高水分环境条件下普通和蜡质大麦淀粉不同比例复配体系的功能性质

以普通大麦淀粉(normal barley starch,NBS)和蜡质大麦淀粉(waxy barley starch,WBS)为主要对象,研究不同比例(NBS75∶WBS25,NBS50∶WBS50,NBS25∶WBS75)的复配体系在高水分(质量分数95%)环境条件下功能特性(凝胶特性、冻融析水性、膨胀性、溶解性、吸水性、糊化特性)之间的差异。结果表明,随着WBS比例的增加,复配体系的溶解性和凝胶穿刺力显著降低(P<0.05)。膨胀力和吸水性在WBS50时达到最大。同时,由快速黏度仪糊化曲线可知,随着WBS比例的增加,复配体系的峰值黏度显著增加(P<0.05),而且NBS75∶WBS25具有最高的糊化温度(P<0.05)。另外,随着WBS比例的增加,复配体系淀粉凝胶在不同冻融循环(1、3、5次)后的冻融稳定性显著提高(P<0.05),而且相关的扫描电镜图像也证实了上述结论。结果表明,不同复配比例对NBS和WBS复配体系的功能特性具有显著影响,本研究可为其在食品工业中的应用提供理论基础。

不同品种来源的大麦淀粉理化和功能特性的研究

主要以两种不同品种来源的大麦淀粉(transit hull-less barley starch,BS1)和(tetonia hulled barley starch,BS2)为主要对象,同时以肉类工业中常用的淀粉(玉米淀粉、绿豆淀粉和马铃薯淀粉)为参比,研究不同来源淀粉的理化(直链淀粉含量、支链淀粉含量)和功能特性(溶解性、膨胀性、吸油性、糊化特性、凝胶强度、冻融稳定性)之间的差异。研究结果表明,BS1为蜡质大麦淀粉,其支链淀粉含量可高达97.86%(干基质量)。BS2为普通大麦淀粉,其直链和支链淀粉含量分别为33.68%和66.12%(干基质量),与玉米和马铃薯淀粉相似。在5种淀粉样品中,BS1和BS2具有最低的溶解性(p<0.05);BS1具有最高的膨胀性而BS2具有最低的膨胀性(p<0.05);BS1和BS2具有较高的吸油性(p<0.05),其吸油效果仅次于玉米淀粉(p<0.05),而与绿豆淀粉之间没有差异(p>0.05);BS1与BS2相比,具有较低的糊化温度、回生值和凝胶强度(p<0.05);BS1具有最佳的冻融稳定性(p<0.05),甚至在经历5次冻融循环以后,其冻融析水性仅为1.88%,但是BS2的冻融稳定性较差,扫描电子显微镜的观察结果也证实上述冻融稳定性的结果。结果表明,BS1、BS2与玉米淀粉、绿豆淀粉和马铃薯淀粉在理化性质和功能性质方面存在很大差异,为大麦淀粉在肉类工业中的广泛应用奠定了理论基础。

淀粉粒径对大麦淀粉物化特性的影响

【目的】大麦籽粒是一类重要的谷物原料,在啤酒酿造、禽畜喂饲、药食保健等领域的用途十分广泛。研究表明,籽粒中的淀粉颗粒大小及淀粉组成结构决定其用途。通过研究不同品种大麦不同粒径淀粉颗粒的组成结构及物化性质,为大麦淀粉加工利用提供参考。【方法】以西引2号(Xiyin-2)、京辛1号(Jingxin-1)、苏啤6号(Supi-6)3种不同用途的大麦品种籽粒为原料,采用沉降分离法得到大、中、小3个粒径的淀粉颗粒,研究颗粒显微形态、淀粉晶体结构、直链淀粉含量、支链淀粉侧链分布以及淀粉颗粒热特性、水合性质、糊化特性和消化特性与粒径的关系。【结果】大颗粒大麦淀粉多呈盘状,中颗粒淀粉呈扁圆形或椭球形,小颗粒淀粉呈球形或多角形。在偏振光显微镜下,所有大麦淀粉颗粒具有典型的偏光十字,且偏振光亮斑随粒径增加而增强。大麦淀粉的大颗粒占比最高(87.62%-89.48%),其次为中颗粒(8.97%-9.42%)和小颗粒(1.55%-3.29%)。大麦淀粉的表观直链淀粉含量为19.12-30.63 g/100 g,粒径对其含量的影响缺乏规律性。所有样品均为A型结晶,相对结晶度随着粒径增大而增加。大麦支链淀粉的侧链分布呈现双峰模式,主峰在DP 12处,次峰在DP 38处,大麦支链淀粉以B1链含量最高(34.34%-44.76%),其次是A链(25.12%-34.52%),大麦支链淀粉的平均链长为DP 22.86-25.00。热特性分析结果表明,小颗粒大麦淀粉的糊化温度区间(ΔT)最大,糊化焓(ΔH)则随着粒径增加而增大。大麦淀粉的膨胀力表现出品种差异,京辛1号大麦淀粉所有粒径颗粒均具有较高的膨胀力。糊化特性分析结果表明,大颗粒淀粉的峰值黏度、崩解值、终值黏度比中颗粒和小颗粒淀粉更高。消化特性分析结果表明,大麦淀粉颗粒快消化淀粉(RDS)含量随着粒径减小而增加,而粒径对其慢消化淀粉(SDS)和抗性淀粉(RS)含量的影响缺乏规律。【结论】粒径对大麦淀粉的直链淀粉含量、支链淀粉精细结构、相对结晶度等结构特征有较大影响,从而影响大麦淀粉的热特性、糊化特性及消化特性等性能。

大麦淀粉水解工艺研究

以还原糖含量为指标,在不加酶的情况下,研究了温度对大麦淀粉中水溶性还原糖的影响,并以此为依据选择中温淀粉酶对大麦淀粉进行水解。通过单因素试验确定:在料水比为1∶25,温度60℃,时间15min,pH6.0(自然pH),加酶量为7.5μ/g的条件下,可以使大麦淀粉水解为DE值8～10的糊精。

大麦α-淀粉酶抑制蛋白的提取及其功能检测

为了提取大麦α-淀粉酶抑制蛋白(BASI)并对其功能进行检测,利用硫酸胺沉淀、离子交换层析及聚丙烯酰胺等电聚焦电泳等方法获得了α-淀粉酶抑制蛋白特征带。过强阴离子交换柱时,在第三个洗脱峰收集的分馏液中提取出BASI。抑制试验结果表明,BASI可与小麦α-淀粉酶形成复合物,降低α-淀粉酶活性。激光扫描结果更加直观地显示加入BASI后α-淀粉酶-1和α-淀粉酶-2的峰面积都有所下降,下降幅度分别为34.51％和35.96％。

大麦麦芽替代大麦β-淀粉酶生产高麦芽糖的初步研究

对大麦麦芽替代大麦β-淀粉酶生产高麦芽糖进行了初步研究,结果表明：2.50~2.60g/kg（以固形物计,下同）的大麦麦芽添加量与0.23g/kg的大麦β-淀粉酶添加量所生成的麦芽糖含量相当;在大麦麦芽和大麦β-淀粉酶中添加普鲁兰酶后都能够提高麦芽糖含量;随着糖化温度的升高,大麦麦芽的耐高温糖化能力高于大麦β-淀粉酶。

大麦β-淀粉酶在枯草芽孢杆菌中异源表达

该研究拟采用枯草芽孢杆菌异源表达大麦来源β-淀粉酶。选择枯草芽孢杆菌WB800作为宿主,采用同源重组的方法构建表达载体pP43NMK-amyB,获得重组枯草芽孢杆菌WB-amyB。重组枯草芽孢杆菌在摇瓶发酵条件下酶活最高可达386U/mL,纯化后测得其比酶活为613U/mg。重组酶的最适温度为55℃,最适pH值为5.0。重组β-淀粉酶水解产麦芽糖能力与大麦β-淀粉酶相当,与普鲁兰酶联用时麦芽糖最大转化率可达81.8%。重组枯草芽孢杆菌摇瓶发酵水平产酶量高于类似文献报道,重组β-淀粉酶的酶学性质与大麦β-淀粉酶相比几乎相同,完全可以替代大麦β-淀粉酶在工业上的应用。

大豆β-淀粉酶和大麦β-淀粉酶糖化特性的比较

本实验参照淀粉糖车间现有糖化工艺条件,对大豆β-淀粉酶和正在使用的大麦β-淀粉酶糖化能力及两种酶的低pH和高温的耐受性进行了对比研究。结果显示大豆β-淀粉酶添加量为大麦β-淀粉酶的1.2倍时与其有等效的麦芽糖生产能力,且大豆β-淀粉酶比大麦β-淀粉酶对低pH和高温有更好的耐受性。

大麦胚乳淀粉细胞壁的简化模型

原大麦经硫酸脱皮尤其是用沸腾的乙醇变性处理后，大麦中的β－葡聚糖溶解度将大幅度下降。这说明麦粒内存在能溶解葡聚糖的内源酶。然而，如果加入外源酶，游离的葡聚糖将大量增多。木聚糖能溶解葡聚糖，表明葡聚糖的可萃取性受阿拉伯木聚糖的限制。有报道进一步表明：拉伯呋喃糖酶，木聚糖乙酰酶和阿魏酸酰酶均能在一定程度上影响葡聚糖的析出。当木霉属绿色霉菌（Trichoderma virde)以变性大麦作为培养基时，该微生物在形成β－葡聚糖酶之前分泌出木聚糖酶，羧肽酶，醋酶和阿拉伯呋喃糖酶。这进一步说明：戊聚糖在葡聚糖之前与酶作用。将以上情况综合成一个简化模型，该模型显示：部分戊聚糖分布在大麦胚乳淀粉内的细胞壁上，并阻止其它物质与葡聚糖接触。

有机大麦发芽过程中淀粉酶的变化

本文研究了11种地方品种大麦（普通大麦）和相对应的麦芽。根据相同的合约，11种大麦在相同气候和土壤条件下种植。为了确定相同种植条件下的大麦样品在糖化过程中的酶活变化，所有试样测定了α-淀粉酶和β-淀粉酶的活力。另外，通过SDS—PAGE测定了发芽过程中蛋白质类型的改变。每个大麦试样的蛋白质含量、淀粉酶数量和质量之间都有差别，尽管通过sDS—PAGE分析Betamy1提取液（含β-淀粉酶）得到两个务带41-42kDa和55—58kDa，但由于仅仅55—58kDa带有差别，因此考虑只用它来评估大麦是否适合于啤酒生产。

大麦的营养与开发

大麦的种植面积在我国占第四位,但我国对其研究还主要局限于啤酒酿造。本文从大麦开发的角度出发,对国外的一些研究成果加以综述,着重于大麦淀粉的研究,并简单介绍了大麦的其他活性成分。

双酶协同制备玉米慢消化淀粉及其性质研究

以普通玉米淀粉为原料,利用β-淀粉酶和葡萄糖苷转移酶协同处理制备慢消化淀粉,并研究其理化性质。试验表明,原淀粉在β-淀粉酶加酶量为20 mL、反应时间为4 h,葡萄糖苷转移酶加酶量为20 mL、反应时间为12 h时,慢消化淀粉含量最高可达16.37%;所有经过双酶处理后的样品的淀粉-碘吸附结合物的最大吸收峰位置,随着慢消化淀粉含量的增加而偏移增大;差示扫描量热仪结果表明慢消化淀粉样品的糊化起始温度、峰值温度、终止温度、起始与终止温度差均有显著的升高,淀粉热稳定性增强,糊化变得困难;与玉米原淀粉A型结晶结构相比,所有样品的晶型消失,仅在2=19.8附近出现尖锐的衍射峰,2=13.1附近有一弥散峰;扫描电镜结果显示,酶解后的样品变成不规则碎片,不再具有原淀粉的颗粒结构。

两级酶解工艺制备超高麦芽糖浆的研究

本实验利用两级糖化法制备超高麦芽糖浆,并对其工业参数对麦芽糖含量的影响进行了初步研究。大麦β-淀粉酶与普鲁兰酶协同糖化作为一级糖化工序,其用量分别为0.8、1.2kg/t干物质,酶解糖化44h,酶解液中麦芽糖含量高达79.62%。利用中温淀粉酶对酶解液进行二级糖化,糖化结束后麦芽糖含量稍有提高,达到81.75%,且残余淀粉含量显著降低,碘试颜色由一级糖化的红棕色变为黄色。本工艺在提高产品中麦芽糖含量的同时,有效低降低了麦芽糖浆中残余淀粉含量,各项检测指标都符合超高麦芽糖浆标准。

酶制剂在啤酒糖浆生产上的应用

玉米、大走、大米等原料经过多种酶制剂作用，经脱色、浓缩可生产各种啤酒糖浆未代替辅料和麦芽，以大麦为原料，采用大麦β-淀粉酶为主体的多酶水解，所制得的糖浆质量最优。多酶水解分为三步：采用高温淀粉酶液化，采用大麦β-淀粉酶和蛋白酶混合酶解，最后用液体糖化酶补充糖化，啤酒糖浆能为啤酒增加产量和品种，降低成本，简化操作，是啤酒今后的发展方向之一。