油莎豆粕抗性淀粉的制备、性质及其益生特性的研究

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油莎豆粕是油莎豆榨油后副产物,富含淀粉尤其是直链淀粉,后者在加工过程中极易糊化回生形成抗性淀粉。抗性淀粉(RS)通常无法被小肠直接消化吸收,可在肠道微生物作用下发酵产生短链脂肪酸而发挥重要作用。然而目前关于油莎豆粕抗性淀粉的制备及其生物学特性研究相对较少。本研究拟通过制备油莎豆粕抗性淀粉,并对其物性结构、理化性质及益生特性进行研究。1.纤维素酶辅助油莎豆粕淀粉的提取以油莎豆粕为原料,采用纤维素酶辅助提取油莎豆粕中的淀粉,并对提取条件进行优化,获得高提取率淀粉。以淀粉提取率为评价指标,在单因素试验的基础上选择加酶量、酶解时间、酶解温度、pH值4个主要影响因素进行正交试验,确定最佳的提取工艺条件。结果表明:加酶量、酶解温度以及酶解时间与酶解温度的交互作用对淀粉提取率有显著影响。油莎豆粕淀粉的最佳提取工艺条件:加酶量1.25%,酶解温度47℃,pH 5.5,酶解时间为5 h,此时,淀粉提取率为77.67%。2.油莎豆粕RS3型抗性淀粉的制备以提取的油莎豆粕淀粉为原料,通过单因素试验研究不同淀粉乳比例、压热温度、压热时间、冷藏时间对油莎豆粕抗性淀粉得率的影响,在此基础上进行正交设计优化压热法制备油莎豆粕抗性淀粉的最佳条件。结果表明,压热时间对油莎豆粕抗性淀粉得率无显著性影响(P>0.05),油莎豆粕抗性淀粉得率的主要影响因素包括淀粉乳浓度、冷藏时间和压热温度。压热法制备油莎豆粕抗性淀粉的最佳工艺条件:淀粉乳浓度为15%,压热温度为115℃,压热时间为15 min,冷藏时间为12 h。此条件下油莎豆粕抗性淀粉提取率为64.16%。3.油莎豆粕RS3型抗性淀粉的结构及理化性质分析采用扫描电子显微镜、X-衍射仪、傅里叶红外光谱仪对油莎豆粕淀粉和抗性淀粉的颗粒形态、结晶类型、官能团进行研究。结果表明,油莎豆粕抗性淀粉中直链淀粉含量、黏度和体外抗水解能力均显著性高于原淀粉(P<0.05),但糊化温度和糊化焓值显著性低于原淀粉(P<0.05),此外,油莎豆粕抗性淀粉与原淀粉相比,颗粒形态由大小均匀的椭圆或者球形变成粒径分布不均的不规则颗粒,X-射线图谱发现油莎豆粕淀粉的结构类型为C型而油莎豆粕淀粉到抗性淀粉的结构类型为A型,傅立叶红外光谱显示油莎豆粕抗性淀粉与原淀粉相比无明显的官能团的变化,抗性淀粉的短链淀粉结构要少于原淀粉,且油莎豆粕淀粉结构的有序程度(2.7871)显著高于油莎豆粕抗性淀粉(1.3091),油莎豆粕抗性淀粉的结构与原淀粉相比较为紊乱(无序)。因此,油莎豆粕抗性淀粉的制备过程中发生了C型到A型的转变,该过程只有淀粉链有序和无序结构的变化,而官能团并未发生改,且油莎豆粕抗性淀粉中直链淀粉含量、黏度和体外抗水解能力均显著性高于原淀粉,但糊化温度和糊化焓值显著性低于原淀粉。4.油莎豆粕抗性淀粉益生特性的研究以油莎豆粕抗性淀粉替代葡萄糖作为培养基主要碳源,研究油莎豆粕抗性淀粉对常见益生菌和致病菌体外增殖的影响。结果表明:以油莎豆粕抗性淀粉作为碳源对植物乳杆菌、鼠李糖乳杆菌和乳双歧杆菌的促生长作用与葡萄糖相似,油莎豆粕抗性淀粉组的益生元指数显著高于葡萄糖组(P<0.05),而与菊粉组无显著性差异(P>0.05);油莎豆粕抗性淀粉组大肠杆菌数量显著性低于葡萄糖组和菊粉组(P<0.05);与葡萄糖组相比,油莎豆粕抗性淀粉显著降低培养基pH,其对大肠杆菌的抑制作用可能与其改变培养基pH值有关。表明油莎豆粕抗性淀粉可作为一种潜在的益生元。
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