所需营养。未降解的抗性淀粉还可增加粪便通量,加速有毒物质的排出,防治便秘和痔疮与肛门直肠疾病。1.2.2应用RS可作为优良的膳食纤维营养强化剂。目前,国外已将RS作为食品配料或膳食纤维的强化剂,应用到面类食品中,最引人注目的是抗性淀粉在面包中的应用。添加抗性淀粉的面包,不仅膳食纤维含量提高了,而且在气孔结构、体积和颜色等感官品质方面均好于添加其他传统膳食纤维的面包。在面
12、包中添加抗性淀粉将有益于人们的健康。 RS可提高食品的膨化系数。RS可提高挤压谷物和小吃食品的膨化系数,提高谷物的耐泡性。如添加燕麦纤维的产品硬度大,脆性小,总体品质较差。而含RS的燕麦食品膨化体积增大,而且RS比例越高膨化系数越高。这表明添加RS可改善挤压食品的膨化情况,减少其他纤维对食品膨化的负面影响。同时添加RS的膨化食品浸泡到牛奶等饮料中食用时,其质地虽变软但不会因吸水而崩溃,使谷物在浸泡中保持松脆3。 RS作为食品增稠剂,具有较好的黏度。抗性淀粉因具有良好的流变特性、稳定性与低持水性,可以作为食品增稠剂使用。将RS、天然糯性谷物淀粉与变性淀粉分别添加到调味汁中,于90蒸煮15 min
13、,结果显示添加RS的制品稠度较好。又因RS为不溶于水的物质。在黏稠不透明的饮料中可用RS来增加饮料的不透明度与悬浮度,它不会产生砂砾感,也不会掩盖饮料的风味。改善脆性食品级微胶囊的包衣。Dimantov等用高直链淀粉玉米淀粉经流化床工艺制得食品级微胶囊的包衣(壁材),分散性能稳定但会被胰淀粉酶全部酶解。提高包衣稠度可使抗酶解稳定性有所提高。加入RS可进一步让包衣的抗酶解能力提高2.1,但是包衣表面出现裂纹。研究认为,应进一步解决裂纹问题,RS与高直链淀粉玉米淀粉的组合作为微胶囊包衣材料很有发展前途。辅助治疗。应用于霍乱引起严重营养不良与腹泻儿童口服补水治疗的辅助剂,不影响肠道粘膜的恢复4。1.
14、3抗性淀粉的研究展望国外关于RS的研究已经系统化,国研究也日渐活跃。目前,对RS的生产、分析测定与RS的生理功能均作了广泛研究,但尚不完善,还需进一步深入。在RS的分类上,还需进一步弄清RS结构,并对RS进行细分,比如明确不同来源的同类RS的差异与生理功能。在RS的生产上,还需进一步完善工艺,降低成本,提高RS产品在食用、加工过程中抗性性能的稳定性。在RS的分析测定上,还需进一步完善测定方法。食物中RS含量目前尚无统一、稳定的标准测定方法,并影响到准确估计人体的摄人情况5。目前对人体RS摄人量的估计存在一个较大的围,从4 gd到2030 gd,后者是按每人每日淀粉摄人量200300 g估计的。
15、有调查表明,欧洲人RS的摄人量为23 gd ,而Kontraszti等的研究发现由于无法排除残留物中542的未知杂质,推测目前的数据可能低估了欧洲人群的实际摄人量。Brighenti 则测得意大利人RS摄人量为7292 gd,平均85 gd。因此准确测定食物中实际发生作用的RS,从而估计人体RS摄人水平仍然是进一步研究的重点6。2 实验材料2.1 原料普通玉米淀粉、耐热淀粉酶、糖化酶、3,5二硝基水酸、氢氧化钾、盐酸、丙三酮、乙酸、磷酸二氢钠、DMS0(二甲基亚砜)、葡萄糖、浓硫酸、无水乙醇、氢氧化钠、碘、碘化钾。容量瓶、烧杯、锥形瓶、滴管等玻璃仪器、筛子。2.2 设备电热鼓风干燥箱(GZX
16、9140 MBE)、电子天平、电热恒温水浴锅(DZKW)ph计、搅拌机、海尔冰箱、恒温培养箱、离心机(LG 10)、立式电热压力蒸汽灭菌器(LSZX 50KB)、722S可见分光光度计。3 实验方法3.1 试剂的制备(1) 1 mgmL 葡萄糖标准液:准确称取1 g的无水葡萄糖,待溶解后定容至1000 mL7。(2) DNS显色液:准确称取无水的3,5二硝基水酸6.5 g溶解待用,无水氢氧化钠40 g溶解后移入500 mL容量瓶,冷却后定容,将水酸溶解液移入1000 mL容量瓶并加入325 mL的氢氧化钠,再加入15 mL丙三醇溶解定容至1000 mL贮存于棕色试剂瓶中,以上试剂均为分析纯,水
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