[01167321]生物酶联合物理法制备马铃薯抗消化淀粉（RS3）

1.课题来源与背景 项目为甘肃省农牧厅生物技术专项（编号：GNSW-2014-10）,执行年限2014.07-2017.06,项目经费为10万元。马铃薯是我省重要的特色农作物,全省14个市（州）的60多个县均有种植,已成为国内最大的马铃薯种植和产量大省。但是加工产品主要以原淀粉和部分化学淀粉为主,产品的附加值较低。而抗消化淀粉（Resistant Starch,RS）在肠道代谢、改善血脂和血糖水平等方面发挥了有益的健康作用,并能降低一些慢性病（如糖尿病、大肠癌、肥胖等）的发病风险,作为低热量、高膳食纤维的含量功能食品成分,在糖尿病食品和减肥食品中应用,增加其保健功能。具有重要的产业应用价值和广阔的市场开发前景,并提高马铃薯的附加值。 2.研究目的与意义 本项目以马铃薯原淀粉为主要原料,以抗消化淀粉的老化淀粉（ Retrograded Starch, RS3）为研究指标,采用产品安全性高、工艺可控性好的生物技术和物理方法联合处理,试图在提高马铃薯淀粉RS3含量的同时改善应用性能,目的是研制出具有高附加值、良好应用性能的抗性淀粉,丰富马铃薯加工产品类型,提升经济效益。 3.主要论点与论据 项目采用AOAC-GOPOD、AOAC-Goni、Goni-GOPOD、Goni-DNS四种方法对RS3测定方法做了比较,结果表明AOAC-GOPOD法重复性好,准确性高,使用方便,因此在测定马铃薯RS3抗消化淀粉时,选用AOAC-GOPOD法。采用α-淀粉酶和脱支酶普鲁兰酶复合处理,制备马铃薯抗消化淀粉（RS3）。研究发现：用单一的脱支酶普鲁兰酶处理,其添加量8U/mL,酶解时间5.6h,酶解pH为6,酶解温度60℃,RS3实际得率为14.28%;用复合酶α-淀粉酶和脱支酶普鲁兰酶复合处理,α-淀粉酶添加量6U/g、酶解时间45min、酶解pH为5.7,脱支酶普鲁兰酶添加量8U/mL、酶解时间5.6h、酶解pH为6、酶解温度60℃,RS3实际得率为20.55%。得到的马铃薯RS3淀粉颗粒破损严重,表面粗糙,且出现深度不同的凹凸,表面具有结构比较明显的结晶。因水解原因,更多极性基团暴露,淀粉颗粒表面产生“空穴”,在老化过程中重新聚集形成新的海绵状多孔结构,其溶解性,持水能力,吸湿性均增大,老化会加强淀粉分子间氢健等的结合,从而增加了淀粉的抗消化性能。 4. 创见与创新 本项目研究了目前常用的4种测定抗消化淀粉的方法,选择出适合测定马铃薯抗消化淀粉的方法。用AOAC-GOPOD测定实际含量为44.0%的样品的实测值为44.83±0.16%,而用AOAC-DNS的实测值为46.79±1.39%,Goni-DNS的的实测值为34.03±2.44%,用Goni-GOPOD的实测值为31.59±1.89%。实验结果表明,相比于其他方法,AOAC-GOPOD法测定结果更接近于RS3实际含量（44%）。本项目采用复合酶α-淀粉酶和脱支酶普鲁兰酶复合处理,制备马铃薯抗消化淀粉（RS3）,RS3实际得率为20.55%。 5. 社会经济效益,存在的问题 RS3作为食品品质改良剂和功能成分在食品加工中广泛应用,因其具有良好的再加工稳定性,在焙烤食品中,会使产品色泽、气孔结构、口感等品质方面得到改善;在膨化食品中,会增加产品的膨化度和酥脆度,从而克服产品硬度大,酥脆性小,品质较差等问题;在饮料中,由于RS3本身色浅,无异味,口感细腻,所以既不影响饮料口感,也不会掩盖其原有风味;在发酵食品中,可以促进乳酸杆菌等益生菌的增殖,不仅可以作为益生菌的良好基质,还可以作为菌体保护剂;也可用于微胶囊壁材,作为缓释药物的载体,达到定向释放的目的,从而提高生物活性利用率。在特性评价方面,项目评价了制备的RS3外观形态（SEM）、直链淀粉含量、平均聚合度（DP）、抗酶解性等基本特性以及持水力、吸湿性、溶解度、膨胀力、热力学性质、淀粉糊透明度应用特性,这种评价是基于产品本身的特性评价,但与应用相关联的评价还需进一步研究。国内关于RS3的研究还处于刚起步阶段,目前制得RS3产量相对较低,成本较高,操作相对复杂等一系列技术条件的制约,致使我国RS3的制备技术相比于美国等发达国家仍然有相当差距,所以未来的发展中,我们还应进一步研究其制备方法及理化性质,并深入研究其生理效应,改进制备方法,完善工艺路线,以改进生产周期长,成本高,RS3含量低等缺点,以达到工业化生产和推广应用。 6. 历年获奖情况 无