微波酶法制备RS型玉米抗性淀粉工艺参数优化

微波-酶法制备RS3型玉米抗性淀粉工艺参数优化研究张华东张森沈晓萍卢晓黎（四川大学食品工程系，四川成都610065）摘要：运用响应面法，对微波-酶法制备RS3型玉米抗性淀粉的工艺参数进行优化。α-淀粉酶酶解的优化工艺参数为：液料比4：1，酶解温度为85℃，酶解时间10min，酶浓度1.68U/g淀粉；微波糊化的优化工艺参数为：功率1.26kW，加热温度92℃，加热时间1min；普鲁兰酶脱支优化工艺参数为：酶浓度4.13NPUN/g淀粉，酶解温度53.31℃，，酶解时间3.26h。按上述工艺参数制备的抗性淀粉得率为13.45%。关键词：抗性淀粉；微波-酶法；响应面法；Box-Behnken实验设计抗性淀粉是指不被健康人体小肠吸收的淀粉及其分解物的总体，它分为四类：RS1物理包埋淀粉（physicallytrappedstarch）、RS2抗性淀粉（resistantstarchgranules）、RS3回生淀粉（retrogradedstarch）、RS4化学改性（chemicalmodifiedstarch）淀粉,其中RS3可由淀粉回生产生，是抗性淀粉中易于认为制备的一种。它具有防治肠道疾病、降脂、控制体重、促进矿物物质吸收和某些维生素的体内合成等功能，能防治现代生活容易出现的一些健康问题。因此对其生物功能和制备方法的研究越来越多。本文以玉米淀粉为原料，运用SAS软件和响应面法，对微波-酶法制备玉米抗性淀粉的工艺参数进行了优化研究，旨在为抗性淀粉的研究提供理论依据和技术方法参考。1材料与方法1.1材料玉米淀粉自备，淀粉含量>95%，蛋白质含量<0.08%，脂肪含量<0.03%；耐高温α-淀粉酶（48000U/mL）；普鲁兰酶（1125NPUN/mL）诺维信公司1.2仪器设备YQ2G-03型微波加热机；LD4-2A型离心机；TU-1800PC型紫外可见分光光度计北京普析通用仪器有限责任公司。1.3方法工艺倚淀粉劳分子食链在每一定虽长度扒下容扩易老仰化，崖通过疲适量令α确-淀袖粉酶响酶解纹可以则使淀娘粉分玉子的朴长度惜降低挡到一革定程谣度，仪并且能可以置降低摩物料断的粘搁度。苏再经扑过微颠波加揪热糊虏化(通同时症也可革让残台留的跑淀粉斧酶失恼活）砌，使执淀粉宅生成脸立体阁网状监结构蛾，有落利于口普鲁革兰酶利对支幸链淀惠粉的费作用良，产碰生更踢多支侦链淀库粉，甚从而案提高拿抗性湿淀粉善得率番。据纺此设皂计的鸣试验仔工艺伏为：扫玉米坦淀粉药制备洽→翻α添-淀崭粉酶乏酶解欠→伏微波宗加热炉糊化刻→示普鲁粮兰酶暑脱支由→债回生内→猪抗性铁淀粉旱含量幼测定愤。絮1.悠3.摧2气α极-淀均粉酶守酶解尚工艺尸参数阶优化垒影响缘淀粉补酶酶屠解程辽度的层因素辆有液毫料比沾、酶崖浓度侨、酶蚊解温浮度和另酶解间时间临，p咱H值有定为询耐高仆温望α射-淀六粉酶爬的最鞠佳作献用p虾H值户（5散.3窝）。猛试验勾以抗驾性淀坦粉得丸率为录响应躬值进聋行B绳ox昨-B切eh狱nk弦en誉实验远设计傲（见渐表1策）。茎其他此工艺牛参数证如下柏：微赛波功撞率0起.9角k遭W，枯作用暖温度斯86痕呆℃曾，作秘用时株间5衫mi放n；源普鲁借兰酶牺浓度疯4妹NP蛾UN激/g接淀粉设，酶拦解温词度政55鹿财℃雄，，井酶解陵时间态3准h。喘表1缘羡α尊-淀键粉酶杯酶解状工艺凯参数异优化绞实验泄设计狡及结翁果奔序号刑B液灿料比口E酶绸浓度玩/（锦U/别g淀旋粉）丘TE手酶解塑温度争/谢℃肝TI挪酶解炮时间纤/m腿in备RS卸得率全/%仁1矮2潜3克4累5暮6贞7替8甚9婚10当11民12毁13惰14腔15掠16护17战18远19假20案21跳22机23扭24捎25甩26该27拆4芽4穿6舅6写5躲5橡5旷5束4博4开6旬6净5健5盯5享5宗4宿4箩6羽6为5径5谢5劫5喝5蝴5趁5伙1.够68混3.谎60称1.悔68储3.重60殿2.恢64午2.睡64辣2.护64逗2.逐64好2.榴64剩2.初64录2.务64铲2.哗64阅1.省68钓1.解68采3.嫩60叫3.抹60扣2.吸64叮2.志64扎2.咽64垒2.帖64幅1.誉68卸1.常68笼3.客60谷3.睁60辈2.咸64木2.僚64吃2.叙64祥90忍90捷90仇90岛85之85偏95朴95跪90迁90逗90逼90像85主95崭85狱95礼85腾95惰85竟95障90诊90悠90蹦90企90谎90慢90舰20福20岂20药20宏10莫30干10荣30模10放30持10悼30斩20愤20斯20算20诱20滥20弹20蛮20唤10盈30鞋10推30贝20汤20提20逗12季.0旱9鄙9.勒59龙9.疯10志4.句62盛8.欲21寿6.诉08益7.催10奴5.最75师9.调01滤8.缸81佳6.西63仔6.创01板10僚.2泼3轻10影.1扔8头5.诞44婶4.稀95披8.史43班7.累90岛6.苏55孩5.粒92恩11隙.5好6踢11漏.4昼1滋5.骑06痰5.弓48雷6.副41蠢5.记64虑5.诚72算1.夹3.先3折微波脆糊化计工艺翼参数搁优化色影响在微波月糊化裹效果孔的因仇素有威微波宰功率旋、作烘用温渔度和哨作用有时间传。试蜻验以抽抗性绳淀粉穿得率猜为响授应值僻进行逢Bo铜x-贞Be恼hn咬ke里n实患验设镇计（峰见表蓬3）袄。其揪它工煮艺参惕数如上下：宁普鲁汪兰酶载浓度门4烂NP永UN示/g羽淀粉央，酶芳解温惭度刘55果爪℃绍，乡酶解预时间蛮3诸h。拜表3嫩基返微波竭糊化阅工艺央参数善优化延实验西设计计及结触果咸序号区P功商率/破kW讽TE这温度估/希℃轻TI统时间芝/m享in嘉RS半得率炊/%抄1伏2恭3伞4拘5钩6蒸7穗8所9妨10动11茶12送13泄14翠15兄0.烟54出0.璃54疾1.宁26铜1.浑26嫩0.灿90泥0.蚕90稀0.乔90启0.饰90誓0.终54哈1.激26剃0.唱54丛1.童26眠0.议90畅0.啊90吃0.得90销80谎92逼80茧92界80蚁80盈92宏92嚷86角86验86挤86启86苍86屠86帅5悬5冲5螺5夕2接8恨2窃8蜡2杏2动8秃8傲5才5须5燥10次.2中1税10灰.8列7茎10晨.8息9此12商.1聚6铸10唱.6蔽7豆9.伴11车13枪.2鸭7秆11妹.4痰0役11威.2唯1抢12榆.2坛8护9.昂74秒11沈.3粒6枯11促.2否1缩11白.1乒4裕11士.1南6疼1.殊3.由4棉差普鲁不兰酶判脱支屡工艺曲参数组优化嚼影响乱普鲁援兰酶供脱支铺的因退素有础、普旅鲁兰接酶浓折度、灭酶解嘴温度墙和酶缓解时申间，遍pH毫值定夜为普厦鲁兰箭酶最撤佳作茂用p鼠H值针（4恶.8勿）。身试验泪以抗比性淀随粉得笑率为亭响应忍值进伍行B幅ox摘-B碑eh抖nk况en豆实验膏设计采（见监表5翁）。可α栋-淀莲粉酶斥酶解铁和微屈波糊戏化工串艺参识数均碎采用坏其优蛛化参兆数。断表5堡照普烂鲁兰善酶脱好支工备艺参拴数优皱化实葱验设绕计及方结果布序号额E酶丝浓度温/（般U/扁g淀岛粉）乘TE颠酶解蚁温度浪/矮℃输TI能酶解冷时间剩/m钳in罚RS颈得率晃/%默1菌2耀3摸4录5削6妨7锈8且9胞10饰11捡12腿13桃14初15春2榴2唐6迫6混4串4冒4蚕4你2表6锡2胶6掘4色4咽4坊45码65梦45奖65碑45爸45亩65菊65红55帖55筐55铸5华5吊55另55底55偶3夫3饺3谣3劳1.婶5尸4.扭5泉1.丽5痕4.扫5觉1.洋5倚1.富5监4.狸5勿4.沃5锡3货3袋3块12伍.3摘4膏11之.6珍1诞12谈.0叨5份11磁.3冲2苗11负.8铃9动12鞭.2偏5贩11应.8捧0伟11窃.9兵1迅11施.8宰9蓬11寿.1剃8矿11弯.4见3培12晌.8陈5违13敞.3济8焰13岁.4号2笋13怠.4眼2焰1.云3.卸5锦挥抗性劈淀粉经含量余测定可采用盲高温赴I.范Go困ni醉法。呆2犁结傲果分股析乡2.罩1荐沈α维-淀乞粉酶单酶解韵工艺茎参数狸优化哗试验违结果痒用幸α顶-淀积粉酶尽酶解刘淀粉涝主要蜡有两米个作极用，碗一是遮将淀橡粉分损子链妇截成扛一定项的长捞度，恨而是遮降低记浆液柜粘度袜。淀弟粉分发子链念在一大定长例度下杨在最枪有利芹于淀铺粉的爪老化届，而梁较低锯粘度蜻有利市于后倍续工违序中询普鲁昨兰酶每的脱冬支作径用。钓裳表驻2令群α段-淀挣粉酶模酶解逆工艺剥参数多优化仗二次怀回归进模型往模型尿非标拴准化杜系数跪t妈显著膊性检补验句B肾E流TE秘TI选B搅×功B厘B架×族E炎B划×绒TE埋B阻×傍TI防E汗×拳E权E虑×墙TE霜E险×测TI完TE判×恨TE苦TE苏×惊TI环TI让×泰TI槽R足2叉-0皆.1可87趣04乖-0顾.3奔13敏84绕-0扰.0衫38虫87萌-0涂.0鉴47僚1颜0.唤15叉52句1首-0脆.1闪11街56拉-0瞧.0妈09缸05仗-0切.0蹲18有93都0.途18贤36捎74财-0讽.0次22做37沾0.自02染32帜0.斜03披11匪53背0.疲02挽23置63西0.冷08崖97失02炮-5寨.9挡99谢93豆-1邻0.明21将61辫-1老.2肤46刚82融-1目.5旷10损87细3.非31馋92榜44如-2予.0梅66润05情-0礼.1惰67堪58往-0缩.3送50种65西3.森92抖79宏72粮-0预.4烟14葬36闭0.利42魄96返71桨0.殖66庸62纪28佣0.眉41袍41俩78吸1.畏91登83鸣18琴93粗.4命4％疤0.吩00绣01挠0.般00兽01研0.些23救62淹51帆0.余15尽66撤98项0.脖00似61胡19月0.车06蹲11嗓13嘴0.蛮86别97眨01液0.挡73飞19堆3签0.午00悼20桨06污0.淘68拳59蠢23牛0.歪67粒50胳49削0.诵51杂78型69堆0.辟68辽60灿51液0.追07蛇97情1喜分析腰表2欢可知荒，摘α徒-淀把粉酶纳酶解委对抗拴性淀炸粉得草率的夺影响牲主要艳取决厅于液束料比宰和酶撒浓度钟，酶音解温树度和碍酶解恢时间纱在试渡验所资取范按围内颗对抗质性淀尿粉得系率的废影响接较小搏，四何个影阻响因脊素与歪抗性爱淀粉蹈得率繁均呈令反比售。由饶图1园可知纯最高巴点并响非稳怀定点者，且仔降低骡料液啦比和竞酶浓息度可帆以进盆一步代提高侨抗性吼淀粉扰得率词。但耍是预血试验仍时发检现如拾果液昼料比乏小于表4盈∶谎1，愈在微访波加伪热时只极易己出现从焦糊盲现象抚，而触酶浓害度如抛果小裙于1面.6坦8丛U/再g淀炕粉时妨，淀俯粉浆那过于赤粘稠亮，普决鲁兰肉酶很亦难同章淀粉结浆混旁合均疮匀，樱且难尘以作胖用。血最终盈确定位α蛛-淀搂粉酶太酶解枯的优朽化工判艺参破数为堤：液饱料比荐4旁∶溜1，哨酶浓丧度1躺.6泉8宅U/猴g淀偏粉，纸酶解年温度攀为熔85民尝℃各，掉酶解幅时间宾10文m谅in骨。诚经S冈AS牧软件凳优化悲的数课学模驱型为踢：悉RS裕=1章.8配57姥80弯8-宰0.布18炸70悄4B牢-0龄.3况18齐47泰E-勒0.赠03杯88塘7T嗽E-也0.护04秤71口TI摇+0深.1趟55昼52岩1B梦B-亩0.卷1跑11掩56俗BE轻-0桨.0摆09赠05旗BT眨E旗2.需2呢法微波泊糊化异工艺锻参数风优化皮试验谱结果鲜微波庭加热动速度车极快妖，使慢得物汗料中恒的水炎分在赛短时悲间迅患速气聚化，帮并在奶内部陶积累笛形成粱压力果梯度端，产明生膨堡化效伐应。弃同时葱膨化泳内动锁力是锋水蒸灭汽，顺在此揭过程肚中淀余粉分设子氢组键断鼠开，没淀粉似充分俱糊化司，并魄产生炕多孔拖的网滚状结缩构。嗓这些效均有且利于费普鲁闸兰酶等的脱逮支作熄用。鸟表4芦角微波清糊化拉工艺责参数霞优化袍二次冤回归脸模型痒模型谷非标惹准化脂系数暮t彩显著蛋性检涝验告P圆TE痛TI舍P伍×阴P诞P短×回TE成P智×觉TI造TE镰×浊TE昆TE晨×迟TI出TI捎×著TI嚼R婶2邮0.舞62和0.肉85完25肠-0界.7雷65椅-0盗.0壁13雕75非0.奔15焰25稿0.誉06纽25源-0形.1伴23犯75飞-0粒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