不同抗性淀粉理化特性及其體外發(fā)酵的研究.pdf

1、抗性淀粉(Resistant Starch，RS)是具備抗消化能力，可作為底物被大腸菌群發(fā)酵的一類淀粉。眾多研究表明，抗性淀粉具有增強胰島素的敏感性、降低血糖水平、增加飽腹感、調(diào)節(jié)腸道菌群及改善腸道環(huán)境等類似膳食纖維的生理功效，但口感優(yōu)于膳食纖維且不會對食品的風味和質(zhì)構產(chǎn)生影響。目前，對于抗性淀粉的理化特性研究和制備大多處于實驗室階段，缺乏高效的商品化生產(chǎn)工藝。本文選擇了禾谷類玉米淀粉(CS)、豆類綠豆淀粉(MS)和塊根類葛根淀粉(PS

2、)三種不同來源淀粉作為原料，利用先脫支后壓熱和先壓熱后脫支兩種不同工藝制備RS，并表征了其理化特性、體外消化及發(fā)酵產(chǎn)酸特性，還研究了RS模擬胃腸液處理后理化特性、消化率以及體外發(fā)酵特性的變化，為RS生產(chǎn)原料的選擇提供了依據(jù)，為RS工藝的優(yōu)化提供了理論與實踐經(jīng)驗，為揭示RS在胃腸道消化過程結(jié)構與功能的關系提供了數(shù)據(jù)支持，進一步推動RS與腸道菌群相互調(diào)節(jié)作用的研究發(fā)展，以期為RS和腸道益生制劑的開發(fā)及利用提供一定的理論基礎。主要研究內(nèi)容及結(jié)

3、果如下:
　　(1)以CS、MS和PS為原料，探究了前脫支后壓熱和前壓熱后脫支兩種制備工藝對淀粉增抗效果的影響。結(jié)果表明，前脫支后壓熱工藝的增抗效果要明顯優(yōu)于前壓熱后脫支工藝(p＜0.05)，且MS原料的增抗效果最好，RS含量分別為:（13.70±0.20）％和（12.34±0.10）％。純化后，RS含量分別增至（56.12±0.76）％和（53.39±1.85）％。由直鏈淀粉含量以及平均聚合度(DP)測定結(jié)果表明，原料MS和前脫

4、支后壓熱工藝更利于制備RS。
　　(2)采用RVA、DSC、X-Ray、馬爾文激光粒度儀和SEM設備，對原料淀粉和經(jīng)前脫支后壓熱和前壓熱后脫支兩種工藝制得RS的糊化特性、熱特性、結(jié)晶情況、顆粒大小、形態(tài)等理化性質(zhì)進行了研究。結(jié)果表明，RS在100℃以下不存在糊化特性。相比于原料淀粉，RS的崩解值和最終粘度極小，熔融溫度范圍縮小而焓值增加，說明其晶體結(jié)構更均一、熱穩(wěn)定性更好;RS的粒徑明顯增大(p＜0.05)，顆粒表面更加粗糙無規(guī)則

5、。原料淀粉經(jīng)增抗純化后其晶型由A型轉(zhuǎn)變?yōu)锽型，結(jié)晶度降低。對于同種原料，相比于前脫支RS，RVA的特征參數(shù)之間幾乎不存在差異，而前壓熱的熔融溫度范圍更大且焓值更小，粒徑也明顯增大(p＜0.05)，其表面顆粒形態(tài)更加松散粗糙。
　　(3)對三種原料淀粉與經(jīng)過前脫支后壓熱和前壓熱后脫支工藝制備的RS進行了體外消化的水解率以及消化后RS理化特性的測定。結(jié)果表明，六種RS經(jīng)模擬胃腸液處理后水解率在6％～8％之間，約原料淀粉的三分之一。消化

6、后RS中直鏈淀粉含量及DP值均有所降低，其中葛根RS中直鏈淀粉含量和DP值減少量最多（分別為22.80％、21.92％和11.93、5.01），且對于同種原料前脫支RS的降低幅度比前壓熱RS小。相比于消化前RS，消化后其熔融溫度范圍縮小，晶體結(jié)構更加均一、松散，但晶型不發(fā)生改變。通過掃描電鏡觀察，發(fā)現(xiàn)消化后RS表面小顆粒物質(zhì)增加。綜上，推測出前脫支后壓熱工藝形成的直鏈淀粉分子層厚度厚于前壓熱后脫支工藝形成的厚度。
　　(4)分別利

7、用大腸桿菌、干酪乳桿菌和長雙歧桿菌三種人源菌，對經(jīng)胃腸液消化后RS進行了單一體外模擬發(fā)酵，并比較了分別以RS和葡萄糖作為發(fā)酵底物的發(fā)酵情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，RS和葡萄糖對于三種單一外源菌都有促生長作用，其中RS在發(fā)酵前期對干酪乳桿菌和長雙歧桿菌的增殖作用明顯優(yōu)于葡萄糖。三種外源菌都能發(fā)酵RS和葡萄糖產(chǎn)酸，使得發(fā)酵液pH降低，其中發(fā)酵后期長雙歧桿菌pH下降趨勢加快。三種外源菌都優(yōu)先利用葡萄糖產(chǎn)生短鏈脂肪酸，大腸桿菌主要發(fā)酵產(chǎn)乙酸和丁酸，干酪乳桿