《浅谈多孔淀粉的制备和应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《浅谈多孔淀粉的制备和应用（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、浅谈多孔淀粉的制备和应用 1多孔淀粉酶法制备的类型 不管是单一酶法还是复合酶法制备多孔淀粉，其基本工艺流程为3:原料淀粉调浆酶解灭酶洗涤(脱酶)离心烘干粉碎多孔淀粉。由于单一酶法存在产品得率低、吸水性和吸油性不高等问题，复合酶法成为目前多孔淀粉制备研究的热点。唐洪波5等的研究表明，糯玉米淀粉乳经a淀粉酶和糖化酶在一定水解条件下酶解，糯玉米多孔淀粉与原糯玉米淀粉相比，孔状结构明显，吸油率和比表面积显著增大。张洪微4等先采用a淀粉酶在50、pH60的作用条件下水解玉米淀粉14h后，再加入糖化酶在50、pH40的作用条件下水解14h，复合酶配比为12，所制备多孔淀粉的得率为8879%，吸油率为566
2、2%，高于单酶作用的效果。曹新志等6研究表明，在作用时间18h、温度55、pH50、a淀粉酶和糖化酶的复配比为13、酶用量15%的条件下酶解蕉藕淀粉，所得多孔淀粉得率为51%，吸油率为7123%，得到了较高吸油率的蕉藕多孔淀粉。由此可见，复合酶法制得多孔淀粉的得率和吸油率均较高，特别是a淀粉酶和糖化酶的联合使用更是效果明显。这是因为在a淀粉酶的内切作用下，a淀粉酶任意水解淀粉分子中的a1，4糖苷键，并逐渐水解淀粉颗粒内部，为糖化酶的外切作用提供新的非还原末端的位点，糖化酶不仅能很快把直链淀粉从非还原性未端依次切下葡萄糖单位，还能缓慢切开支链淀粉的a1，6糖苷键，水解成葡萄糖1，7。这种协同作用
3、使得淀粉水解比较完全，较易形成淀粉颗粒的中空多孔结构。 2多孔淀粉酶法制备的影响因素 21原淀粉种类 不是所有的淀粉都可以用来制备多孔淀粉，如香蕉、百合、莲子就只能在颗粒表面形成鳞片状结构。这主要是由于不同淀粉颗粒结构、直链淀粉含量以及聚合度等不同，对酶的敏感程度也就不同。有研究表明，直链淀粉含量越高的淀粉，水解率越低，越难形成多孔淀粉8。国内外许多学者研究表明，木薯淀粉、玉米淀粉、芋类淀粉、大麦淀粉、小麦淀粉、籼米淀粉、马铃薯淀粉等可作为制备多孔淀粉的原料。生淀粉中所含的蛋白质、脂质等物质也会影响多孔淀粉的形成，且含量越高对酶解速率影响越大9。姚卫蓉10研究表明，蛋白质含量越高，水解速率越低
4、;张赛11研究表明，玉米淀粉和糙米淀粉经过去脂肪、去蛋白质后，水解速率均加快，多孔淀粉的吸油率比原料淀粉均明显增加。这可能是由于蛋白质、脂质等物质以氢键或离子键与淀粉分子的羟基结合，形成的复合物制约着酶对淀粉的水解，导致酶解速率降低。因此，酶解前除去生淀粉中含有的蛋白质、脂质等物质，可以提高酶解速率。 22淀粉酶的种类 淀粉酶的来源和特性是影响多孔淀粉形成的一个重要因素。目前采用的酶主要有a淀粉酶、糖化酶、淀粉酶。但淀粉酶水解生淀粉能力较弱，而a淀粉酶和糖化酶水解生淀粉的能力较强。徐忠、缪铭等12在相同反应条件下采用a淀粉酶、淀粉酶、糖化酶、普鲁兰酶、胰酶分别水解粒度为100目的玉米淀粉，通过
5、测定所得多孔淀粉的吸水率和吸油率评价多孔淀粉的制备效果，结果显示a淀粉酶和糖化酶水解能力最强，淀粉酶水解能力最弱。王后生13指出，在酶活力相当的情况下，a淀粉酶酶解制得的多孔淀粉比糖化酶酶解制得的多孔淀粉，吸水率和吸油率均要高。也有研究表明，被a淀粉酶和糖化酶作用后淀粉颗粒的不同之处在于表面结构，有的淀粉颗粒表面小孔分布均匀，孔深明显，而有的只是在表面形成不规则的形状9。 23淀粉的预处理 淀粉预处理的主要目的是改变淀粉颗粒结构、破坏淀粉结晶区以及增加淀粉溶解性，提高生淀粉对酶的敏感性。目前应用较多的淀粉预处理方式有超声波、微波和湿热处理等。杨永美等14利用超声波微波协同组合条件制备玉米多孔淀
6、粉，结果表明，在微波功率150W、超声波功率400W、a淀粉酶与糖化酶复合比为16、作用时间45min、温度56等条件下，制得的玉米多孔淀粉吸油率较高，且孔数较多、孔径不大、孔深适中、颗粒完整。Shariffa15等研究结果显示，经60水浴预热30min后木薯和甜土豆淀粉，其颗粒表面粗糙多孔，对酶的敏感性显著提高，水解率增加。交联反应可以改变淀粉颗粒的结构，增强抗溶解、抗溶胀、冻融稳定性，提高成糊温度，改善多孔淀粉的流变学性质16。在实际应用中常采用化学交联处理淀粉后，再用酶解法制备多孔淀粉，可显著改善多孔淀粉的性能。周琼17研究表明，经交联处理的多孔淀粉与未处理过的多孔淀粉相比，颗粒表面孔数
7、不多，孔大而深，孔状内部结构呈内环层，吸油率和吸水率分别增长714%和75%。同时，交联多孔淀粉的抗糊化和抑制膨胀能力增强，可满足较高温度制备多孔淀粉的要求。 24作用条件 酶法制备多孔淀粉，既要使淀粉颗粒表面布满小孔，又要保持颗粒的完整性。因此，水解率是制备多孔淀粉的重要控制指标，这就需要选择合适的制备条件。酶法制备多孔淀粉受反应时间、温度、pH值及酶用量等酶解条件的影响。目前研究主要探讨复合酶配比和用量以及作用时间、温度、pH值等因素对多孔淀粉特性指标的影响，得到最佳酶解条件。杨圣岽18等人研究表明，马铃薯多孔淀粉的最佳制备工艺为a淀粉酶和糖化酶配比为16、总酶量为10%、作用时间8h、温
8、度45、pH40、底物浓度014g/mL，所制备多孔淀粉的吸油率达到702%，水解率为3416%。而曹新志19则表明，高吸油率玉米多孔淀粉的最佳制备工艺为a淀粉酶和糖化酶配比为13、总酶量为15%、作用时间18h、温度55、pH50，在此工艺条件下的吸油率为7065%。 3多孔淀粉在食品中的应用 31吸附剂 多孔淀粉的吸附作用可提高被吸附物质的稳定性和利用率，也可降低某种物质对人体的伤害。吴培龙20用玉米多孔淀粉吸附茶多酚，表明多孔淀粉是一种良好的吸附载体，其吸附量高达6865mg/g，是原淀粉的21倍。王宗英21探索多孔淀粉在卷烟滤嘴中应用效果，结果表明，对比于普通醋纤滤嘴和活性炭复合滤嘴总
9、粒相物分别降低了39%和07%，焦油降低了54%和31%，CO降低了27%和20%，烟碱降低了35%和0%。近年来，多孔淀粉用于制备粉末制品取得了较好成效。液态物质被多孔淀粉吸附并包埋在淀粉颗粒中，通过喷雾干燥制成粉末制品。此法不仅生产工艺简单而且还最大限度地保留了原料中的风味。谷绒22等用羧甲基多孔淀粉吸附酱油，制成粉末状，其感官、吸潮稳定性、氨基酸态氮与原酱油相当。陈三宝23用多孔淀粉吸附适量薄荷油，经包埋制成粉末薄荷油，既阻碍了薄荷油的挥发、保留香味，又使薄荷油具有良好的分散性和缓释性能，更适用于在食品、药品中添加。 32脂肪替代物 多孔淀粉粉碎后，能作为脂肪替代物可以减少食品中的热量。
10、多孔淀粉通过交联、酯化或醚化等处理后，可改变其流变学性质和感官性质，提高其均一性，能用于食品中替代部分脂肪，减少能量的摄入17。Whistler24曾对多孔淀粉进行了一系列处理，如用双功能团试剂如三偏磷酸钠、二羧酸衍生物对多孔淀粉进行交联，以改变其流变学特性和感官性质，然后粉碎形成011m小粒，用于食品中部分或完全替代其中脂肪，以减少热量摄入，并获得了一定的成功。朱仁宏25用多孔淀粉替代贡丸中的部分脂肪，有效改善了贡丸弹性差以及脂肪含量高的问题，同时维持了贡丸良好的口感和风味。 33微胶囊的芯材 多孔淀粉独特的中空凹孔结构使其具有较强的载物能力，是制备微胶囊的良好芯材，再选用适合的生物降解材料
11、作为壁材进行包埋即得微胶囊。这种制得的微胶囊产品既可显著提高被吸附物质的稳定性和水溶性，又可控制被吸附物的释放速度，掩盖不良气味，延长贮存时间。用多孔淀粉吸附含有DHA的鱼油并微胶囊化，能有效防止DHA的氧化，并可以掩盖鱼腥味。邱英华26等研究表明以木薯多孔淀粉为芯材，玉米醇溶蛋白为壁材，按芯材与壁材比为1:025的比例制备蚕蛹油微胶囊，有效改善了蚕蛹油易酸败、氧化、不耐贮存等问题。姜黄色素为天然食用着色剂，由于水溶性和稳定性较差影响其在食品中的应用，如何提高其水溶性和稳定性一直是研究的热点和难点。王煜、张玉凤27以多孔淀粉为吸附剂，明胶为壁材，制备姜黄色素微胶囊，试验结果表明，微胶囊化可以显
12、著提高姜黄色素的水溶性，增强姜黄素耐高温、耐光和耐强酸的能力。 4展望 酶法制备多孔淀粉具有制备工艺简单易行，产品得率高，安全无污染等特点，但由于生产过程中酶解时间长、成本较高、影响因素较多等，目前还主要停留在试验研究阶段。如何寻求更有效的原淀粉预处理方式，改变淀粉的性质，提高酶解速度和效率，为多孔淀粉的工业化生产提供必要条件，成为未来研究的重点。多孔淀粉具有众多优良特性，加大对多孔淀粉生产工艺和技术的研究，并将多孔淀粉的应用拓宽到医药、化工等更多的行业，对推动我国淀粉工业和经济的发展具有重要意义。 作者：陈丽1，2，谭亦成1，2，张喻1，2 单位：1湖南农业大学食品科技学院;2食品科学与生物技术湖南省重点实验室第 1 页 共 1 页
