莲子淀粉老化及脂质抗老化机理的研究

摘要

莲子含有丰富的营养物质及生理活性成分，是药食两用的滋补佳品，所以通过生产加工提高其附加值是产业发展的重要一环。淀粉是莲子的主要组成部分，直链淀粉含量高使得莲子制品更易回生，其硬度、口感、透明度、粘弹性等功能特性均发生显著变化，严重影响到加工后莲子产品的品质特性。淀粉的回生是糊化淀粉分子从无序到有序的过程。完全糊化的淀粉,当温度降到一定程度之后,由于分子热运动能量的不足,体系处于热力学非平衡状态,分子链间借氢键相互吸引与排列,使体系自由焓降低，最终形成结晶。因此研究莲子淀粉的老化及延缓其老化对莲子高值化利用具有重要的意义。
　　本研究通过提取纯化广昌白莲莲子淀粉，对莲子淀粉的品质特性进行评价。采用X-射线衍射法（X-ray diffraction，XRD）、差示扫描量热法（differential scanning calorimetry，DSC）和分子动力学（molecular dynamics，MD）模拟方法研究老化淀粉的结晶特性和热力学特性，比较不同水分含量对淀粉老化的影响，从微观层面解释淀粉回生的机理。比较六种不同构型（链长、不饱和度、不饱和键位置）脂质延缓莲子淀粉回生的效果，探讨脂质对回生淀粉结晶特性、热力学特性的影响，并从分子层面阐释维持淀粉-脂质复合物稳定性的决定因素及脂质抗淀粉老化机理。主要结果如下：
　　1.研究了广昌白莲莲子淀粉品质特性，发现莲子淀粉颗粒大部分为椭圆球形，粒径较小，结晶类型为C型，结晶度为37.2％，直链淀粉的含量为39.22%；莲子淀粉糊化温度为61.4~69.7℃，糊化焓为6.6J/g，莲子淀粉的溶胀性和冻融稳定性差、凝沉性强，易于老化。
　　2.老化莲子淀粉结晶类型为B型，其结晶熔融峰值温度和终止温度均随着水分含量的增加而降低。水分含量是影响淀粉回生的重要因素，其过高或过低对莲子淀粉的老化都有一定的抑制作用；当水分含量为70%时，莲子淀粉最易重结晶，体系老化程度最高；分子动力学模拟系统探讨了不同水分含量淀粉老化模型的分子构象、水分子扩散系数、非共价键相互作用等参数的变化，从微观角度证明在水分含量70%体系中，非共价键相互作用最强、直链淀粉分子结构更趋于有序化。
　　3.脂质的存在能维持淀粉凝胶的空间网状结构和持水能力，对淀粉的回生有一定的抑制作用，可降低老化莲子淀粉的结晶度。当添加的脂质超过一定含量时，反而会减弱抗回生的效果。添加脂质可降低莲子淀粉老化峰To、Tp、Tc和ΔH值。当添加相同摩尔数的脂质，单月桂酸甘油酯的抗淀粉回生效果最好。
　　4.脂质的疏水性“尾巴”能够进入直链淀粉左手螺旋结构内部，与之结合形成复合物。复合物的结晶类型为V型。分子动力学模拟结果表明，脂质与直链淀粉之间的非共价键相互作用决定复合物的稳定性，脂质脂肪酸链越长、不饱和度越低、不饱和键位置离极性头越远，则与直链淀粉形成的复合物的稳定性越高。其中，直链淀粉-单硬脂酸甘油酯复合物的稳定性最高。

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第一章 绪 论

1.1 引言

1.2 莲子营养价值与保健功效

1.3淀粉老化的研究

1.4 淀粉抗老化途径的研究

1.5 淀粉老化值测定方法

1.6 分子动力学模拟的研究

1.7 本课题研究的意义、主要内容及创新点

第二章 莲子淀粉品质特性的研究

2.1 引言

2.2 实验原料

2.3试剂和试验设备

2.4 实验方法

2.5 结果与分析

2.6 讨论

2.7 本章小结

第三章 水分含量对淀粉老化的影响

3.1 引言

3.2 实验原料

3.3实验设备

3.4 实验方法

3.5 结果与分析

3.6 讨论

3.7 本章小结

第四章 脂质对于淀粉老化的影响

4.1 引言

4.2实验原料

4.3 试剂和实验设备

4.4 实验方法

4.5 结果与分析

4.6 讨论

4.7 本章小结

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 进一步工作方向

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果