淀粉-脂质/脂肪酸复合物研究进展

淀粉-脂质/脂肪酸复合物作为新型改性淀粉已成为国内外学者的研究热点,它是利用生物大分子之间的相互作用形成独特的复合体系实现对淀粉的改性,最终扩大了淀粉的应用范围。文中综述了淀粉-脂质/脂肪酸复合物的制备方法、影响因素、形成机理、微观结构和稳定性、对淀粉特性的影响及应用领域的研究进展,并对其存在的问题进行分析,以期为我国改性淀粉的发展提供新思路。

淀粉-脂肪酸复合物的研究进展

文章综述了淀粉-脂肪酸复合物的复合机理、制备方法及条件,重点讨论了影响淀粉-脂肪酸复合物形成的因素,发现淀粉结构、脂质结构、脂质浓度以及不同工艺参数对淀粉-脂肪酸复合物的影响很大,并以此为基础探究复合物对淀粉性质的影响,综述了淀粉-脂质复合物在淀粉基食品中的应用进展,以期为进一步推广和完善淀粉-脂质复合物在食品工业中的应用提供参考。

锥栗直链淀粉-脂肪酸复合物的结构特性

以自制锥栗直链淀粉为原料,利用DMSO水溶法在3种不同结晶温度下(30、60、90℃)制备己酸、葵酸、硬脂酸的直链淀粉-脂肪酸复合物,并对其结构特性进行了研究。试验结果表明:与锥栗直链淀粉比较,锥栗直链淀粉-脂肪酸复合物的吸水率、碘亲合力、蓝值、微晶比例与结晶度都下降;就己酸、葵酸、硬脂酸而言,较长的链长或较高的温度均有利于复合物的形成与稳定;锥栗直链淀粉-脂肪酸复合物属于典型的V型晶体,且它们的微晶比例、结晶度与脂肪酸性质有关,同一温度下制备的不同脂肪酸复合物,其微晶比例与结晶度均随脂肪酸碳链增长而降低;同种脂肪酸与锥栗直链淀粉形成的复合物,其微晶比例与结晶度则随复合物形成温度升高而降低。

锥栗直链淀粉-脂肪酸复合物的体外消化及益生元活性

以菊糖与低聚果糖为对照,研究了锥栗直链淀粉与己酸、葵酸、硬脂酸复合物的抗消化作用及益生元效应。试验结果表明:锥栗直链淀粉及其脂肪酸复合物对人工胃液与小肠液都具有不同程度的抗性,其中抗消化作用最强的是分别在60℃和90℃结晶温度下制备的锥栗直链淀粉-脂肪酸复合物(CASC60和CASC90);以两歧双歧杆菌与德氏乳杆菌两株典型的益生菌为研究对象,CASC60和CASC90均表现了良好的益生元活性。因此,CASC60和CASC90具有作为新型益生元开发的潜力。

锥栗直链淀粉-脂肪酸复合物的热特性

以自制锥栗直链淀粉为原料,利用DMSO水溶法分别在60℃和90℃的结晶温度下制备己酸、葵酸、硬脂酸的直链淀粉-脂肪酸复合物,并对其热特性进行了研究。结果表明:与锥栗直链淀粉相比,各种锥栗直链淀粉-脂肪酸复合物的糊化温度与糊化焓、热裂解温度与裂解焓均有不同程度的升高,而其回生焓与回生度、凝固点与玻璃化转变温度却变低,且前者随其复合率的增大而增高,而后者随其复合率的增高而降低。

锥栗直链淀粉-脂肪酸复合物的溶胀、酶解与糊特性

研究了锥栗直链淀粉与己酸、葵酸、硬脂酸复合物的溶胀、酶解与糊特性。试验结果表明:锥栗直链淀粉-脂肪酸复合物的形成能降低其溶解度与膨胀度;在同一温度下制备的锥栗直链淀粉-脂肪酸复合物的溶解度和膨胀度均随脂肪酸链的增长而降低,在不同温度下制备同种脂肪酸与锥栗直链淀粉的复合物,其溶解度与膨胀度则随制备温度升高而下降;与锥栗直链淀粉比,锥栗直链淀粉-脂肪酸复合物的抗酶解性、抗老化性、抗剪切性、冻融稳定性和凝沉稳定性均随复合率升高而增强。

脂肪酸链长对高直链玉米淀粉—脂质复合物结构及理化性质的影响

目的:探究淀粉—脂质复合物的形成机理。方法:采用12~18个碳链的脂肪酸与脱支/非脱支高直链玉米淀粉复合,利用差示扫描量热仪、X-射线衍射仪、傅里叶红外光谱仪等分析复合物的热特性、结晶结构及有序结构等,探究脂肪酸链长及脱支/非脱支高直链玉米淀粉对淀粉—脂肪酸复合物结构及性质的影响。结果:脱支处理的淀粉与脂肪酸的复合率随碳链的增长而降低,其中月桂酸复合率最高(15.00%);未脱支处理的淀粉与脂肪酸的复合率随碳链的增长先升高后下降,其中软脂酸复合率(13.73%)最高。复合物的热特性、结晶结构、分子有序度等与其复合程度有关,淀粉和脂肪酸复合后,糊化峰值温度升高,热稳定性升高,经复合后,淀粉由B型结晶结构转变为V型。结论:脂肪酸链长及淀粉脱支对淀粉—脂质复合物结构及理化性质具有较大影响。

直链淀粉含量对淀粉-脂肪酸复合物形成及理化特性的影响

本研究以不同直支比的玉米淀粉和硬脂酸为原料制备了三种不同的淀粉-脂质复合物,并采用扫描电镜、X射线衍射、傅里叶红外光谱等分析方法对淀粉-脂质复合物外部形态、晶体结构、抗消化性、缓释性等进行了表征与测定。结果表明:在扫描电镜下观察,与原淀粉相比,复合物的体积增大,同时表面凹凸不平。红外光谱证明淀粉-脂质复合物的形成,同时氢键的增加可能会导致抗性淀粉含量增加。复合物的形成使得晶体构象变为V型结构。普通玉米淀粉(normal)及高直链玉米淀粉(G60)在处理后快消化淀粉(RDS)含量减少,慢消化淀粉(SDS)含量增加,抗性淀粉(RS)含量增加,其中抗性淀粉含量分别达到52.0%和52.4%。硬脂酸在复合物内的释放分为两个阶段呈现先快后慢的趋势,并且直链淀粉含量的增加能够显著提高复合物对于硬脂酸的缓释能力。本文可为进一步提高直链淀粉的应用范围提供参考依据。

高链玉米淀粉-不饱和脂肪酸复合物的体外大肠发酵特性及其对肠道菌群的影响规律

该研究以高直链玉米淀粉(High-Amylose Maize Starch,HAMS)与四种饱和度不同的脂肪酸为原料,制备淀粉-不饱和脂肪酸复合物,研究不同复合物体外大肠发酵特性及菌群调控的影响。结果表明,随着脂肪酸不饱和度的增加,除淀粉-油酸复合物(34.87%)外,形成的复合物V型结晶越少(30.42%~32.93%)。淀粉-不饱和脂肪酸复合物在整个发酵过程中发酵速率无显著性差异(p>0.05),最终产气量基本一致(13.8~14.2 mL)。淀粉-不饱和脂肪酸复合物产丁酸浓度(14.83~17.91 mmol/L)低于HAMS(22.42 mmol/L),但产较多乙酸(60.25~63.73 mmol/L)和丙酸(21.22~24.81 mmol/L)。淀粉-不饱和脂肪酸复合物均能显著促进Prevotella的相对丰度,这与其较高的丙酸产量有关。综上,淀粉-不饱和脂肪酸复合物大肠发酵特性受脂肪酸饱和度的影响较小,主要与淀粉-脂质复合物自身结构有关,复合物中脂肪酸的饱和度对高链玉米淀粉-不饱和脂肪酸复合物菌群结构具有一定影响。

大米淀粉-脂肪酸复合物制备工艺的影响因素研究

以大米淀粉和硬脂酸、油酸、亚油酸为原料,通过红外光谱及分光光度分析技术探究大米淀粉-脂肪酸复合物的生成,以及大米原料、脂肪酸不饱和度及复合物制备工艺对复合指数的影响规律,并采用单因素试验和正交试验确定最优复合方案。结果表明:试验所制备的大米淀粉-脂肪酸是复合物而非混合物;在试验水平范围内随着直链淀粉含量的升高、脂肪酸不饱和度的减少,复合指数呈增大趋势;随着硬脂酸添加量的增加、反应温度的升高、反应时间的延长,复合指数总体呈现先增大后趋于稳定趋势;在硬脂酸添加量4%、反应温度80℃、反应时间50 min条件下,大米淀粉-硬脂酸复合物的复合指数最高,为21.06%。

制备工艺对高直链玉米淀粉—硬脂酸复合物性质的影响

[目的]优化高抗性淀粉(RS)含量的淀粉—脂质复合物制备工艺,探究工艺参数对复合物抗消化性的影响。[方法]采用单因素试验和正交设计研究了高直链玉米淀粉(HA)预处理及其与硬脂酸(SA)络合过程中温度和时间参数对复合物RS含量的影响,分析最优工艺制备的HA-SA复合物的理化性质、抗消化性及水合特性。[结果]在糊化温区继续升高预处理温度、延长预处理时间、络合温度高于75℃均导致RS含量显著降低(P<0.05);HA-SA复合物最优制备工艺为:HA经85℃的退火温度预处理12 h后,在75℃与SA络合90 min;所制备的HA-SA具有V型晶体特征、完整的淀粉颗粒,为Ⅰ型淀粉—脂质复合物;与HA相比,其热稳定性、抗消化性显著升高,但膨胀力显著降低(P<0.05)。[结论]退火温度预处理和适宜的络合温度有利于HA-SA中RS组分的形成;预处理过程中加热强度的增加使淀粉过度糊化,阻碍了直链淀粉与脂质的络合,络合过程中过高的温度也导致复合物中RS组分的解离,使RS含量降低;退火预处理使HA保留了完整的颗粒结构,是HA-SA抗消化性高的原因之一。

淀粉-脂质复合物的研究进展

综述了近年来淀粉-脂质复合物的研究进展,并简要介绍了国内外对淀粉-脂质复合物结构、制备方法、形成影响因素、功能性质及应用方面的基本研究状况,展望了其发展前景。

直链淀粉-脂质复合物的形成及其结构性质研究进展

直链淀粉-脂质复合物的形成赋予淀粉抗消化、包埋有益脂质、改善食品质地等优良特性,同时还可以调控淀粉的糊化、老化等性质,已逐渐成为淀粉改性领域的研究热点。文中综述了近年来直链淀粉-脂质复合物的研究进展,概括了国内外主流及新兴的制备方法,探讨了复合物的结构性质、形成机理,并介绍了复合物对淀粉理化和功能特性的影响,最后展望了其在食品行业中的应用前景。

淀粉-脂质复合物的形成及其性质的研究进展

淀粉中的直链淀粉由线性分子组成,具有螺旋结构,在适当的条件下脂质等小分子客体可以进入疏水螺旋空腔内,进而形成复合物。此复合物能够改善淀粉的一些功能性质,如可以降低淀粉在水中的溶解度、提高淀粉的稳定性、延缓淀粉的老化、减缓淀粉的消化、制备新型淀粉等。目前,对淀粉-脂质复合物的研究为淀粉基物料提供新的应用平台。该文主要介绍淀粉-脂质复合物的形成机理及结构特征,重点讨论影响淀粉-脂质复合物形成的主要因素及淀粉-脂质复合物的形成对淀粉性质影响。

淀粉-脂质复合物功能及营养特性研究进展

为进一步研究淀粉-脂质复合物的功能及营养特性,本文对淀粉-脂质复合物的复合机制及其螺旋结构和表征方法进行了综述,并探讨不同条件下复合物的功能特性(溶解度和膨胀力、抗消化性、糊化特性、流变性、介电性、热稳定性和成膜性)及其在降低血糖和缓释活性组分等方面的营养特性,以期为开发复合物的营养特性及其在食品行业中的应用提供新的途径。

淀粉-脂质复合物在热加工过程中的结构变化及其对体外消化性影响

为研究压热处理和回生对硬脂酸与脱支的高直链玉米淀粉之间所形成复合物(HA7-SA)的结构和体外酶消化率的影响,通过X射线衍射、激光共聚焦显微-拉曼光谱、差示扫描量热仪等方法比较处理前后HA7-SA的长程-短程分子有序性和复合物的相转变温度,并采用体外消化实验测定HA7-SA的体外酶消化率。结果发现,压热处理显著降低了HA7-SA的V-型晶体结晶度(P<0.05),显著升高了HA7-SA的B-型晶体结晶度、相转变温度及短程分子有序性(P<0.05)。压热处理后HA7-SA的体外酶促消化率和评估血糖指数显著降低(P<0.05)。样品于4、25℃和50℃贮藏24 h对HA7-SA复合物的结构和体外酶促消化率影响不显著。

玉米淀粉-脂质复合物对曲奇饼干体外消化和血糖生成指数的影响

目的 探究玉米淀粉-脂质复合物的结构和消化特性以及对曲奇饼干的体外消化特性与血糖生成指数的影响。方法 利用水热法制备了不同脂质(包括饱和脂肪酸与不饱和脂肪酸)与玉米直链淀粉的复合物,通过傅里叶红外光谱仪(Fourier transform infrared spectrometer,FT-IR)与X-射线衍射仪(X-ray diffractometer,XRD)探究了淀粉分子短程和长程有序性。结果 淀粉-脂质复合物的形成使快消化淀粉(rapidly digestible starch,RDS)含量降低,慢消化淀粉(slowly digestible starch,SDS)和抗性淀粉(resistant starch,RS)含量部分增加。水热法制备中通过疏水相互作用得到的淀粉-脂质复合物利用氢键链接使其结构更加稳定,体外消化速率呈降低趋势。其中玉米淀粉-卵磷脂复合物、玉米淀粉-硬脂酸复合物与玉米淀粉-肉豆蔻酸复合物为V+B型晶体结构,玉米淀粉-大豆油复合物与玉米淀粉-玉米油复合物的晶型结构未发生改变。在5种淀粉-脂质复合物中,玉米淀粉-卵磷脂复合物的水解率最低,水解指数预估血糖指数分别为44.65%、64.22%,所对应的曲奇饼干的水解指数与预估血糖指数也最低,分别为51.68%、68.08%。结论 玉米淀粉-卵磷脂复合物适合作为新型淀粉-脂质复合物用于开发具有低血糖指数的饼干食品。

超高压处理对淀粉-脂质复合物结构及体外消化性影响

该文研究超高压处理对月桂酸(lauric acid,LA)与脱支的高直链玉米淀粉之间形成的复合物(DHA7-LA)的结构和对体外酶消化率的影响。通过X-射线衍射分析、激光共聚焦显微-拉曼光谱、差示扫描量热仪等方法比较处理前后DHA7-LA的长程-短程分子有序性和复合物的相转变温度。结果发现,经过200 MPa~500 MPa压力处理后复合物长程-短程分子有序性和复合物总焓值逐渐降低,I型和II型复合物的熔融温度逐渐增高。随着压力的升高,DHA7-LA复合物结构逐渐遭到破坏,复合物类型由II型复合物向I型复合物转变直至消失。随着压力的增加,淀粉消化率增加、快速消化淀粉的含量和评估血糖指数增加,抗性淀粉含量逐渐降低。这些结果表明,超高压处理能够有效改变DHA7-LA的体外消化率和理化性质。

淀粉-脂质复合物制备及其体外益生作用

作为膳食纤维的抗性淀粉(RS)对人体营养与健康起积极作用.由淀粉和脂质形成的淀粉–脂质复合物被定义为一种新型抗性淀粉RS5.通过差示扫描量热仪(DSC)、衰减全反射–傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)、激光共聚焦显微–拉曼光谱(LCM-Raman)和X射线衍射仪(XRD)研究抗性淀粉的热力学性质、短程有序性和长程有序性,并通过体外发酵实验分析其益生作用.结果表明:制备的RS5为包含V型和B型晶体结构的复合物,具有较好的热稳定性,凝胶化峰值温度为116.2℃,高于RS2的87.9℃.与对照组相比,RS2可显著增加乳酸菌、双歧杆菌和拟杆菌数量,而抑制产气荚膜梭菌的增殖;RS5可显著增加乳酸菌、双歧杆菌和拟杆菌数量,有效抑制肠杆菌、肠球菌和气荚膜梭菌增殖.RS5组发酵液具有较低pH(4.7)和较高的益生元指数(13.08).因此,与RS2相比,RS5具有更好的益生效果.

湿磨辅助制备淀粉-脂质复合物及其结构和性能研究

基于湿磨在改善淀粉性能方面具有良好的潜力,探究湿磨对淀粉-脂质复合物结构和性质的影响。以玉米淀粉与月桂酸为原料,采用先复合后湿磨(C/WG)和先湿磨后复合(WG/C)两种处理方式制备淀粉-脂质复合物。X射线衍射结果显示未进行湿磨处理的对照组、先复合后湿磨组(CS-C/WG)和先湿磨后复合组(CS-WG/C)样品具有强烈的V型晶体特征衍射峰;傅里叶变换红外光谱显示样品在2850 cm^(-1)和1740 cm^(-1)处出现了两个新的吸收峰,表明玉米淀粉和月桂酸形成了淀粉-脂质复合物;与对照组相比,CS-WG/C和CS-C/WG表现出了更高的复合指数、V型晶体特征衍射峰强度与焓变值,并且,先湿磨后复合的制备方式更有利于形成更多的淀粉-脂质复合物。湿磨可显著提高淀粉的热稳定性和抗消化性,且适当的湿磨处理有助于促进淀粉-脂质复合物的形成。