豌豆缓慢消化淀粉的制备及其性质研究

重庆三峡学院毕业设计（论文）题目豌豆缓慢消化淀粉的制备及其性质研究院系生命科学与工程学院专业食品科学与工程年级2007级学生姓名谢龙学生学号200713070123指导教师唐华丽职称讲师完成毕业设计（论文）时间2011年5月目录摘要................................................................1关键词..............................................................1一、文献综述.......................................................1二、实验部分.......................................................21材料..............................................................21.1实验原料.......................................................21.2实验药品.......................................................21.3实验仪器.......................................................32方法..............................................................32.1豌豆淀粉的制备工艺流程.........................................32.2操作要点.......................................................32.3DNS试剂的配制..................................................42.4SDS的定量测定..................................................42.5SDS的制备工艺..................................................42.5.1单因素实验...................................................42.5.2正交试验.....................................................42.6缓慢消化淀粉的制备及性质研究...................................42.6.1SDS的溶解度、膨润力..........................................42.6.2SDS糊的粘度..................................................52.6.3SDS糊冻融稳定性..............................................52.6.4SDS糊的凝沉性质..............................................52.6.5SDS糊透明度..................................................53结果与分析........................................................53.1绘制麦芽糖标准曲线.............................................53.2单因素结果分析..................................................53.3正交结果分析...................................................73.4性质分析.......................................................84结论.............................................................10致谢语............................................................11参考文献...........................................................12英文摘要...........................................................142011届食品科学与工程毕业设计（论文）第1页共14页豌豆缓慢消化淀粉的制备及其性质研究谢龙（重庆三峡学院生命科学与工程学院2007级食品科学与工程专业重庆万州404100）摘要本研究以光滑豌豆（smoothpea）为原料，用水磨法制得豌豆淀粉。用柠檬酸处理制得豌豆缓慢消化淀粉（SDS）并确定最佳工艺条件：淀粉乳浓度为12％，柠檬酸用量1.5％，热处理温度125℃，热处理时间15min。在最佳工艺条件下，豌豆淀粉中的缓慢消化淀粉含量最高可达22.25％。制得的缓慢消化淀粉的溶解度与膨润力、粘度、冻融稳定性不如原淀粉；而凝沉性与透明度则比原淀粉要好。关键词缓慢消化淀粉豌豆正交优化柠檬酸酸解一、文献综述淀粉是人体能量和营养摄入的重要来源，其在人体内经淀粉酶的作用分解成葡萄糖来提供能量，淀粉的消化时间是淀粉主要的生理性能指标。Englyst等根据人体对淀粉消化释放葡萄糖时间的快慢将淀粉分成快速消化淀粉（RSD，消化时间在20min以内），缓慢消化淀粉（SDS，消化时间在20-120min），抗性淀粉（RS，120min之后）。Englyst等人认为，抗性淀粉是不被人体小肠内酶水解的、最终到达人体大肠的那部分淀粉，而缓慢消化淀粉和快速消化淀粉都是在人体小肠内被消化完全并吸收的那一部分淀粉，但缓慢消化淀粉被淀粉酶降解的速度要比普通淀粉慢得多[1]。SDS具有保持饭后血糖的缓慢增加而且在很长一段时间维持血糖水平稳定，不会引起血糖的迅速升高和降低，能够预防治疗糖尿病[2]；有利于控制肥胖、保持适宜体重[3,4]，改善肠道运动，减少肠机能失调及结肠癌等发病率[5,6]；持续供给能量，可作为运动员尤其是马拉松等长跑运动员的碳水化合物补充剂[7,8]。因此慢消化淀粉是一种新型的食品资源，因其特殊的性质而日益成为食品科学和现代营养学领域研究的热点。目前，SDS作为一种新型的兼顾功能与营养的食品配料引起了国内外学者的兴趣，Gur-aya[9]等人发现用酶能够使淀粉脱支，从而制得SDS，是因为淀粉脱支处理后产生更多的短链，这些短链通过氢键与疏水作用进行排列和交联，聚集形成结晶结构，从而导致淀粉缓慢消化。Hamaker[10]申请的专利中报道，天然淀粉或商业化淀粉糊化后通过控制α-淀粉酶水解程度来制备SDS，虽然Hamaker等人对SDS的制备、性质和应用做了大量的研究，但尚不系统完善，未见商业化产品面市。国内对SDS的研究还处于初级阶段，主要有王萍、陈磊等人，使用普鲁兰酶脱支处理大米淀粉制备SDS以及闵伟红，刘舟等人优化酶法制备玉米缓慢消化淀粉的工艺条件等少数几篇综述报道[11,12]。因此缓慢消化淀粉是一个新颖而有意义的课题。目前对SDS的加工技术主要有物理法，化学法，酶法，物理酶法和联合作用等等。从上述中可以看出，对酶法研究较多。酶法一般采用普鲁兰酶，异淀粉酶等酶解糊化淀粉，如上诉提到的王萍，陈磊，闵伟红，刘舟等人都是用酶法修饰分子技术来获得SDS，但是，酶法成本较高，不利于投入工业生产中；而物理法一般采用微波加热法处理淀粉，Guraya[9]就曾用该法制备了SDS，显然这种方法也不利于大规模生产，而且需要高成本；据文献报道，化学法选用化学试剂一般为三氯氧化磷、辛烯基琥珀酸酐、环氧丙烷等，JungAH就曾用辛谢龙豌豆缓慢消化淀粉的制备及其性质研究第2页共14页烯基琥珀酸酐制备SDS[24]。用这些试剂制备SDS虽然工艺简单，但是制备的SDS具有一定毒性，无法应用到食品领域。胡耀辉等人在申请的专利中曾用醋酸，柠檬酸，苹果酸处理玉米淀粉从而制备SDS[20]，本研究将参考该化学方法，用柠檬酸制备SDS；Han[25]等人在用物理酶法联合制备SDS过程中发现，此法处理普通玉米淀粉后，SDS含量并无明显变化，只有处理蜡质玉米淀粉时，才有一定效果。所以该法有一定范围限制，而且需要更高的成本，因此对于工业生产来说是不能实现的。豌豆(Pisumsativum)是世界各地广泛种植的主要食用豆之一,其产量在豆科类农作物中排名第四,仅低于黄豆、花生和干大豆,产量超过1000万吨,其中加拿大产量最大(占总产量的20%左右)。从目前情况来看,豌豆在欧洲和北美的最大用途是用来做复合饲料,在亚洲和南美主要用于人类食用。豌豆种子存在有2种不同的形态,光滑豌豆(种子表皮基本上是光滑的,有时或多或少存在一些凹痕)和皱皮豌豆(种子表皮上有非常多非常尖的皱褶,皱褶延续到表皮下的子叶上)。豌豆干物质主要由淀粉、蛋白质、纤维素和脂类所组成[13]。傅翠真等人对西部地区的豆类进行研究发现,西部地区（四川，贵州，云南，甘肃，陕西，青海，宁夏，新疆，西藏）是我国豌豆种植的主要地区，占全国总量的45％。豌豆籽粒中总淀粉含量为28.70％～58.69％,平均为49.17％，其中，云南豌豆淀粉含量最高[14]。Colonna等人很早就对豌豆淀粉做过研究，其发现光滑豌豆淀粉中直链淀粉含量为33.1％～49.6％,而皱皮豌豆淀粉的直链淀粉含量为60.5％～88％[15]。Matters[16]等人还发现光滑豌豆淀粉颗粒越小,直链淀粉含量越高,而且小颗粒中直链淀粉具有较高的平均分子质量。因此，在实验中需选择光滑，大颗粒的豌豆作为原料，制得淀粉中含支链淀粉较多，更利于实验。本研究对酸解法制备豌豆慢消化淀粉的条件以及对所制得的缓慢消化淀粉性质作了初步研究，旨在为豌豆缓慢消化淀粉的制备提供基础数据。二、实验部分1材料1.1实验原料光滑豌豆，购买于重庆万州区沙龙路二段家益超市1.2实验药品酒石酸钾钠（分析纯）重庆博艺化学有限公司苯酚（分析纯）成都化学试剂厂无水亚硫酸钠（分析纯）浙江省温州市东开化学试剂厂NaOH重庆川东化工（集团）有限公司化学试剂厂3,5-二硝基水杨酸（分析纯）国药集团化学试剂有限公司纯麦芽糖（分析纯）上海丽珠东风生物技术有限公司磷酸二氢钾（分析纯）重庆北碚化学试剂厂磷酸氢二钾（分析纯）重庆北碚化学试剂厂胰淀粉酶（分析纯）北京奥博星生物技术有限责任公司柠檬酸（分析纯）重庆东方试剂厂2011届食品科学与工程毕业设计（论文）第3页共14页1.3实验仪器JJ-2型组织捣碎匀浆机江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司离心机湖南赛特湘仪离心机仪器有限公司可见光分光光度计上海欣茂仪器有限公司电子天平梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司烘箱黄驿市卸甲综合电器厂水浴锅江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司全自动高温灭菌锅，冰箱，pH试纸，移液管，烧杯，容量瓶，试管，其他玻璃容器2方法2.1豌豆淀粉的制备工艺流程清水清水↓↓豌豆→浸泡→洗涤→机磨两次→分渣→静置分离→淀粉→洗涤↓淀粉←干燥←离心沉降2.2操作要点2.2.1豌豆的浸泡。称取2.5kg豌豆置于水浴锅中浸泡（豌豆:清水=1:3,浸泡温度为30℃）。，时间为9小时左右（t=A.TB，t为时间，A为5156，T为30，B为-1.87）[17]。时间过长，原料易变质，蛋白与淀粉不易分离，且容器利用率低，经济上不合理；时间过短，豌豆尚未完全软化，磨浆时耗电量增加，且豌豆中的纤维和蛋白质结合的网状结构不易破坏，淀粉颗粒被包容在结构网内难以提取、