本文關(guān)鍵詞：高壓均質(zhì)法制備玉米淀粉—脂質(zhì)復合物及其結(jié)構(gòu)性質(zhì)研究

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【摘要】：淀粉是由直鏈淀粉和支鏈淀粉組成的天然高分子聚合物,在一定條件下可與脂肪酸、甘油酯等脂質(zhì)形成高分子復合物。脂質(zhì)的引入可改善淀粉的凝沉性,降低淀粉糊黏度,改變淀粉消化性,提高脂質(zhì)的抗氧化性等。淀粉-脂質(zhì)復合物可做增稠劑、穩(wěn)定劑、脂肪替代品,化妝品組分及藥片的賦形劑、緩釋劑等。本課題以直鏈淀粉含量不同的玉米淀粉為原料,以硬脂酸作為脂質(zhì)配合體,應(yīng)用高壓均質(zhì)法制備玉米淀粉-脂質(zhì)復合物;研究了不同類型、結(jié)構(gòu)的脂質(zhì)對復合物形成和結(jié)構(gòu)性質(zhì)的影響;以玉米淀粉-亞麻酸復合物為例,通過體內(nèi)和體外實驗探討了玉米淀粉-脂質(zhì)復合物的緩釋作用。本實驗應(yīng)用高壓均質(zhì)技術(shù)對三種直鏈淀粉含量不同的糊化玉米淀粉進行物理改性,結(jié)果表明高壓均質(zhì)作用使淀粉顆粒破碎、粒度減小,強烈的機械力使淀粉鏈的α-1,6糖苷鍵斷裂,分子量和聚合度降低、直鏈淀粉含量增加。隨著直鏈淀粉含量的增加,淀粉抵抗高壓均質(zhì)的能力逐漸增強。蠟質(zhì)玉米淀粉在均質(zhì)壓力60 MPa時,顆粒完全崩解,120 MPa時直鏈淀粉含量增加至6.19%;普通玉米淀粉在均質(zhì)壓力80 MPa時,無完整顆粒存在,部分顆粒崩解,120 MPa直鏈淀粉含量增加至31.57%;120 MPa高壓均質(zhì)處理高直鏈玉米淀粉時,仍有部分完整顆粒存在,直鏈淀粉含量為61.95%。高壓均質(zhì)會改變玉米淀粉糊的流變性質(zhì),使其具有假塑性流體特征;同時可提高淀粉的溶解度和膨潤性,改善普通玉米淀粉和高直鏈玉米淀粉的凝沉性。以硬脂酸為脂質(zhì)配合體,采用高壓均質(zhì)法制備玉米淀粉-硬脂酸復合物。隨直鏈淀粉含量增高,玉米淀粉形成復合物的能力逐漸增強。蠟質(zhì)玉米淀粉-硬脂酸復合物的最佳工藝條件為:淀粉濃度為10%,硬脂酸添加量為1%(淀粉基),95℃糊化30 min,100 MPa高壓均質(zhì)3次;普通玉米淀粉-硬脂酸復合物的最佳工藝條件為:淀粉濃度為8%,硬脂酸添加量為3%(淀粉基),95℃糊化30 min,100 MPa高壓均質(zhì)3次;高直鏈玉米淀粉-硬脂酸復合物最佳工藝條件為:淀粉濃度為6%,硬脂酸添加量為4%(淀粉基),105℃糊化30 min,100 MPa高壓均質(zhì)3次。玉米淀粉-硬脂酸復合物的顆粒呈現(xiàn)為結(jié)構(gòu)緊密的不規(guī)則塊狀或薄片狀結(jié)構(gòu),表面出現(xiàn)不光滑褶皺;蠟質(zhì)玉米淀粉復合物X衍射圖譜為彌散衍射特征,而普通玉米淀粉和高直鏈玉米淀粉復合物的X衍射圖譜和13C固體核磁共振圖譜均表明硬脂酸進入淀粉螺旋疏水腔內(nèi)形成V型晶型復合物。高直鏈玉米淀粉復合物生成量最多,相變熱焓值最高,為10.87 J/g,體外消化速率最小,具有緩慢消化特性。脂肪酸碳鏈長度和飽和度會對復合物的形成及性質(zhì)產(chǎn)生影響。隨碳鏈長度的增加,中鏈脂肪酸復合物的復合率與脂肪酸含量增大;長鏈脂肪酸隨著碳鏈長度的增加復合率略有降低,12~20碳脂肪酸較易與淀粉形成復合物。復合物均為61-V晶型,隨碳鏈長度的增加,復合物熱穩(wěn)定性增加,相變峰值溫度升高;消化性隨復合物形成量的增加而降低,其中硬脂酸復合物的酶解率最低。具有18個碳的脂肪酸形成的復合物,隨不飽和C=C雙鍵增加,復合率和脂肪酸含量略有升高,相變峰值溫度降低,熱穩(wěn)定性減弱,具緩慢消化性;而且玉米淀粉-亞麻酸復合物的形成可抑制氧化反應(yīng)的發(fā)生,提高亞麻酸的氧化穩(wěn)定性。以甘油酯為脂質(zhì)配合體時,單甘脂最易于與玉米淀粉形成復合物,三甘酯和天然油脂(大豆油)由于空間位阻作用難以形成復合物。體外消化實驗證明玉米淀粉-亞麻酸復合物通過降低淀粉的酶解速率實現(xiàn)亞麻酸的緩釋;玉米淀粉-亞麻酸復合物可降低高脂膳食大鼠血清及肝臟的膽固醇TC、甘油三酯TG和低密度脂蛋白LDL-C值,對高脂膳食大鼠的脂質(zhì)代謝具有積極的調(diào)節(jié)作用,玉米淀粉-亞麻酸復合物的緩釋性使其對脂質(zhì)代謝的調(diào)節(jié)效果優(yōu)于同等劑量的亞麻酸組;玉米淀粉-亞麻酸復合物可提高高脂膳食大鼠的抗氧化酶活性,使脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物丙二醛MDA值降低,提高大鼠的抗氧化能力,其抗氧化效果優(yōu)于同等劑量的亞麻酸組。
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TS236.9;TB33

【參考文獻】

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本文編號：1171481