【摘 要】
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淀粉Ghost是淀粉糊化后残留在淀粉糊(Gelatinized Starch Dispersions,GSD)中的不溶性空心囊结构,因其形似“ghost”而得名。深入了解淀粉Ghost的组成、结构与性质有利于把握GSD的整体功能性质,精准化生产含Ghost产品。目前关于淀粉Ghost的组成结构与性质的研究已有不少,但缺乏对影响淀粉Ghost结构与性质因素的系统性研究。本论文分别从内部因素(淀粉种类
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淀粉Ghost是淀粉糊化后残留在淀粉糊(Gelatinized Starch Dispersions,GSD)中的不溶性空心囊结构,因其形似“ghost”而得名。深入了解淀粉Ghost的组成、结构与性质有利于把握GSD的整体功能性质,精准化生产含Ghost产品。目前关于淀粉Ghost的组成结构与性质的研究已有不少,但缺乏对影响淀粉Ghost结构与性质因素的系统性研究。本论文分别从内部因素(淀粉种类、直链淀粉含量、粒径大小)和外部因素(糊化条件、改性处理)出发,探究不同因素对普通和蜡质马铃薯淀粉Ghost结构和性质的影响。主要研究结果如下:(1)基于普通和蜡质马铃薯淀粉的起始糊化温度,利用Brabender黏度仪的温控程序控制淀粉Ghost的糊化条件,细化制备淀粉Ghost所需最高处理温度,研究不同最高处理温度对普通和蜡质马铃薯淀粉Ghost理化性质的影响。结果表明:糊化条件是影响马铃薯淀粉Ghost制备的关键因素,淀粉乳浓度低于0.5%,最高处理温度高于75℃才能制备出完整性好且纯度高的马铃薯淀粉Ghost;马铃薯淀粉Ghost主要由支链淀粉分子缠结构成,少量直链淀粉分子穿插其中,对于维持淀粉Ghost的完整性起着重要作用;75℃时马铃薯淀粉颗粒已基本达到膨胀极限,随着最高处理温度的升高,马铃薯淀粉Ghost的直链淀粉含量、平均粒径、抗性淀粉(Resistant Starch,RS)含量呈下降趋势,膨胀体积呈上升趋势;直链淀粉含量与马铃薯淀粉Ghost的完整性呈正相关,与马铃薯淀粉Ghost的膨胀度呈负相关;普通马铃薯淀粉Ghost的完整性和稳定性优于蜡质马铃薯淀粉Ghost,75℃时制备的普通和蜡质马铃薯淀粉Ghost均表现出良好的完整性和稳定性;最高处理温度的不同会影响淀粉Ghost的直链淀粉含量和支链淀粉空间构象,在同一类淀粉中,支链淀粉的空间构象变化受最高处理温度的影响更大。(2)采用甘油辅助离心沉降法分级分离不同粒径大小的普通和蜡质马铃薯淀粉,对比不同粒径大小的普通和蜡质马铃薯淀粉Ghost在结构与性质上的差异。结果表明:通过甘油辅助离心沉降法分离普通和蜡质马铃薯淀粉效果明显,蜡质马铃薯淀粉大颗粒质量分数为57.18%,高于普通马铃薯淀粉的41.67%,从而导致蜡质马铃薯淀粉的平均粒径(52.2μm)也明显高于普通马铃薯淀粉(31.1μm);随着粒径增大,普通马铃薯淀粉颗粒的直链淀粉含量、相对结晶度和RS含量增加,快消化淀粉(Rapidly Digestible Starch,RDS)和慢消化淀粉(Slowly Digestible Starch,SDS)含量降低;随着粒径增大,普通马铃薯淀粉Ghost的膨胀体积、膨胀度、相对结晶度和RDS含量降低,而直链淀粉、SDS和RS含量升高。蜡质马铃薯淀粉颗粒的结晶度随着粒径增大而降低,而直链淀粉含量和消化性无显著差异;不同粒径大小的蜡质马铃薯淀粉Ghost直链淀粉含量差异不大,膨胀体积、膨胀度、结晶度和消化性等性质主要受支链淀粉空间排列方式影响;粒径大小对马铃薯淀粉Ghost的完整性和稳定性的影响主要是通过直链淀粉含量和支链淀粉空间构象差异导致的,同一类淀粉中,直链淀粉含量差异的影响大于支链淀粉空间构象的差异。(3)通过湿热处理改性普通和蜡质马铃薯淀粉,探究不同湿热处理温度的普通和蜡质马铃薯淀粉Ghost在结构与性质上的差异。结果表明:湿热处理后,普通和蜡质马铃薯淀粉的颗粒结构、偏光十字和结晶结构仍然存在,但表面均出现凹坑,偏光现象变弱,十字扩大,晶型从B型转向A型,这些现象随着湿热处理温度升高而更加明显;湿热处理升高了普通和蜡质马铃薯淀粉的起糊温度,增强了淀粉分子之间的相互作用,从而导致马铃薯淀粉Ghost的直链淀粉含量、相对结晶度、RS含量和完整性上升,膨胀体积、平均粒径和RDS含量下降;随着湿热处理温度升高,普通和蜡质马铃薯淀粉Ghost的平均粒径和RDS含量呈下降趋势,相对结晶度和RS含量呈上升趋势;湿热处理通过增强淀粉颗粒内部直链淀粉与支链淀粉、直链淀粉与脂质以及支链淀粉与支链淀粉之间的连接作用,有利于保持普通和蜡质马铃薯淀粉Ghost的完整性和稳定性。
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