大米淀粉酶法制备低聚异麦芽糖的研究

论文摘要

低聚异麦芽糖（isomaltooligosaccharides简称IMO）是一种重要的功能性低聚糖,具有诸如调节肠道微生态平衡、提高机体免疫力等众多生理功能及良好的加工性质,在食品、医药、饲料等领域应用广泛。目前,大米加工企业产生的碎米绝大多数被卖给饲料企业,其价值未得到充分开发,加强碎米的利用研究,提升其附加值是粮食加工业亟待解决的问题。故本论文研究利用大米淀粉制备具有高附加值的低聚异麦芽糖具有重要的学术价值和现实意义。本论文首先比较了碱法、表面活性剂（SDS）法和酶法制备大米淀粉的优劣,发现酶法是一种较好的制备大米淀粉的方法,用酶法制备的三种大米淀粉总淀粉含量在94.5%以上,蛋白质残留在1.07%以下,淀粉颗粒破损率均在2%以下。在此基础上研究了酶法制备三种大米淀粉的直链淀粉含量、酶解力、糊化特性和凝胶质构特性。籼米淀粉、粳米淀粉和糯米淀粉的直链淀粉含量分别为：19.7%、13.9%和1.7%；三种大米淀粉的酶解力各不相同,粳米淀粉的酶解力显著（P<0.05）高于糯米淀粉和籼米淀粉；在糊化特性方面,糯米淀粉的峰值粘度及崩解值最大,籼米淀粉的热浆粘度、冷胶粘度及糊化温度最大。除糊化温度及消减值以外,糊化特性参数均与大米淀粉中直链淀粉含量存在相关性,即峰值黏度和崩解值与直链淀粉呈正相关性,热浆黏度、冷胶黏度及最高黏度时间与直链淀粉含量呈负相关性；在凝胶质构特性方面,籼米淀粉的硬度最大,明显高于粳米和糯米淀粉,而籼米淀粉的粘性和破碎度明显低于其他两种淀粉。以制备糖液中异麦芽糖（IG2）、潘糖（P）和异麦芽三糖（IG3）三种功能性糖的含量ω（IG2+P+IG3）为指标考查了大米淀粉制备低聚异麦芽糖的适宜液化DE值,发现DE在12%左右糖液中的ω（IG2+P+IG3）较高,且后续糖化转苷过程中糖液过滤较容易,故确定适宜的液化DE值为12%。在此基础上以|12-DE|为指标优化了三种大米淀粉制备低聚异麦芽糖的最适液化工艺条件：籼米淀粉酶法制备低聚异麦芽糖的最适液化工艺条件为：液化时间12min、底物淀粉浆浓度30%、耐高温α-淀粉酶用量20 U/gDS.搅拌速度120转/min、液化温度95℃和液化pH值为自然PH值；粳米淀粉酶法制备低聚异麦芽糖的最适液化工艺条件为：液化时间12min；底物淀粉浆浓度25%、耐高温α-淀粉酶用量15 U/gDS、搅拌速度140转/min、液化温度95℃和液化PH值为自然PH值；在实验条件下,糯米淀粉液化比较困难,其液化DE值较难达到适宜的DE值范围。以制备糖液中异麦芽糖（IG2）、潘糖（P）和异麦芽三糖（IG3）三种功能性糖的含量ω（IG2+P+IG3）为指标探讨了大米淀粉制备低聚异麦芽糖的最适糖化转苷条件。籼米淀粉酶法制备低聚异麦芽糖的适宜糖化转苷工艺条件为：糖化酶配比是0.2 U/gDS真菌α-淀粉酶、0.1 U/gDSβ-淀粉酶和0.1 U/gDS普鲁兰酶,采用部分糖化后转苷的糖化转苷方式,转苷酶用量1.0U/gDS,糖化转苷时间36h,糖化转苷pH值5.5,糖化转苷温度55℃；粳米米淀粉酶法制备低聚异麦芽糖的适宜糖化转苷工艺条件为：糖化酶配比是真菌α-淀粉酶0.2 U/gDS、β-淀粉酶0.1 U/gDS和普鲁兰酶0.2 U/gDS,采用部分糖化后转苷的糖化转苷方式,转苷酶用量1.0U/gDS,糖化转苷时间36h,糖化转苷pH值5.5,糖化转苷温度55℃。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 大米淀粉研究概况
• 1.1.1 大米淀粉的特点和生理功能
• 1.1.2 大米淀粉的制备方法
• 1.1.3 大米淀粉的物性研究
• 1.2 低聚异麦芽糖研究概况
• 1.2.1 低聚异麦芽糖的结构
• 1.2.2 低聚异麦芽糖的性质
• 1.2.3 低聚异麦芽糖的生理功能
• 1.2.4 低聚异麦芽糖的制备研究
• 1.2.5 低聚异麦芽糖的应用及前景
• 1.3 立题背景和意义
• 1.4 研究内容
• 2 大米淀粉的制备及物化性质的研究
• 2.1 前言
• 2.2 材料与设备
• 2.2.1 试验材料与试剂
• 2.2.2 试验设备
• 2.3 试验方法
• 2.3.1 天然大米主要成分的测定
• 2.3.2 大米淀粉的碱法制备
• 2.3.3 大米淀粉的表面活性剂法制备
• 2.3.4 大米淀粉的酶法制备
• 2.3.5 大米淀粉化学成分分析
• 2.3.6 大米淀粉中直链淀粉含量的测定
• 2.3.7 大米淀粉颗粒破损率的测定
• 2.3.8 大米淀粉酶解力的测定
• 2.3.9 快速粘度仪测定大米淀粉的糊化特性
• 2.3.10 大米淀粉凝胶质构特性的测定
• 2.4 结果与分析
• 2.4.1 天然大米中的主要成分和破损率分析
• 2.4.2 不同方法制备的大米淀粉主要成分分析
• 2.4.3 不同大米淀粉的酶解力分析
• 2.4.4 大米淀粉的糊化特性分析
• 2.4.5 不同大米淀粉的凝胶质构特性分析
• 2.5 本章小结
• 3 大米淀粉酶法制备低聚异麦芽糖液化工艺研究
• 3.1 前言
• 3.2 材料与设备
• 3.2.1 试验材料与试剂
• 3.2.2 试验设备
• 3.3 试验方法
• 3.3.1 液化工艺流程
• 3.3.2 液化液适宜DE值范围的确定
• 3.3.4 液化工艺的单因素实验
• 3.3.5 液化工艺的正交实验
• 3.3.6 检测项目及方法
• 3.4 结果与分析
• 3.5 本章小结
• 4 大米淀粉酶法制备低聚异麦芽糖的糖化转苷工艺研究
• 4.1 前言
• 4.2 材料与设备
• 4.2.1 试验材料与试剂
• 4.2.2 试验设备
• 4.3 试验方法
• 4.3.1 糖化转苷工艺流程
• 4.3.2 糖化酶配比方式对低聚异麦芽糖浆含量的影响
• 4.3.3 糖化和转苷方式对低聚异麦芽糖浆含量的影响
• 4.3.4 转苷酶用量对低聚异麦芽糖浆含量的影响
• 4.3.5 糖化转苷时间对低聚异麦芽糖浆含量的影响
• 4.3.6 糖化转苷pH值对低聚异麦芽糖浆含量的影响
• 4.3.7 糖化转苷温度对低聚异麦芽糖浆含量的影响
• 4.3.8 糖化转苷工艺正交试验
• 4.3.9 检测项目及方法
• 4.4 结果与分析
• 4.4.1 糖化酶配比方式对低聚异麦芽糖浆含量的影响分析
• 4.4.2 糖化和转苷方式对低聚异麦芽糖浆含量的影响分析
• 4.4.3 转苷酶用量对低聚异麦芽糖浆含量的影响分析
• 4.4.4 糖化转苷时间对低聚异麦芽糖浆含量的影响分析
• 4.4.5 糖化转苷pH值对低聚异麦芽糖浆含量的影响分析
• 4.4.6 糖化转苷温度对低聚异麦芽糖浆含量的影响分析
• 4.4.7 糖化转苷工艺的正交试验结果
• 4.4.8 最适条件下制备糖液的HPLC分析
• 4.5 本章小结
• 主要结论
• 展望
• 论文创新点
• 参考文献
• 附录A:攻读学位期间的主要学术成果
• 致谢