抗性淀粉的制取与检测

确定：马铃薯淀粉乳浓度35%、稀盐 酸用量为马铃薯淀粉重量的3%、酸 解 30min、沸水浴 1h、高温处理时 间30min、-18℃贮藏30h、60℃烘干。
高温处理时间不变，温度在100～ 120℃之间变化与抗性淀粉产率的关 系研究 :
结果分析
马铃薯淀粉乳浓 由线性上度升趋35势%可见，高温使淀粉分子 更充分
结果分析
冷藏的时间越长，抗性淀粉的得率越多，但是 在冷藏48h之后，抗性淀粉得率增加并不明显。这主 要是回为糊化后的马铃薯淀粉结晶分为两个阶段， 晶核生成及晶体生长：首先是直链马铃薯淀粉分子 构象发生变化，晶核形成；然后当冷却到一定温度 支链马铃薯淀粉分子开始缓慢结晶。所以，无论是 直链马铃薯淀粉还是支链马铃薯淀粉，其老化都需 要经历分子自动取向，相互靠拢，才逐步形成晶体， 这需要一个过程。而过长的冷藏时间抗性淀粉并没 有更多增加。
RS(%)＝残留物的重量（干重）/初始重量（干重） × 100 以下实验中抗性淀粉检测都以此方法测定
结果分析
马铃薯淀粉乳浓度及高热高压处理时
间与抗性淀粉产率关系的研究
调整马铃薯淀粉乳浓度(25～45%)。固定 稀 盐 酸 用 量 为 马 铃 薯 淀 粉 重 量 的 3% ， 酸 解 30min，恒温水浴锅中沸水浴 1h。高压灭菌锅 进行高压高热处理，处理温度120℃, 调整高 热高压处理时间（10～60min）。之后取出放 在-18℃冷冻室贮藏30h。 最后60℃烘干。
(2)高热高压处理时间对抗性淀粉产率的影响
35%马铃薯淀粉乳浓度条件下，高热高压处理时间影响着马 铃薯淀粉链充分伸展的程度，随着高热高压处理时间的延长，抗 性马铃薯淀粉的得率上升，但是高热高压时间过长，同样会产生 降解马铃薯淀粉链的作用，马铃薯淀粉链过短不利于抗性马铃薯 淀粉的形成。
高温对抗性淀粉产率的影响
5.0～15％ 煮扁豆、煮蚕豆、煮大豆、豌豆、生大米、玉米粉、
高压蒸煮后冷却的小麦淀粉以及大豆淀粉和玉米
淀粉、烹调后冷冻的淀粉食品
≥15％
生马铃薯、生豆子、链淀粉玉米、未成熟的香蕉、 老化后的直链淀粉
食品中抗性淀粉的生理功能
控制膳食后血糖，防治糖尿病 防治肠道疾病（如：盲肠炎、结肠炎等） 降低血脂、预防脂肪肝 降低、控制体重（减少脂肪生成，且本身能量远低于
结果分析
从图中可以看出,在较低温度干燥的条件下,有利 于抗性淀粉的形成,其中在60℃ 的干燥条件下,抗性淀 粉的得率最高, 这样的结果对工业化生产是有利的,可 以降低能耗,从而降低生产成本。
稀盐酸的用量对抗性淀粉产率的影响
确定：马铃薯淀粉乳浓度为35%、酸 解30min、沸水浴 1h、高温120℃, 时 间30min、-18℃贮藏30h、最后60℃ 烘干。
调整盐酸用量在1%~7% 之间变化与 抗性淀粉产率的关系研究 ：
结果分析
盐酸用量决定了对淀粉水解程度，RS得率随着 盐酸用量增加最初升高， 3%盐酸用量达到峰值。然 后降低。水解过于强烈，淀粉不易形成有序排列， 不利于形成抗性淀粉。
(8)酸解时间对抗性淀粉产率的影响
2.4 20 115 1.1 0.08 0.04 1.8
12.1 44 359 3.9
0.52 0.12 4.4
9.0 32 290 4.9 0.39 0.15 3.8
维生素C(mg)
20
80
微量
0
0
0
抗性淀粉的制备原理
• 抗性淀粉主要制备非颗粒性的RS3。
• 抗性淀粉主要为直链马铃薯淀粉形成的结 晶老化马铃薯淀粉。
和玉米片等
化学改性淀粉（RS4 商品淀粉（如用于婴儿食 抗消化
型）
品）
表2 抗性淀粉在食物中的含量
抗性淀粉含量
食物种类
≤1％
熟马铃薯、热米饭、高谷糠早餐麦片、小麦粉、空
心面条、热馒头
1～2.5％ 普通早餐麦片、饼干、面包、冷稀饭、熟马铃薯（冷）、
冷米饭
2.5～5.0％ 玉米片、大米碎片、油炸土豆片、爆豌豆
选择以马铃薯作为制取原料
• 马铃薯同时具有谷类和蔬菜的特征，既 可作为主食，又可作为副食食用。是重 要的食品工业原料
• 马铃薯资源丰富，价格低廉
• 马铃薯块茎含有大量的淀粉,其中直链淀 粉比率较高（约21%左右），适合用着制 备RS3抗性淀粉（易老化）
表3 马铃薯、干马铃薯与其它食物成分（每100g可食部分）
调 整 浓 度 (25 ～ 45%)
30℃ 下 酸 解 一 定 时 间
水浴预糊化 1h(65～75℃)
高热高压处理
冷却
低温静置
烘干
成品
抗性淀粉含量检测方法
• 抗性淀粉含量测定的代表性方法是Englyst方法及其修 改方法。按照Englyst方法，将待分析其抗性淀粉含量 的2g（干重）粉状产品用一定浓度的α－淀粉酶 （200U）37℃保温酶解120min，使可消化淀粉转化成 葡萄糖。通过降低pH，温度到20℃中止酶的活性。然 后，添加4倍体积量的80%（V/V）乙醇溶液，室温下放 置1h，离心沉淀（2500×g，10min），弃去上清液。 用80%（V/V）的乙醇洗涤残留物3次，用无水乙醇洗涤 1次，然后离心。将残留物冻干并称重，测定水分含量 并得出残留物的干重。按照下式计算抗性淀粉含量：
可以看出，35%马铃薯淀粉乳在30min高热高压时间下，抗性 淀粉产率最高，为27.7%。40min时情况类似于30min。
从50min、60min可以看到，过了产率高峰后，又回到了类似 于10min、20min的情况。
马铃薯淀粉含水量不同，抗性淀粉的得率变化明显。水与马 铃薯淀粉的比例，影响着马铃薯淀粉链是否可充分伸展的空间作 用，马铃薯淀粉浓度过高，其黏度相对地也较大，马铃薯淀粉糊 化后分子链相互影响，难于形成有序排列，形成结晶；马铃薯淀 粉浓度太低，伸展的马铃薯淀粉分子难于相互接触，也不易形成 有序排列，分子之间不易缔合，则老化速度很慢。可见，水分过 高或过低都不利于抗性淀粉的形成，适度含水量的马铃薯淀粉乳 液经充分糊化后，可使分子的缔合容易，抗性淀粉得率增多。
淀粉） 促进矿物质吸收（如Mg、Ca） 增加营养（发酵生成短链脂肪酸等）
抗性淀粉的应用
• 抗性淀粉应用于食品加工，不仅可提高纤维含 量，还可改进食品的品质，克服传统膳食纤维 的某些缺点，使消费者能够在享受食品原有美 味的条件下得到健康和营养。 抗性淀粉作为低热、高膳食纤维含量的功能性 食品成分具有重要的工业应用价值。
干燥温度对抗性淀粉产率的影响
确定：马铃薯淀粉乳浓度35%、稀盐酸 用量为马铃薯淀粉重量的3%、酸解 30min、沸水浴1h。高温处理温度120℃， 时0 ℃ 、70 ℃ 、 80℃几种温度条件进行干燥与抗性淀粉 产率的关系研究 :
－18℃冷冻时间对抗性淀粉产率的影 响
确定：马铃薯淀粉乳浓度35%、稀盐 酸用量为马铃薯淀粉重量的3%、酸 解30m、沸水浴1h、温度120℃，处 理时间30min、-18℃贮藏、60℃烘 干。
在－18℃冷冻，时间在10～60min之 间变化与抗性淀粉产率的关系研究 ：
结果分析
－18℃冷冻条件与4 ℃冷藏条件相比，抗性淀粉 的转化更快，在30h处抗性淀粉得率即达到较高值。 这可能是因为在零下－18℃低温环境，淀粉糊中的 水分子形成小冰晶从淀粉糊中析出,从而缩短了直链 分子之间的距离,使之容易形成氢键,增加了抗性淀粉 的含量。同时，可以看出,与冷藏相似,延长冷冻时间 对抗性淀粉的生成影响也较小。
抗性淀粉的制取与检测
内容提要
➢选题背景 ➢研究内容及方法 ➢结果分析 ➢结论与成果
选题背景
目前为止，碳水化物仍然是人类的主要能 源物质（70%左右），碳水化物包括淀粉和抗 性淀粉、非淀粉多糖（膳食纤维的主要成分）、 低聚寡糖和糖，其化学结构相似但生理效应不 同。但人类对碳水化物特别是对抗性淀粉的认 识还远不如其他营养素那么清楚，各国的科学 家均把提高碳水化物的摄入量、减少脂肪的摄 入量作为各国的膳食指南，但如何提高碳水化 物的摄入量仍然是一个科学上悬而未决的问题。 抗性淀粉的发现和研究将为碳水化物的深入研 究开创一个良好开端。
• 这类抗性淀粉是由于淀粉分子在凝沉过程 中分子重新聚集成有序的结晶结构的缘故。 结晶区的出现阻止淀粉酶靠近结晶区域的 葡萄糖苷键，并阻止淀粉酶活性基团中的 结合部位与淀粉分子结合，因而就不能完 全被淀粉酶作用，从而产生抗酶解性。
制备工艺流程
实验设计的工艺流程是：
新鲜的马铃薯块茎
打浆、 粉碎
提取淀粉
研究内容及方法
本课题研究工作的目的及意义 本课题以新鲜马铃薯块茎为原料制备抗性淀
粉，研究制备工艺方法包括酸解处理、水浴处 理、高压高热处理、低温变性、脱水干燥。同 时对抗性淀粉的得率进行初步检测。研究了马 铃薯淀粉乳不同的淀粉浓度、不同的高压高热 处理时间、温度、不同冷藏温度和时间等条件 下抗性淀粉得率的变化情况。希望找到一条比 较实用的用马铃薯制备抗性淀粉的工艺生产技 术。
74.3
73.2
80.0
70.0
73.2
可食纤维(g) 钙(mg) 磷(mg) 铁(mg)
维生素B1(mg) 维生素B2(mg) 维生素PP(mg)
2.1 9 50
0.8 0.1 0.04 1.5
8.4 36 201 3.2 0.4 0.16 6.0
9.3 12 251 3.4 0.35 0.11 1.9
抗性淀粉对人体健康产生广泛的有益作用，是近年 来发展起来的一个新概念。
抗性淀粉分为： 物理包埋淀粉(Physically Trapped Starch, RS1) 抗性淀粉颗粒(Resistant Starch Granules, RS2) 老化淀粉(Retrograded Starch RS3) 化学改性淀粉(Chemically Modifed Starch, RS4)
淀粉——植物的多糖储备物