马铃薯块茎抗性淀粉形成的影响因素及理化特性的研究

摘要

近年来抗性淀粉是国内外研究比较热门的物质，它是一类新发现的淀粉，但其生理功能类似于膳食纤维，而且利用价值也得到医学界的公认和重视。本研究以不同马铃薯品种为材料，测定了马铃薯块茎中抗性淀粉以及主要成分的含量，分析了马铃薯块茎中主要成分与淀粉及抗性淀粉的相关性因素，并讨论分析了压热-酶结合法制备抗性淀粉的影响因素，使用扫描电子显微镜，X-衍射仪，差示扫描量热仪和紫外分光光度计等仪器研究了蒸熟和生马铃薯抗性淀粉理化特性，主要成果如下:
　　1、通过块茎中主要成分与淀粉、抗性淀粉的相关性分析可知，马铃薯块茎中的主要成分对淀粉和抗性淀粉的形成均具有一定影响，其中淀粉含量与干物质含量呈极显著正相关（R=0.514**），与可溶性糖含量呈显著负相关（R=-0.408*）;抗性淀粉含量与淀粉含量呈正相关(R=0.210)，与直链淀粉的含量呈极显著正相关(R=0.479**)，与直链淀粉/支链淀粉呈显著正相关（R=0.469*），与可溶性糖含量呈显著负相关（R=-0.172*）。
　　2、通过采用压热-酶解结合的方法，明确了淀粉乳的浓度、压热温度、压热时间、耐高温α-淀粉酶添加量、普鲁兰酶添加量5个单因素对抗性淀粉的形成有明显影响。通过正交试验分析，确定马铃薯抗性淀粉的最佳制备工艺参数为:淀粉乳浓度10％，压热温度120℃，压热时间60 min，耐高温α-淀粉酶添加量1 u/g，普鲁兰酶添加量2 u/g，可获得纯度为19.46％的抗性淀粉。各因素影响的主次顺序为:淀粉乳浓度、普鲁兰酶、压热温度、压热时间和耐高温a-淀粉酶。
　　3、通过分析可知，抗性淀粉X-衍射图谱主要表现为B型，其中中18的细腻性较强、表层薄，后旗红的韧性好;DSC分析发现马铃薯的抗性淀粉有显著的熔融吸热峰，最高峰值在98.4-131℃，后旗红的熔融温度最高(131℃)，大西洋的熔融温度最低(98.4℃);溶解度试验显示布尔班克、1533、中11、晋薯15号、中20、中蔬148、中18抗性淀粉的溶解度较大，同薯22、NHXHKM28、克新、紫花白抗性淀粉的较低;吸水性和持水性试验显示民丰红、NHXHKM10、大西洋、中蔬148、中蔬9号的抗性淀粉吸水率比较高，中18、NHXHKM10、冀张薯3号、后旗红、中蔬19号、布尔班克、晋薯15号抗性淀粉的持水率较高;抗性淀粉的抗酶解性试验表明，中蔬18号、中蔬19号、中蔬9号、中蔬148、中蔬20号、布尔班克的抗性淀粉抗酶解能力强;抗性淀粉的碘吸收曲线结果显示，马铃薯抗性淀粉-碘吸收曲线最大波长比直链淀粉-碘吸收的最大波长小。
　　4、通过分析可知，蒸熟过的马铃薯抗性淀粉颗粒大小比生的抗性淀粉具有良好的细腻性;蒸熟马铃薯抗性淀粉X-衍射图谱主要表现为C型;DSC分析发现蒸熟马铃薯抗性淀粉的糊化时间比生马铃薯抗性淀粉的短;溶解度、吸水性和持水性试验显示，蒸熟马铃薯抗性淀粉较生马铃薯淀粉相比，具有较高的溶解度和较强的吸水性和持水性。抗性淀粉的抗酶解性试验表明，蒸熟马铃薯抗性淀粉的抗酶解性较强。抗性淀粉的碘吸收曲线结果显示，生马铃薯抗性淀粉的最大吸收波长等于蒸熟马铃薯抗性淀粉的最大吸收波长。

目录

声明

摘要

缩略词表

1 引言

1．1 淀粉的结构

1．2 马铃薯淀粉

1．3 抗性淀粉

1．3．1 抗性淀粉的分类

1．3．2 抗性淀粉的制备

1．3．3 抗性淀粉的生理功能

1．3．4 抗性淀粉在食品中的应用

1．3．5 抗性淀粉形成的影响因素

1．4 抗性淀粉性质的研究

1．4．1 抗性淀粉的生理特性

1．4．2 扫描电子显微镜(SEM)

1．4．3 X-射线衍射仪(X-RD)

1．4．4 差示扫描量热分析仪(DSC)

1．5 抗性淀粉的国内外研究现状

1．6 立题意义及目的

1．7 主要研究内容

2 马铃薯块茎中主要成分的相关性分析

2．1 材料与方法

2．1．1 材料

2．1．2 仪器设备和试剂

2．2 马铃薯各主要成分测定的方法

2．2．1 干物质含量的测定

2．2．2 淀粉含量的测定：碘比色法

2．2．3 可溶性糖含量的测定：硫酸-蒽酮法

2．2．4 马铃薯淀粉的制备

2．2．5 直链淀粉含量的测定(对碘吸光度法略作修改)

2．2．6 支链淀粉含量的测定

2．2．7 抗性淀粉含量的测定(参照Goni Ⅰ的方法并作修改)

2．2．8 统计分析

2．3 结果与分析

2．3．1 马铃薯主要成分的含量比较

2．3．2 淀粉含量与干物质含量、可溶性糖含量的相关性分析

2．3．3 抗性淀粉含量与直链淀粉含量、直链淀粉含量／支链淀粉含量、可溶性糖含量的相关性分析

2．4 讨论

2．5 结论

3 压热-酶法制备马铃薯抗性淀粉的工艺研究

3．1 材料与方法

3．1．1 材料和设备

3．1．2 抗性淀粉含量的测定(参照Goni Ⅰ的方法并作修改)

3．2 用压热-酶法处理制备马铃薯抗性淀粉的最佳工艺设计

3．2．1 淀粉乳浓度对马铃薯抗性淀粉产率的影响

3．2．2 压热温度对马铃薯抗性淀粉产率的影响

3．2．3 压热时间对马铃薯抗性淀粉产率的影响

3．2．4 耐高温a-淀粉酶对马铃薯抗性淀粉产率的影响

3．2．5 普鲁兰酶对马铃薯抗性淀粉产率的影响

3．2．6 正交试验

3．3 结果与分析

3．3．1 淀粉乳浓度对抗性淀粉得率的影响

3．3．2 压热温度对抗性淀粉得率的影响

3．3．3 压热时间对抗性淀粉得率的影响

3．3．4 耐高温α-淀粉酶添加量对抗性淀粉得率的影响

3．3．5 普鲁兰酶添加量对抗性淀粉得率的影响

3．3．6 正交试验对压热制备抗性淀粉的最佳工艺

3．4 结论

4 不同品种马铃薯抗性淀粉的理化特性研究

4．1 材料与试剂

4．1．1 参试材料

4．1．2 主要仪器

4．2 实验方法

4．2．1 抗性淀粉的制备

4．2．2 抗性淀粉的纯化

4．2．3 抗性淀粉的形态观察

4．2．4 抗性淀粉晶体结构的观察

4．2．5 抗性淀粉熔融温度的测定

4．2．6 抗性淀粉溶解度的测定

4．2．7 抗性淀粉吸水性和持水性的测定

4．2．8 抗性淀粉抗酶解性的测定

4．2．9 抗性淀粉的碘吸收曲线测定

4．3 结果分析

4．3．1 电镜扫描观察

4．3．2 晶体特性

4．3．3 熔融温度的测定与分析

4．3．4 抗性淀粉溶解度的分析

4．3．5 抗性淀粉吸水性和持水性的分析

4．3．6 抗性淀粉抗酶解性的分析

4．3．7 抗性淀粉的碘吸收曲线分析

4．4 结论与讨论

5 蒸熟与生马铃薯抗性淀粉的理化特性研究

5．1 材料与试剂

5．1．1 参试材料

5．1．2 主要仪器(与第四章相同)

5．2 实验方法(与第四章相同)

5．2．1 淀粉的制备

5．2．2 抗性淀粉的制备

5．3 结果分析

5．3．1 电镜扫描观察

5．3．2 晶体特性

5．3．3 熔融温度的测定与分析

5．3．4 抗性淀粉溶解度的分析

5．3．5 抗性淀粉吸水性和持水性的分析

5．3．6 抗性淀粉抗酶解性的分析

5．3．7 抗性淀粉的碘吸收曲线分析

5．4 结论与讨论

6 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

致谢

参考文献

作者简介