酶法生產抗性淀粉萬麗花2011.12.02內容：碳水化合物功能性碳水化合物酶法生產抗性淀粉碳水化合物定義與來源：碳水化合物是多羥基的醛類和多羥基酮類化合物及其縮合物和某些衍生物的總稱。碳水化合物廣泛存在于各種生物有機體內，是綠色植物經過光合作用形成的產物，一般占植物體干重的80%左右。動物沒有能力制造碳水化合物，因此人類膳食的能源物質碳水化合物主要是由植物性食品提供的。碳水化合物的分類單糖寡糖多糖均多糖、雜多糖（組成）純粹多糖、復合多糖（非糖基團）構成多糖、功能多糖（功能）功能性碳水化合物傳統功能：1、提供能量；2、構成細胞和組織；3、節省蛋白質；4、維持細胞的正常功能等；隨著營養學研究的深入，人們發現某些碳水化合物在增強免疫力、降低血脂、調節腸道菌群等方面的生理功效，這些統稱為碳水化合物，主要有活性多糖（抗性淀粉）、功能性甜味劑、黃酮、皂苷等。淀粉是構成食品的重要成分，作為生物可貯存的碳水化合物，廣泛分布在各種植物組織中，是人類食物中最重要的碳水化合物和能量物質來源。抗性淀粉被定義為不被健康人體小腸消化吸收的淀粉及其分解物的總稱。抗性淀粉屬于多糖類，類似于膳食纖維，比傳統膳食纖維具有更優良加工特性，可作為功能性成分添加到食品中。抗性淀粉（RS）可分為以下4種：

RS1(物理包埋淀粉)RS2（抗性淀粉顆粒）RS3（老化淀粉）RS（化學改性淀粉）酶法生產抗性淀粉酶法生產抗性淀粉淀粉改性主要有物理方法、化學改性和酶法改性3種，物理變性和酶法變性產品相對安全。異相脫支均相脫支必須在高溫下糊化淀粉，然后降溫酶法處理淀粉不經過糊化，在低于糊化溫度下對淀粉進行部分脫支處理產生了更多的直鏈淀粉，能耗和成本低，促進抗性淀粉的形成。特點濕熱處理是利用物理方法對淀粉進行變性處理的一種方法。對環境無污染，可用于制備顆粒態抗性淀粉。酶法生產抗性淀粉實驗思路：以抗性淀粉含量為指標，探索濕熱處理和酶法異相脫支處理對顆粒型抗性淀粉形成的影響，在此基礎上致力于研究酶法協同濕熱處理制備抗性淀粉的可行性，以期提高抗性淀粉含量。實驗方法：采用愛爾蘭Megazyme

公司生產的抗性淀粉檢測試劑盒，根據標準方法AOAC2002.02測定抗性淀粉含量，該法結果重現性好，可信度高。此外，利用現代儀器對抗性淀粉樣品的理化性質進行全面分析，為抗性淀粉的生產和應用提供參考。實驗步驟：一、抗性淀粉的制備1.1濕熱處理對抗性淀粉含量的影響：稱取一定量的淀粉，調節含水率，將淀粉放入不銹鋼濕熱反應罐中，密閉，室溫平衡24h，放入氣流循環濕熱反應器中，高溫下濕熱處理一定時間。在室溫下自然冷卻，取出樣品，烘干，研磨過70目篩為濕熱處理樣品。重點考察不同含水率、不同濕熱處理溫度、不同濕熱處理時間對抗性淀粉形成的影響。（淀粉含量采用AOAC2002.02標準方法）1.2酶法處理對抗性淀粉含量的影響：稱取一定量的淀粉，用pH值4.6的磷酸鹽緩沖液配成30%的淀粉乳，在水浴溫度中充分攪拌，加入50U/g的普魯蘭酶異相脫支作用，滅酶，抽濾、洗滌、烘干，所得樣品為酶解樣品。考察不同酶解溫度、不同酶解時間對抗性淀粉形成的影響。1.3酶法協同濕熱處理的技術研究：以不同普魯蘭酶加入量為重點考察因素，參照上述1.2的最適條件對淀粉進行酶法處理，然后再按照1.1的最適條件濕熱處理制得抗性淀粉樣品。1.4結果分析--濕熱處理食品中的水分充當增塑劑的作用，可以改變淀粉的活性。適量的水分濕熱處理有利于淀粉原有結構的破壞和分子鏈的遷移，增加淀粉無定型區域內的直鏈淀粉與直鏈淀粉、支鏈淀粉之間的相互作用，形成更加穩定的分子，有利于抗性淀粉的形成，但是水分過多會容易出現部分糊化現象。由圖a可知，當含水率低于25%時，隨著淀粉含水率的增加，抗性淀粉的含量有所提高；當淀粉水份含量為25%時，抗性淀粉含量最高，達到48.5%，但當淀粉含水率超過30%時，抗性淀粉含量隨著含水率的升高而下降。因此濕熱處理時含水率控制在25%。1.4結果分析--濕熱處理由圖b可知，隨著溫度的升高，抗性淀粉含量增加；當反應溫度為110℃時，抗性淀粉含量達到49.3%；但溫度繼續升高，抗性淀粉的含量反而下降。所以選擇最佳處理溫度為110℃。高溫給濕熱反應提供了大量的能量，高溫有利于淀粉的遷移，冷卻后淀粉分子形成新的聚合體，但過高的溫度反而降低分子鏈之間的交互作用，影響抗性淀粉的形成。1.4結果分析--濕熱處理由圖c可知，隨著濕熱處理反應時間的延長，抗性淀粉的含量增加；當反應時間為10h時，抗性淀粉含量高達51.5%；而反應時間超過10h后，隨著時間的繼續延長，抗性淀粉的含量變化不穩定，到14h后，抗性淀粉的含量基本保持不變。嚴格控制濕熱處理時間有利于抗性淀粉的形成和降低能耗。1.4結果分析—酶法處理由圖a可知，酶解溫度為55℃時，抗性淀粉含量達到最高，普魯蘭酶在低于或高于最適溫度會影響酶的反應效率，從而不利于抗性淀粉的形成；由圖b可知，在55℃酶解溫度進行脫支處理，在脫支處理24h內，抗性淀粉含量隨時間增加而增加，當脫支時間24h時，抗性淀粉含量達到42.5%，但隨著脫支時間的延長，抗性淀粉含量開始下降。酶法處理的作用溫度和時間與脫支度也有一定的關系，過度脫支不利于抗性淀粉的形成。1.4結果分析—酶法協同濕熱處理隨著加酶量的增加，抗性淀粉含量緩慢增加，抗性淀粉含量在30U/g時最低；但當普魯蘭酶加入量50U/g時，抗性淀粉含量達到55.1%，比單一濕熱處理最適條件下抗性淀粉含量提高了約4%；當加酶量繼續增加時，抗性淀粉含量卻降低，說明了脫支過度也不利于抗性含量的提高。實驗步驟：二、樣品的性質測定2.1偏光顯微觀察：選擇不同抗性淀粉樣品，用甘油和水混合液（體積比為1∶1）配成5%的淀粉乳，加一滴于載玻片上，蓋上蓋玻片，放入顯微鏡載物臺上，選擇適當的放大倍數和光亮度，在偏振光下觀察，并拍攝淀粉顆粒形貌，與原淀粉進行比較，考察各種淀粉偏光十字的變化情況。2.2掃描電鏡觀察：將一定量的待測樣品充分分散于無水乙醇中，取適量于玻璃片上，晾干后用導電雙面膠將附有樣品的玻片固定在載物臺上，在真空條件下進行鍍金處理，然后將處理好的樣品臺放入掃描電子顯微鏡中觀察，并拍攝具有代表性的樣品顆粒形貌。2.3直鏈淀粉含量的測定2.4X-射線衍射測定：測定淀粉顆粒內晶體的晶面間距和衍射角。2.5熱力學分析（DSC）和數據統計分析2.6