无定型淀粉有序结构表征及对消化性的影响

摘要

天然淀粉具有复杂的多尺度结构，淀粉的晶体结构包括双螺旋的长程和短程分子有序性，对于淀粉功能性质具有重要的影响。相比较晶体结构而言，淀粉中的无定型区域或无定型淀粉的结构信息目前了解的却非常有限，但无定型结构的有序性对于淀粉的功能性质也有重要的贡献。在本研究中，通过采用不同水分含量和不同时间加热条件下制备小麦和马铃薯无定型淀粉，并通过红外光谱和拉曼光谱来表征无定型淀粉中的短程分子有序性，同时对无定型淀粉的体外模拟消化性进行研究。主要研究方法及结果如下: 通过控制水分含量，制备了不同的小麦和马铃薯无定型淀粉，并将样品分为冻干后未处理的块状和研磨后的粉末状。X-射线衍射结果表明在实验条件下制备的两种淀粉样品均为无定型淀粉，淀粉的晶体结构在加热过程中均被破坏。对于块状无定型淀粉样品而言，红外光谱的1022/995cm-1和拉曼光谱的480cm-1相对峰面积和峰强都与水分含量变化呈现很好的线性相关性（两种淀粉1022/995cm-1与水分含量呈正相关，相关性系数R2分别为0.88，0.89;480cm-1相对峰面积和峰强与水分含量呈负相关，R2分别为0.80，0.87，0.95，0.90）。表明随着水分含量的增加，淀粉的膨胀程度逐渐增大，其分子有序性（无定型结构短程有序性）逐渐降低。但是粉末状样品的红外光谱和拉曼光谱与水分比例变化之间没有相关性，表明无定型淀粉的短程分子有序性在研磨中被破坏。体外酶消化性结果表明，块状无定型淀粉的体外酶消化速率常数k与短程分子有序性有较好的线性相关性，说明无定型淀粉中的短程分子有序性会在一定程度上影响淀粉的消化性。 相比较水分含量，加热时间对淀粉颗粒的膨胀程度影响较小，导致在不同时间下加热制备的无定型淀粉的光谱参数与加热时间并没有表现出任何相关性。说明在此条件下制备的无定型淀粉的短程分子有序性差异很小。不同时间下制备的块状无定型样品在没有分子短程有序性变化的条件下，消化速率仍存在差异，可能与样品的质构有相关性，需要进一步研究。 通过研究，建立了可以使用红外光谱和拉曼光谱表征无定型淀粉短程有序性的方法，并发现无定型淀粉的短程分子有序性可以在一定程度上影响其体外酶消化性。相比较水分含量造成的无定型淀粉短程有序性的差异，加热时间对无定型淀粉分子有序性结构的影响不大。

目录

声明

摘要

1前言

1．1淀粉概述

1．2淀粉凝胶化

1．3．1淀粉的晶体有序结构

1．3．2淀粉的结构有序性的测定方法

1．4无定型淀粉的有序结构及表征方法

1．4．1无定型淀粉的有序结构

1．4．2无定型淀粉的有序结构的表征方法

1．5淀粉的消化性

1．5．1致密的分子密度

1．5．2致密包装模型

1．6．1本课题的研究内容

1．6．2本课题的研究意义

2材料与方法

2．1实验材料

2．2主要试剂

2．3主要仪器

2．4实验方法

2．4．1淀粉水分含量的测定

2．4．2淀粉灰分含量的测定

2．4．3淀粉直链淀粉含量的测定

2．4．4淀粉脂肪含量的测定

2．4．5淀粉蛋白质含量的测定

2．4．6不同水分下制备的无定型淀粉样品(块状／粉末状)

2．4．7不同时间下制备的无定型淀粉样品(块状)

2．4．8无定型淀粉样品分子有序性的测定

2．4．9扫描电镜观察样品形貌

2．4．10淀粉体外酶消化测定及一阶动力学拟合

2．4．11统计学分析

3结果与讨论

3．1小麦和马铃薯淀粉的基本成分

3．2．1不同水分下无定型样品的长程有序性的测定

3．2．2不同水分下无定型样品的短程有序性的测定

3．2．3不同水分下无定型样品的形貌变化

3．2．4不同水分下无定型样品的体外消化性研究。

3．2．5实验结果讨论

3．2．6小结

3．3．1不同时间下无定型样品的长程有序性的测定

3．3．2不同时间下无定型样品的短程有序性的测定

3．3．3不同时间下无定型样品的形貌变化

3．3．4不同时间下无定型样品的体外消化性研究

3．3．5实验结果讨论

3．3．6小结

4结论

4．1全文总结

4．2论文的创新点

4．3论文的不足之处

5 展望

参考文献

7攻读硕士学位期间发表论文情况

致谢