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微波辅助酶解法制备玉米抗性淀粉探讨

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抗性淀粉具有和膳食纤维相似的生理功能[1],在正常健康人体内基本不被吸收和降解,但其独有的抑制糖尿病、提高人体免疫能力、促进无机盐吸收等功效以及比膳食纤维更优良的加工性能,得到食品加工研究者的青睐,作为功能型食品添加剂添加到传统食品中,可加工制作品种多样的功能性食品[2,3]。微波加热糊化处理可以使糊化过程更加彻底,添加酶水解可促进产物中直链分子的产生,形成更多的抗性淀粉晶体[4,5]。本研究探讨了微波辅助酶解法制备玉米抗性淀粉的酶解实验条件。

1实验部分

1.1材料与试剂本实验所用主要材料与试剂见表1。本实验所用主要仪器见表2。1.2试剂的配制3,5-二硝基水杨酸试剂(DNS):取10%NaOH溶液15.2ml,加入6.9g重蒸酚溶解,添加蒸馏水混匀至69ml,向混匀后的溶液中加入6.9gNaHSO3固体溶解混匀。另取10%NaOH溶液300ml,加入NaKC4H4O6·4H2O255g溶解后,加入1%的DNS溶液880ml混匀。将上述所得两种溶液混匀过滤后避光室温保存1周后使用。1mg/ml葡萄糖标准溶液:准确称取10mg葡萄糖标准品,用蒸馏水溶解后,定容至10ml备用。1.3抗性淀粉制备工艺流程称取一定量的玉米淀粉溶于蒸馏水中,调成淀粉浓度为30%的乳状液置于微波炉中,在功率为800W条件下加热110S使淀粉乳糊化,调节温度80℃后加入普鲁兰酶后进行酶化反应,冷却到室温。4℃老化24h,离心分离。80℃干燥16h,粉碎过筛,得到抗性淀粉(见图1)。1.4葡萄糖标准曲线的制作利用DNS法测定葡萄糖,分别移取0ml、0.2ml、0.4ml、0.6ml、0.8ml、1.0ml、1.2ml、1.4ml葡萄糖标准液于25ml具塞刻度试管中,加入蒸馏水至2ml,分别加入2mlDNS试剂后于沸水浴中加热6min,用冷水迅速冷却后转移至25ml容量瓶中,加入蒸馏水定容,用分光光度计在520nm波长处测定吸光度。以吸光度为纵坐标,葡萄糖含量为横坐标,绘制标准曲线。1.5抗性淀粉含量测定称取1g待测抗性淀粉置于50ml离心管中,加入10mlpH为1.5的盐酸-氯化钾缓冲液混匀,向混合液中加入0.2ml胃蛋白酶溶液,在40℃恒温条件下振荡1h;冷却至室温,调节pH至6.2左右,加入1ml耐高温α-淀粉酶溶液,在37℃恒温水浴条件下振荡15h;冷却至室温,离心洗涤,所得残余物加入蒸馏水少许、4mol/L氢氧化钾溶液3ml振荡混匀,调节pH至4.5,加入葡萄糖淀粉酶液,在60℃恒温水浴条件下继续振荡40min。冷却、离心、收集上清液、水洗,合并上清液,转移至100ml容量瓶中,加入蒸馏水定容,在波长为520nm处测定溶液吸光度,用葡萄糖标准曲线计算葡萄糖含量[6-8],用下列公式求得抗性淀粉收率:葡萄糖(%)=(葡萄糖重量×样品稀释倍数)/(样品重量×0.5)×100%抗性淀粉(%)=葡萄糖(%)×0.9×100%

2结果与讨论

2.1耐高温α-淀粉酶添加量的影响淀粉微波糊化后,分别加入淀粉酶0U/g、1U/g、2U/g、3U/g、4U/g、5U/g、6U/g、7U/g干淀粉,固定其他条件反应后,测定抗性淀粉含量,结果见图2。由图2可以看出,抗性淀粉收率随着酶添加量的增加逐渐升高。当添加量为3U/g干淀粉时达到最大值。这是由于淀粉酶从淀粉中间随机切断糖苷键,从而有利于形成抗性淀粉。当酶添加量过少或过多时,会造成淀粉分子被切断程度不足或过量,均不利于结晶的形成。所以,耐高温α-淀粉酶添加量为3U/g干淀粉为最佳实验条件。2.2耐高温α-淀粉酶酶解时间的影响淀粉微波糊化后,添加3U/g干淀粉的耐高温α-淀粉酶,控制酶解时间分别为0min、10min、20min、30min、40min、50min、60min,固定其他条件反应后,测定抗性淀粉含量,结果见图3。由图3可以看出,随着淀粉酶酶解时间的延长,抗性淀粉收率先增加,随后开始下降。当酶解时间为30min时,抗性淀粉收率达到最大值。这是由于淀粉酶切断糖苷键与酶解时间成正比关系,酶解时间短时,分子被切断程度小,而如果酶解时间太长,分子链可能会被切得过短,这都不利于结晶的形成。所以,最佳的酶解时间为30min。2.3普鲁兰酶添加量的影响淀粉微波糊化后,添加耐高温α-淀粉酶3U/g干淀粉制酶解时间30min后,再添加普鲁兰酶0U/g、1U/g、2U/g、3U/g、4U/g、5U/g、6U/g、7U/g、8U/g、9U/g、10U/g干淀粉,固定其他条件反应后,测定抗性淀粉含量,结果见图4。由图4可以看出,随着普鲁兰酶添加量的增多,抗性淀粉收率逐渐升高,在8U/g干淀粉时收率达到最高,随后基本不再增大。这是由于添加8U/g干淀粉的酶量时,酶的作用基本已经完成,再增加已没有意义。因此酶的最佳添加量为8U/g干淀粉。2.4普鲁兰酶酶解时间的影响淀粉微波糊化后,添加耐高温α-淀粉酶3U/g干淀粉制酶解时间30min后,再添加普鲁兰酶8U/g干淀粉,控制酶解时间分别为1h、2h、3h、4h、5h、6h、7h、8h,其他条件保持不变,测定抗性淀粉含量,结果见图5。由图5可以看出,酶解时间为4h时抗性淀粉收率较高,随后抗性淀粉收率开始降低。这主要是由于酶反应时间太长后,会使淀粉分子聚合度太小,使得抗性淀粉的收率开始下降。因此,最佳反应时间为4h。

3结论

采用微波辅助酶解法制备了玉米抗性淀粉,在固定的微波糊化条件下,探讨了耐高温α-淀粉酶添加量、作用时间,普鲁兰酶添加量、酶解时间对抗性淀粉收率的影响,在最佳实验条件下,抗性淀粉收率可达14.38%,实验结果可为微波辅助酶解法制备玉米淀粉提供依据。

参考文献

[1]张炳文,王茂山,范涛,等.中国传统健康食品资源粉丝与抗性淀粉[J].粮食与食品工业,2011,(5).

[2]徐忠,刘雪唯,罗秋影,等.微波辐射及超声波辐射对淀粉酶解性能的影响[J].农产品加工·学刊(下),2013,(8).

[3]徐忠,刘雪唯,罗秋影,等.微波辅助酶法制备碎米抗性淀粉的工艺研究[J].食品科学,2010,(18).

[4]张守文,孟庆虹,杨春华,等.玉米抗性淀粉酶解法制备工艺的研究[J].中国粮油学报,2007,(5).

[5]刘树兴,问燕梅,常大伟.超声波-酶法制备小麦RS3型抗性淀粉工艺参数的优化[J].中国食品添加剂,2013,(6).

[6]李素玲,邓晓聪,高群玉.颗粒型抗性淀粉的制备及性质[J].农业工程学报,2011,(5).

[7]杨小玲,陈佑宁,赵维,等.超声辅助酶解法制备玉米抗性淀粉[J].化学与粘合,2017,(5).

[8]李爱萍,唐书泽,张志森,等.大米抗性淀粉定量测定方法比较研究[J].食品工业科技,2006,(1).

作者:张守花 单位:鹤壁职业技术学院

微波辅助酶解法制备玉米抗性淀粉探讨责任编辑:张雨    阅读:人次
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