作者：张毅
国外关于RS的研究己经系统化，国内研究也日渐活跃。随着我国综合国力及人民生活水平的提高，满足人们对这种独特膳食纤维的健康功能需求具有重要意义。目前，研究人员对于香蕉[6]、甘薯[7] 、玉米[8]、马铃薯[9]、高梁[10]的抗性淀粉都已有报道研究，但是还是鲜有从事芋头抗性淀粉方面的研究。因此，利用香沙芋淀粉为基本原料制备抗性淀粉，确定其最佳制备工艺，为实际生产提供一定的指导，并在此基础上研究了RS3-些常见的物理性质。
1材料与方法
1.1材料与试剂
香沙芋淀粉，市售普通；糖化酶、a-淀粉酶：天津市德恩化学试剂有限公司。
1.2仪器与设备
101-2A型电热鼓风干燥箱：天津市泰斯特仪器有限公司；LDZX-30FB型立式压力蒸汽灭菌器：上海申安医疗器械厂；TDL-40B型低速大容量离心机：上海安亭科学仪器厂制造；HHS-6S型电子恒温不锈钢水浴锅：上海宜思仪器厂；U-1800紫外一可见分光光度计：日本Hitachi公司。
1.3方法
1.3.1压热法制备抗性淀粉
将香沙芋淀粉调成一定浓度的淀粉乳，调pH，65℃水浴预糊化30 min，然后放入高压蒸汽灭菌锅中进行压热处理，糊化后，取出冷却至室温，4 0C下静置24 h，取出后于室温放置6h，然后在80℃烘干16—20 h，粉碎，过100目筛…1，得到香沙芋抗性淀粉。
1.3.2抗性淀粉得率的测定
参考袁腊梅等[12]的方法并做一些改进，称取一定量制备的香沙芋抗性淀粉W1（单位：g），加缓冲液调pH 6.0～7.0，加入a-淀粉酶，70℃水浴恒温90 min，冷却，调pH 4.75，加糖化酶，60℃水浴恒温60 min，冷却，离心，弃去上清液，加入80%乙醇，离心(5 000 r/min，20 min)后回收沉淀。将沉淀完全溶解于4 mol/L KOH中，用HC1中和调pH 4.75，加入糖化酶，60℃水浴恒温60 min，冷却，离心，收集上清液，用蒸馏水定容至100 mL容量瓶，用Somogy-Nelson方法测定其还原糖含量。测得其消耗还原糖量（试验以葡萄糖计）为W2（单位：g）。
抗性淀粉得率(A)=W2×0.9/W1×100% (1)
1.3.3单因素试验
1.3.3.1 淀粉乳浓度对抗性淀粉得率的影响
分别配置浓度为20%，25%，30%，35%和40 %的香沙芋淀粉溶液，将pH统一调为7，65 0C水浴30min，120℃压热处理40 min后，自然冷却至室温，将产物放至4℃静置24 h，于室温下静置6h，按1.3.2的方法测定样品中抗性淀粉含量。
1.3.3.2压热温度对抗性淀粉得率的影响
配置淀粉乳浓度为30%，pH为7的香沙芋淀粉溶液5份，65℃水浴30 min，分别将其在110 0C，1150C, 120℃．125℃和130℃条件下高温压热40 min，自然冷却至室温，将产物放至4℃静置24 h，于室温下静置6h，80 0C烘干后按1.3.2方法测定样品中抗性淀粉含量。
1.3.3.3淀粉乳pH对抗性淀粉得率的影响
配置淀粉乳浓度为30%的香沙芋淀粉溶液4份，分别调pH为5，6，7，8和9，65℃水浴30 min，1200C压热处理40 min后，自然冷却至室温，将产物放至4 0C静置24 h，于室温下静置6h，80℃烘干后按1.3.2方法测定样品中抗性淀粉含量。
1.3.3.4压热时间对抗性淀粉得率的影响
配置淀粉乳浓度为30%，pH为7的香沙芋淀粉溶液5份，65℃水浴30 min，将其置于120℃的高温高压环境中，分别压热30，35，40，45和50 min，自然冷却至室温，将产物放至4℃静置24 h，于室温下静置6h．80 0C烘干后按1.3.2的方法测定样品中抗性淀粉
含量。
1.3.4正交试验
根据单因素试验结果，以影响抗性淀粉得率的淀粉乳浓度、压热温度、淀粉乳pH和压热时间为4个因素，各取3个水平进行正交试验。采用L9(34)正交表进行正交试验（正交试验的因素和水平见表1），并以抗性淀粉得率作为评价指标，计算得到最优工艺条件，并在该条件下重复3次试验。
1.3.5香沙芋抗性淀粉的物理性质测定
1.3.5.1 香沙芋抗性淀粉透明度的测定
把香沙芋抗性淀粉配成质量分数为1%的淀粉乳，放置于沸水浴中加热搅拌20 min，再冷却至室温。以蒸馏水为空白对照，设其透光率为100%，620nm波长处测定样品的透光率[13] ，同一样品测定三次取平均值，所得透光率即为样品的透明度。
1.3.5.2香沙芋抗性淀粉溶解度和膨胀度的测定
称取1.00g的样品W（单位：g），加20 mL蒸馏水，置于离心管中，分别在60℃，75℃和90℃温度下水浴加热30 min，每5 min振荡1次。将水浴后的样品冷却至室温后，4 000 r/min离心20 min，将离心后样品的上清液和沉淀物分开，上清液烘干后称其质量F（单位：g），离心后沉淀物的质量为D(单位：g)。沉淀物为膨胀淀粉部分，计算溶解度S和膨胀度
P[13-14]，公式为：
溶解度S=F/W×100% (2)
膨胀度P=D/(W(100-S)）×100% (3)
1.3.5.3香沙芋抗性淀粉持水性的测定
称取5g香沙芋抗性淀粉G0（单位：g），加入100 mL蒸馏水，置于离心管中，离心管质量G1(单位：g)，分别在50℃，60℃，70℃，80℃和90℃温度下水浴加热15 min，每5 min振荡1次。将水浴后的样品以4 000 r/min的转速离心20 min，弃去上清液，沉淀物倾斜45℃，静置10 min，除去水分，称其质量G2。参考乔长晟等[15] 的计算方法并略做改动，计算持
水率：
持水率=（G2-G1-G0）/G0×100% (4)
2结果与分析
2.1单因素试验
2.1.1淀粉乳浓度对抗性淀粉得率的影响
由图1可知，淀粉乳浓度在20%~30%之间时，抗性淀粉得率逐渐增加；当淀粉乳浓度在30%时抗性淀粉得率最高；而当淀粉乳浓度在30%～40%之间时，会随着浓度的增加，抗性淀粉的得率逐渐降低。淀粉乳浓度过高或过低都不利于抗性淀粉的形成。这是因为，淀粉乳浓度过低，水分含量过高造成了直链淀粉分子相互接近的概率降低，不利于抗性淀粉的形成；当淀粉乳浓度过高时，在高温作用后，淀粉糊的黏度大，不利于分子的运动，使直连分子相互接近的概率大幅度降低，淀粉糊化后分子链相互影响，难于形成有序排列，不利于RS的形成[16-19] 。当淀粉乳浓度适宜时，经充分糊化后，可使分子容易缔合，从而提高
抗性淀粉得率。因此综合考虑，淀粉乳的最适浓度为30%。
2.1.2压热温度对抗性淀粉得率的影响
由图2可知，当压热温度在110℃—120 ℃时，抗性淀粉得率在逐渐增加；当压热温度在120℃时抗性淀粉得率达到最高点；当压热温度在120℃—130℃之间时，会随着压热温度的升高，得率反而下降。RS3的形成包括两个阶段，淀粉的水解和直链淀粉聚合物的重结晶。淀粉的水解与其糊化温度有密切的关系，香沙芋淀粉在100℃以上会充分糊化，直链分子释放出来，并形成结晶。但若温度过高，则可能会引起过度水解，使直链淀粉聚合度降低，无法参与晶体结构的形成，从而导致抗性淀粉得率的减少[17] 。如果温度过低根本无法完全糊化，直链淀粉并不能释放出来，抗性淀粉的得率也比较低。因此综合考虑，最佳压热温度为120℃。
2.1.3淀粉乳pH对抗性淀粉得率的影响
由图3知，当淀粉乳PH为5—7时，抗性淀粉得率会随着pH的升高而增加；当淀粉乳pH为7时，抗性淀粉得率达到最高点；当淀粉乳pH大于7时，抗性淀粉的得率逐渐降低。究其原因．pH直接影响支链淀粉的水解程度，偏酸或偏碱的条件不利于淀粉分子间氢键的
形成，一般认为pH近中性，淀粉老化速度较快[20]，所以pH在中性范围有利r抗性淀粉产率的提高。因此综合考虑，香沙芋抗性淀粉制备的最佳pH为7。
24压热时间对抗性淀粉得率的影响
由图4可知，当压热时间在30~40 min时，抗性淀粉得率会逐渐增加；当压热时间在40m时，抗性淀粉得率达到最高点；当压热时间在40~50min抗性淀粉得率会随着压热日]间的延长而下降。在相同温度下，压热时间过短，淀粉分子中的直链淀粉分子尚未完全游离出来，不利于直链淀粉分子的相互接近，抗牲淀粉的产率因而不高。但如果继续延长压热时间．造成淀粉分子发生过度降解，产生了一些小分子量的短链淀粉，且短链分子运动强烈，扩散速度快，不利于抗性淀粉的生成，从而影响了R53产率的提高[21] 。因此综台考虑，香沙芋抗性淀粉制备的最佳压热时间为40 min。
2.2.抗性淀粉提取条件的优化
由表2中数据可以看出，试验所得抗性淀粉得率最高可达39.77%。影响香沙芋抗性淀粉形成的反应条件中各因素主次；C（淀粉乳pH）>B（压热温度）>D（压热时间）>A（淀粉乳浓度），最优的因素水平组合A1B3C3D3，即淀粉乳浓度25%、压热温度125℃、反应pH 8、压热时间45 min。此时香沙芋抗性淀粉得率最高，为39 77%，在最优组合条件下，做三次验证试验，试验结果分别为：39 76%，39 79%和39 74%，平均值为39.76%±0.03%。结果表明此次正交试验，试验结果可靠稳定，可以采用。
23香沙芋抗性淀粉的物理性质
2.3.1香沙芋抗性淀粉的透明度
结果如表3所示。透光率大小反映r淀粉糊透明度的好坏，透光率越高，淀粉糊的透明度越好；反之越差。淀粉乳加热至一定温度后便糊化形成淀粉糊，当光线通过这样的淀粉糊时会产生光线的穿透、折射和反射现象。由于淀粉的来源和性质的不同，使淀粉颗粒和分子在淀粉糊中的状态不一，当光线照射在淀粉糊上时，产生的穿透、折射和反射强度也有所不同。
2 .3 2香沙芋抗性淀粉的溶解度和膨胀度
由图5可知，香沙芋抗性淀粉的溶解度和膨胀度都随着水浴加热温度的升高而上升，在50℃—80℃时增加的幅度均比80 0C一90℃时增加的幅度大，表明在利用该抗性淀粉时可以通过调节处理温度，在一定温度内获得预期的溶解性和膨胀性。
2 3 3香沙芋抗性淀粉的持水性
由图6可知，在50 ℃~90℃范围内，考察了香沙芋抗性淀粉的持水性，在抗性淀粉的持水能力范围内（1.4~2.8 g水/g淀粉）[15]。结果表明随着水浴温度的上升，香沙芋抗性淀粉的持水力有所增加，在50℃~80℃之间，增幅较大，但在80℃以后增加的幅度放缓。
3结论
采用香沙芋淀粉为原料，通过单因素试验，确定了在各因素水平下的最佳条件。通过正交试验，确定压热法影响香沙芋抗性淀粉产率的主次因素为：淀粉乳pH>压热温度>压热时间>淀粉乳浓度。制备香沙芋抗性淀粉的最佳工艺条件确定为：淀粉乳浓度为25%，淀粉乳pH为8，压热温度125℃，压热时间45 min。经验证试验证明，采用该工艺参数所制备的香
沙芋抗性淀粉产率为39.76%±0.03%。
通过试验研究的香沙芋抗性淀粉透光率较好，持水力、溶解度和膨胀度都随水浴加热温度的升高而上升，物理性质适合用于食品加工，加上其独特优异的生理保健功能，在食品行业有极大的开发潜力。
4摘要
优化香沙芋抗性淀粉的提取工艺及研究其物理性质。采用正交试验法，考察了淀粉乳浓度、淀粉乳pH压热温度和压热时间对提取率的影响；从透明度、溶解度、膨胀度和持水性四个方面考察了香沙芋抗性淀粉的物理性质。结果表明，所考察因素中，对香沙芋抗性淀粉提取率的影响程度是：淀粉乳pH>压热温度>压热时间>淀粉 乳浓度。最佳条件为：淀粉乳浓度25%、压热温度125℃、反应pH 8、压热时间45 min,此时香沙芋抗性淀粉得率 最高，为39.76%±0.03%;香沙芋抗性淀粉的透光率较好，且持水力、溶解度和膨胀度都随水浴加热温度的升高而上升。采用正交试验对香沙芋抗性淀粉提取条件进行优化可行；其各项性质表明香沙芋抗性淀粉在食品加工领域有一定的应用价值和理想的前景。
