《膳食纖維-澱粉體系相轉變特性與結構變化的相關性》是依託南昌大學，由萬婕擔任項目負責人的地區科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：膳食纖維-澱粉體系相轉變特性與結構變化的相關性
- 項目類別：地區科學基金項目
- 項目負責人：萬婕
- 依託單位：南昌大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
膳食纖維強化類澱粉基食品的相轉變對其質量控制和加工設計具有重要意義。現階段膳食纖維對澱粉相轉變特性的影響及作用機理仍不清楚。前期我們發現膳食纖維對澱粉的改性與體系分子流動性有關。構建膳食纖維-澱粉體系的熱力學狀態圖，表征膳食纖維對澱粉組成和結構變化的影響，是闡析膳食纖維對澱粉相轉變特性影響機理的兩個關鍵科學問題。本項目從相轉變特性入手，採用DMTA、RVA儀、DSC、低場NMR等手段，測定大米澱粉與可溶性大豆膳食纖維二元體系的相轉變參數；利用Gordon-Taylor、Flory-Huggins等模型構建體系的狀態圖；通過X衍射，NMR，FT-IR，高效液相分子排阻色譜等方法，對膳食纖維引入前後體系的組成和結構變化進行表征；建立膳食纖維-澱粉體系相轉變特性與結構變化間的相關性。既為闡釋膳食纖維對澱粉基食品的改性機理提供研究支撐，又為膳食纖維強化類澱粉基食品的品質控制和加工設計提供理論基礎。
結題摘要
基於玻璃態轉變特性實現食品品質和安全性控制成為國內外研究熱點。開展膳食纖維對澱粉相變特性的影響及機理研究，建立熱力學狀態圖，對膳食纖維強化類澱粉基食品的質量控制和加工設計具有重要的指導意義。本項目以大豆可溶性膳食纖維（SDF）與高直鏈和高支鏈大米澱粉形成的複合物（SDF-IRS、SDF-WRS）為對象,研究了SDF-RS體系的一級相變特性（糊化特性、穩態流變性特性、儲能模量及損耗模量）。系統分析了SDF對RS體系吸濕等溫線、玻璃化轉變溫度、凍結曲線及最大凍結溶度條件等二級相變參數的影響；利用Gordon-Taylor、Clausias-Clapeyron等模型對RS和SDF-RS的二級相變特性進行非線性擬合，建立了澱粉（IRS、WRS）和可溶性膳食纖維-大米澱粉體系（IRS-SDF、WRS-SDF）的狀態圖。表征和分析了SDF引入前後澱粉體系的結構變化，從相變特性的角度探討了可溶性膳食纖維對大米澱粉改性的機理。結果表明：SDF具有一定的阻止澱粉糊化、延緩短程老化、提高體系剪下穩定性的作用，且高分子量段的SDF其作用效果更明顯；RS和RS-SDF的吸附等溫線均為II型等溫線，顆粒表面存在不受束縛的單層和多層吸附位點，能夠進行多層吸附；相同水分活度，SDF-RS的平衡水分含量要高於RS；SDF-RS的Tg顯著低於原澱粉體系，在儲藏過程中RS-SDF對水分含量的要求更為嚴苛。添加5%SDF後IRS-SDF和WRS-SDF的有效分子質量分別為647.5和976.8，低於原澱粉。在溫和的混溶攪拌條件下，SDF的加入使得整個體系的有效分子量下降。但SDF並沒有改變大米澱粉的形貌結構；RS及SDF-RS的X衍射圖譜均為A型結晶；復配後SDF-RS的紅外圖譜較RS沒有產生新的吸收峰，SDF的加入會降低RS體系的結晶度，這種作用對IRS的效果更明顯；加入SDF後複合體系的鏈水結晶結構的熔融溫度低於原澱粉，但澱粉鏈鏈結晶結構熔融的吸熱峰未見顯著改變；SDF與RS的相互作用更多的表現為氫鍵或疏水相互作用的結果。初探了分子模擬技術在澱粉玻璃態轉變特性及澱粉與糖類相互作用機理研究中的套用。為闡釋膳食纖維對澱粉基食品的改性機理提供研究支撐，也為相關產品的品質控制和加工設計提供理論參考。
