焙烤温度对焦糊精结构和理化性质的影响机制研究

作     者：雷宁宇 

作者单位：北京工商大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李洪岩;王静

授予年度：2020年

学科分类：0832[工学-食品科学与工程（可授工学、农学学位）] 08[工学] 083202[工学-粮食、油脂及植物蛋白工程] 

主      题：焦糊精 分子结构 理化性质 新糖苷键 

摘      要：焦糊精是制备抗性糊精的中间产物,其制备过程中形成的α、β-1,2糖苷键、β-1,6糖苷键、左旋葡聚糖等新的糖苷键可不被人体内消化酶降解,因而赋予焦糊精和抗性糊精抗消化性,常用作膳食纤维。本课题以玉米淀粉为原料,分别使用干热法和酸热法(140-200℃)制备焦糊精,着重研究焙烤温度对焦糊精结构和理化性质的影响,解析其随焙烤温度变化的热力学规律,并推测焙烤过程中支链淀粉抗性成分产生的位点和机制,以期为更好地指导焦糊精和抗性糊精生产及功能品质提升提供理论基础。采用干热法制备焦糊精,发现高温焙烤可显著降低焦糊精平均分子半径,聚合度X～1000-5000、X～5000-20000含量显著下降;高温破坏了焦糊精的结晶结构,但仍保留A型晶体类型;样品颗粒表面无明显变化,颗粒间发生团聚现象;通过相关性分析发现分子尺寸是导致理化性质变化的主要原因:随着分子尺寸的下降,焦糊精的溶解度略微升高,糊化晗减小,峰值黏度下降,其凝胶表现出剪切变稀的流变特性。采用酸热法制备焦糊精,在盐酸的催化作用下,分子量显著下降,聚合度X～12-24、X～1000-5000、X～5000-20000含量均减少,而X～36-100含量显著升高,表明短链间发生聚合反应;结晶区域面积减少,且颗粒结构保持完整,表明重聚合反应更易于发生在无定形区域;受分子结构的影响,焦糊精的理化特性随之改变:焦糊精溶解度增加至96.6%,黏度下降,其糊化溶液呈现出牛顿流体的流变特性。以蜡质玉米淀粉为原料,通过多种酶解反应(葡萄糖淀粉酶、β-淀粉酶、异淀粉酶以及异淀粉酶和β-淀粉酶的协同作用)来推测酸热处理过程中新糖苷键形成的机理。结果发现经不同的酶处理后,分子尺寸均显著性减小,且酶解程度均随焙烤温度的升高而降低,说明焙烤温度影响新糖苷键的生成位置,由此得出结论:当焙烤温度较低(140-160℃)时,大多数新糖苷键位于糊精分子的非还原性末端附近,焙烤温度升高(170-200℃)后,新糖苷键主要在非还原性末端和分支点附近生成,且新键含量随着温度的升高而逐渐增大,从而解析了焦糊精结构变化的分子机制。