高直链淀粉和物理修饰淀粉的回生特性

高直链大米淀粉和物理改性淀粉的回生特性摘要一个新的物理改性应用于防止米粉和米淀粉的回生的影响。本实验研究水稻面粉或大米在多次搅拌和加热-搅拌时淀粉糊回生特性，或无。结果表明，高直链大米淀粉和米淀粉均不受多次搅拌的影响而修改实质。然而，多次搅拌加热处理对延缓高直链大米淀粉回生影响显著，但没有孤立的大米淀粉的影响。在差示扫描量热法（DSC）分析，多次搅拌加热表现出最低的回生焓值（3.04J/g干重）相比，控制射频（5.93J/g干物质）和多次搅拌（5.08J/克干物质）。同时，通过X射线衍射几乎不再重结晶（XRD）。它还通过扫描电子显微镜（SEM），发现这种改性糯米粉的颗粒结构有更多的蜂窝状结构，结晶度相比其他的是最低的。绪论水稻是世界主要粮食作物，超过50%的世界人口以稻米作为主要能量源（粮农组织，2001）。尤其是在东方国家大米是主食产品，还有大部分产品是由米粉做成的。在即时食品市场，由新鲜米饭做成的产品有饭粒，米粉，米饼和米饭等等，面食有深刻的商业潜力。近年来，水稻面粉已越来越多地用于新的食物如玉米饼，饮料，加工过的肉类，糕点，面包，沙拉酱和无麸质面包，由于其独特的功能特性，如低过敏性，无色乏味（Kadan&Ziegler,1989;Kadan,Robinson,Thibodeux,&Pepperman,2001;McCue,1997）。然而，米粉产品会变硬，而它们的质地和味道也会随时间下降。这种现象通常被称为“退化”，从而通过再结晶提高抗酶解淀粉的水平（Englyst,Kingman,&Cummings,1992）。老化是糊化淀粉在冷却过程中的分子的重结晶，这意味着在这种情况下支链淀粉可以完全可逆的再结晶和部分不可逆的直链淀粉也可以再结晶（Bjo"ck,1996）。因此，需要研究可以延长保质期或使用米粉有效需要有效的延缓淀粉回生的技术。传统方法是通过化学改性来防止淀粉的回生。然而，经常使用的可疑的化学品将在我们的健康意识的期间禁止。此外，添加一个或多个酶在烹调或淀粉蒸煮后的产品，它可以通过酶的作用，防止老化（Martin&Hoseney,1991;Yao,Zhang,&Ding,2003）。遗憾的是，这些产品最终失去他们的韧性和适当的咀嚼，和他们的味觉受损。由于分解反应是从表面先后向内部的，因此其表面变得过软。虽然淀粉产品在贮藏过程中的质量损失也可以通过添加剂如已知的海藻糖抵消，亲水胶体（Funami,Kataoka,Omoto,Goto,Asai,&Nishinari,2005;Lee,Baek,Cha,Park,&Lim,2002），乳化剂或表面活性剂（Ghiasi,Varriano-Marston,&Hoseney,1982;Harbitz,1983;Krog,1981;Rao,Nussinovitch,&Chinachoti,1992）,，和其他材料，这些材料比较昂贵或效果不理想。淀粉的物理改性主要是用来改变其颗粒结构和转换为冷的水溶性淀粉或淀粉的小的微晶淀粉。这种方法没有任何化学物质或生物制剂，以满足这些要求。因此，需要开发一种新型的物理改性以防止在大米面粉淀粉回生。同时也要看到，米粉和米淀粉的不同系统。因此，本研究的目的是通过物理改性米粉（RF）和大米淀粉（RS）来比较其老化性能。利用差示扫描量热法（DSC），X射线衍射（XRD），扫描电子显微镜（SEM）来研究了这种改性效果。材料和方法2.1米粉刚收获的高直链淀粉（Juliano,1982）水稻在当地市场购买。水稻精米面粉使用机械研磨。面粉样本筛选通过100目筛，装在密封的塑料袋，并在室温下存储为进一步使用。米粉含有淀粉（75克/100克），蛋白质（8.1克/100克），脂肪（1.1克/100克），水（14.2克/100克）（AOAC,2000），和直链淀粉（28.6克/100克）（Gunaratne&Hoover,2000）。2.2大米淀粉的提取淀粉是使用修改后由Lin和Chang描述的在NaOH浸泡米粉（0.1克/100克）的方法提取（2006）。分离的淀粉在38°C的干燥炉中干燥约24小时后产生的水分含量接近大米粉（约14克/100克）。干淀粉被研磨成粉，通过100微米筛。分离的淀粉的蛋白质含量（0.5克/100克）（AOAC，2000）。2.3大米面粉或淀粉的物理改性在表1中给出的大米面粉或淀粉的物理改性的方法。只有当加热方法不同于沸水浴（100°C）应伴随着搅拌，转速为500转，搅拌机使用RW20数字头（IKA搅拌器，德国）。2.4糊化和回生糊化和未糊化的样品（1:2干物质与水的比例）在一个封闭的恒温水浴（100°C）蒸汽加热20分钟。随后，糊化样品在4C下储存7天让他们逆行。然后，把这些样品冻干。然后冻干样品通过100微米筛在DSC，XRD和SEM测试。2.5差示扫描量热法（dsc）采用Pyris1-dsc的DSC曲线确定样品的老化特性（（Perkin-ElmerCorp.,Norwalk,CT,USA）。量热仪和铟的标准校准。回生研究，这些存储的样品（约2毫克）在铝DSC锅中进行准确称量，加去离子水，样品比为2:1。在分析前，样品盘密封和平衡在室温下放置24小时。对样品进行加热，每分钟加热10C，温度范围在10-85C，用空锅作为参考。起始温度T0，峰值温度Tp，和结论温度Tc分别从加热DSC曲线确定。在回生焓（DHR）的基础上，分析本区主要的吸热峰，一式三份。2.6X射线衍射（XRD）使用布鲁克D8的推进速度，X射线衍射仪测定了样品的再结晶（BrukerAXS,Rheinfelden,Germany）配备一个铜管操作电压为40kV和200毫安，产生波长为0.154nmCuKa波。通过扫描从4°到40°（20）得到衍射图，以4°/min的速度，0.02。的步长，发散狭缝宽度（DS）1°，接收狭缝宽度（RS）为0.02毫米，和散射狭缝宽度（SS）1°。。测量每个样品一式三份。用MDIJade5软件进行衍射图。结晶度是由拟合结晶峰下面积积分量化（14，17，20和23°）。的相对结晶度（X）表示为X=（I/I）X100，I是在处理过的样品的结晶峰和I，RC RCSC S C是在控制结晶峰的积分面积（Primo-Martin,vanNieuwenhuijzen,Hamer,&vanVliet,2007）。使用PEAKFITv4.12软件原峰拟合后得到平滑的综合区（Ribotta,Cuffini,Leo，n,&An~o， n,2004）。2.7扫描电子显微镜术（SEM）用扫描电子显微镜研究了样品的结构性质（Quanta-200,FEICompany,Netherlands）。干燥，粉碎的样品放在使用双面胶带和涂有薄的金膜铝存根（10nm），然后检查在加速电压为10kV。2.8统计分析平均值，标准偏差和收集到的数据显着差异，计算和报告使用SAS8版结论与讨论（SASInstituteInc.,2000）。每当差异显著，被认为是一个95%的置信水平。数据报中的所有表一式三份的平均值。表一：水稻的面粉或淀粉的物理改性的方法方法A方法B5克面粉或淀粉混合，用10mL去离子水。5克面粉或淀粉混合6毫升去离子水搅拌20秒，然后加入水2毫升。搅拌/添加水循环重复一次。最后，样品再搅拌该方法同方法A，样品在沸水浴中加热搅拌（100C）。

3结果与讨论3.1热分析在4°C储存7天后，糊化的淀粉分子的聚集到一个有序的结构，这被称为回生。回生淀粉的焓值反映由相邻的双螺旋之间的关联在凝胶存储晶粒的熔融（Hoover&Senanayake,1996）。该吸热峰是由于支链淀粉的回生熔化（Fearn&Russell,1982;Karim,Norziah,了回生热处理的水稻面粉或大米淀粉及其控制。与通过方法A相比通过方法B控制和处理的RF有一个明显的焓的降低（图1a）。但通过热处理的RS看起来几乎是相同的（图1b）。同时，表2列出了回生转变温度（T0，TP，TC）、回生焓（DHR）存储后七天的样品。老化的峰值温度，所有的这些样本都在48。。左右，这是典型的回生淀粉的熔融温度（Sievert&Pomeranz,1990）。然而，RF的控制AHr是略高于淀粉分离。这可能是由于在面粉中的淀粉浓度和实际分离的淀粉悬浮液的细微差异。这也清楚地表明，使用B方法改进的射频具有最低的△Hr(3.04J/g干面粉)作为对照(5.93J/g干面粉)和射频使用方法(5.08J/g干面粉)。相比之下，与RS控制(5.3J/克干淀粉)相比，处理^样品之间的方法入(5.13J/克干淀粉)和方法B(5.1J/克干淀粉)几乎没有区别。由此可以认为，方法B可以防止射频回生而不是理论不同的结果也表明，大米蛋白似乎是影响使用的方法也许是这种治疗诱导的水稻蛋白质如提高乳化能力的一些特征性变化，改进的RF回生性能的一个关键。最终，大米蛋白中的这些变化促进了蛋白质相互作用-淀粉或较高的水结合能力防止储存期间淀粉分子重结晶。许多报告表明，面粉中的蛋白质在面包老化速率的重要因素。一些研究人员已经证实蛋白延缓面包老化。谷肮粉对面包老化的一个可扩展的蛋白质网络的形成，使团粒结构软通过减慢水从屑运动，地壳中起着重要的作用(Roach&Hoseney,1995)。MartinandHoseney(1991)也报告了相互作用存在溶胀的淀粉颗粒和面筋网络之间，通过氢键结合，防止面包老化。大米蛋白被发现主要是在胚乳(贮藏蛋白)细胞，这是位于蛋白体之间的淀粉颗粒和与大米淀粉(Adoration,Li,Okita,&Juliano,1993;Lasztity,1996)。因此，可以假定，这种独特的大米蛋白和淀粉的结构可能接受抗老化的效果通过加热搅拌来修改。颗粒/颗粒开始膨胀然后突然加热释放蛋白。在这个时候，多次搅拌后大米蛋白乳化能力增强，延缓老化。称为乳化剂延缓固化和老化的能力(Krog,1981;Ghiasietal.,1982;Harbitz,1983;Raoetal.,1992)通过形成一个复杂的淀粉。许多工作已经在谷物蛋白与淀粉的相互作用进行了。稻谷蛋白储藏在称为水稻谷蛋白或谷蛋白丰富(超过80-90克/100克的总蛋白)结合的支链淀粉或直链淀粉(Chrastil,1990)。达勒(1971)研究了小麦淀粉-蛋白质的相互作用在溶液中通过测量在小麦蛋白质的存在下，直链淀粉-碘和支链淀粉-碘络合物的吸光度。一个互动的糊化小麦淀粉和小麦蛋白发生，干扰与淀粉-络合碘相关的蓝色。此外，蛋白质是影响抗性淀粉3,也是回生淀粉形成(Haralampu，2000)。牛血清白蛋白的存在降低了抗性淀粉3产量(Escarpa,Gonza'lez,Morales,&Saura-Calixto,1997)。然而，在煮好的米饭粒和大米淀粉回生的纯化形式的行为之间存在很强的相似性((Yao,Zhang,&Ding,2002)。这些相反的结果可能是由于糊化条件或蛋白质特性的差异对困难或易蛋白质和淀粉的联系。表二老化温度和物理改性的糊化米粉和米淀粉样品T0(°C)TP(C)TC(C)△Hr粉)(J/g干淀△Hr粉)(J/g干面RF39.0±0.79a47.6±0.29a57.2±0.22a-5.93±0.67aRF用方法A改进40.4±.62a49.6±1.69b58.7±1.99b-5.08±0.25bRF用方法B改进41.5±1.82b49.2±1.32b57.4±1.57a-3.04±0.63cRS39.8±2.26a48.9±2.15b58.8±1.37b5.13±0.59a-RS用方法A改进39.8±1.25a48.7±0.95b58.5±0.72b5.14±0.69a-RS用方法B改进40.2±1.87a49.1±2.17b59.1±1.84b5.34±0.30a-T0：初始温度；Tp：峰值温度；Tc:最后温度；△Hr：回生焓3.2重结晶最后再结晶进行了XRD进一步证明了物理改性淀粉回生的影响。XRD和相应的结晶度从糊化射频或RS系统处理或不显示在图2和3。回生淀粉凝胶的几个峰约为2。=17和20°和其他(Kim,Kim,Shin,&Kwangju,1997)，这是典型的回生淀粉(B型)，与原淀粉的模式明显不同。这是伴随着聚合物和溶剂之间的刚度和相分离的逐渐增加(syneresis)。B型结晶的特征是由一个定义良好的峰值在17°(20)。此峰的形成是由于在非晶淀粉的结晶熔融，这是主要的支链淀粉的馏分，在储存过程中增加(Thire',Sima'o,&Andradeb,2003;Osella,Sa'nchez,Carrara,delaTorre,&Pilar,2005。此峰值在20°发现V型直链淀粉-脂质复合物的形成过程中的结晶。（Zobel&Kulp,1996）。两个主要的宽峰被确定在所有的凝沉的RF和RS样品在17和20°。角（图2和3）。如图2所示，一个峰值接近17°的改性射频样品采用方法B的强度似乎在一个典型的X-射线衍射图是非常小的。然而，通过方法A和方法B的XRD衍射图谱处理RS似乎相同，如图3所示。由于衍射峰的回生淀粉通常弥散宽峰（Kimetal.,1997;Primo-Martinetal.,2007），所以PEAKFIT软件用作光滑和适应这些峰为了计算结晶度。拟合的结果是，四峰在14，17,20和23°在每个原始模式发现（过程中未示出）。因此，因此，结晶度量化的基础上拟合的结晶峰下面积积分（14,17,20和23°）。相对结晶度的改性射频使用方法B（表3）显著下降到51.47%，与对照组相比（100%）和改进的射频使用方法（93.87%）。这意味着，方法B可以延缓糊化RF重结晶或退化行为。同时，相对结晶度没有明显差异的RS使用改性方法（90.44%），使用方法B（100.21%）和控制（100%）（表3）。这表明，这个物理改性没有影响的。这些观察回生同意对DSC吸热值上述结果回生。3.3形态特征扫描电子显微照片在放大1200倍的处理或未呈现的RF和RS颗粒如图4所示。改进的RF粒状结构（图4c）与使用方法B相比，控制（图4a）或修改使用方法入（图4b）表现出显着变化的形态的扫描电镜（SEM）。这些颗粒（图