淀粉型甘薯RS3制备工艺及体外抗消化特性

郝世娟,宋静蕾,裴家伟,郭润芳*

(河北农业大学食品科技学院,河北 保定 071000)

摘 要:以淀粉型甘薯为原料,利用单因素试验研究不同淀粉乳质量浓度、pH值、压热温度、压热时间及冷却回生时间对甘薯三型抗性淀粉(resistant starch type 3,RS3)得率的影响,并通过响应面设计优化制备工艺。结果显示,响应面试验得出的最优制备条件为淀粉乳浓度13%、pH5.5、压热温度110℃、压热时间35 min,此时RS3得率为37.94%,与预测值仅相差0.92%,响应面模型与实际情况拟合良好。甘薯抗性淀粉RS3的体外抗消化特性研究表明,RS3的酶解率和模拟消化道的消化率低,展示很强的抗酶解、抗消化特性。电镜结果显示,RS3颗粒呈不规则块状,表面凹凸不平;结晶型以B型为主,颗粒有序度降低,双螺旋程度和结晶度提高,与原淀粉相比结构更加紧密,这些结构特性可以解释甘薯RS3的抗消化特性。

关键词:甘薯;三型抗性淀粉(RS3);结构表征;红外光谱;结晶性质;消化特性

三型抗性淀粉(resistant starch type 3,RS3),又名抗酶解淀粉、难消化淀粉,是将淀粉颗粒在一定温度以下糊化而后在低温下冷却形成,是安全性较高的一种物理变性淀粉[1-2]。由于其热稳定性好、抗酶解以及多种营养保健功能而备受关注[3]。RS3除了具备其他类型抗性淀粉的降血糖血脂[4]、改善肠道微环境[5]、促进有益菌生长[6]及预防疾病[7]等生理功效,还具有结构紧密、热稳定性高、持水性低、色泽白皙、无异味、口感细腻等优势[8],在食品研究与生产中应用潜力大,因此开发不同来源的RS3备受国内外学者和加工企业关注。

甘薯是我国主要的粮食作物之一,含有丰富的营养成分和生物活性物质。甘薯种类较多,有淀粉型、鲜食型、饲用型等不同用途的品种,甘薯生长周期短、价格低廉,工业应用的潜在供应量大、成本低[9]。目前高淀粉型甘薯主要用于生产淀粉,而甘薯淀粉被用于甘薯粉丝(条)加工或被用作食品添加剂,如增稠剂和稳定剂,但由于其具有易降解、稳定性低等特点,在食品加工业有一定局限性。而且甘薯淀粉加工仍处于初级阶段[10],产品形式单一、营养开发不全面、资源浪费严重。甘薯中的直链淀粉含量高达17.5%~26.7%[11],高含量直链淀粉是制备抗性淀粉的前提。利用甘薯淀粉制备RS3,不仅丰富甘薯淀粉加工产品种类、提高甘薯淀粉的附加值,而且也能拓宽其应用范围,对于延长甘薯加工产业链、促进农民增收、企业增效具有重要意义。因此,本研究以淀粉型甘薯为原料,通过单因素试验研究不同处理条件对RS3得率的影响,然后利用响应面分析法优化甘薯RS3制备工艺,并对甘薯RS3的体外消化特性及其结构表征进行分析,为甘薯RS3在食品中的合理应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

甘薯(冀薯98):金沙河集团-红薯岭农业开发有限公司;pH1.5 KCl-HCl缓冲液、pH6.9 Tris-Maleate缓冲液、pH4.75醋酸钠缓冲液:河北农业大学粮油大分子生物加工实验室自制;胃蛋白酶(3 000 U/g):北京索莱宝科技有限公司;α-淀粉酶(10 000 U/g):邢台万达生物科技有限公司;胰酶(4 000 U/g):阿拉丁试剂有限公司;猪胰α-淀粉酶(50 000 U/g):合肥博美生物科技有限公司;糖苷酶(100 000 U/mL)、溴化钾(光谱纯):上海麦克林试剂有限公司;酒石酸钾钠、3,5-二硝基水杨酸、苯酚、亚硫酸钠、浓盐酸(均为分析纯):福晨(天津)化学试剂有限公司;氢氧化钠、氢氧化钾、氯化钙(均为分析纯):天津市大茂化学试剂厂。

1.2 仪器与设备

水浴恒温振荡器(THZ-82A):常州润华电器有限公司;紫外可见分光光度计(UV752N):上海佑科仪器仪表有限公司;环境扫描电镜(Prisma E):北京欧波同光学技术有限公司;傅里叶红外光谱仪(FLAME-NIR):美国海洋光学公司;X-射线扫描(TD-3700):丹东通达科技有限公司。

1.3 试验方法

制备工艺流程:甘薯去皮切块→打浆过滤→滤液冷藏(4℃)静置24 h→弃上清、水洗沉淀→50℃烘干→粉碎过筛→甘薯原淀粉→用水调制淀粉乳→调pH值→压热一定时间→冷却至室温(约25℃)→4℃冷却回生24 h→70℃烘干→粉碎过筛→甘薯RS3粉。

1.3.1 甘薯原淀粉(native starch,NS)的制备

甘薯清洗干净后,去皮切成小块,放入打浆机,加适量蒸馏水后打浆并用纱网过滤,用蒸馏水多次冲洗滤渣直至滤液无白色淀粉颗粒,合并滤液后于4℃冰箱静置24 h,弃去上层液体,沉淀用蒸馏水洗涤2次~3次,同样条件静置,弃上清液,于70℃烘箱烘干后粉碎即为甘薯原淀粉。

1.3.2 甘薯RS3的制备

RS3制备基础条件为12%淀粉乳(甘薯原淀粉/蒸馏水),用KCI-HCI缓冲液调节pH值为7.0,于灭菌锅121℃处理15 min,冷却至室温(约25℃)后,置于4℃冷却回生24 h,70℃烘干后粉碎并过100目筛,即为甘薯RS3。

1.3.3 单因素试验

在基础制备条件下,分别研究淀粉乳浓度(4%、8%、12%和 16%)、pH 值(3、5、7、9和 11)、压热温度(100、110、115、120 ℃)、压热时间(15、25、35、45、55 min)以及冷却回生时间(12、24、36、48、60 h)对 RS3 得率的影响,每个试验重复3次。

1.3.4 响应面试验

通过单因素试验分析,选择对RS3得率影响较大的淀粉乳浓度、pH值、压热温度和压热时间(编号分别为 A、B、C、D)4 个因素作为因子,RS3 得率为响应值,进行响应面优化试验,确定制备甘薯RS3的最优工艺条件,响应面因素水平见表1。

表1 响应面因素水平
Table 1 Factors and levels of response surface test

水平 因素A淀粉乳浓度/%B pH值 C压热温度/℃ D压热时间/min-1 8 3 100 25 0 12 5 110 35 1 16 7 120 45

1.3.5 RS3得率的测定

采用 Goñi法[12]结合 3,5-二硝基水杨酸(3,5-dintrosalicylic,DNS)法测定样品中的还原糖含量,再换算成RS3含量,计算公式如下。

式中:W为甘薯RS3得率,%;M为由标准曲线求得的样品中还原糖含量,mg;M0为淀粉样品的干质量,mg。

1.3.6 抗消化特性

1.3.6.1 抗酶解特性

参考Miao等[13]的方法略作修改。分别称取200 mg甘薯NS和RS3,加入20 mL醋酸钠缓冲液(pH4.75)混匀,沸水浴糊化后于90℃水浴保温30 min,取出晾至室温(约25℃)加入5 mL混合酶液(含猪胰α-淀粉酶600 U/mL,糖苷酶 15 U/mL),分别在 0、10、20、30、45、60、90、120、150、180 min 时取出,沸水浴灭酶 10 min后8 000 r/min离心15 min,采用DNS法测定上清液还原糖含量,根据如下公式计算样品中快速消化淀粉(rapidly digestig starch,RDS)、慢速消化淀粉(slowly digestig starch,SDS)和抗性淀粉(resistant starch,RS)含量及各个时间段的水解率。

式中:G0、G20、G120分别为消化 0、20、120 min 时释放的还原糖含量,mg;Gt为t时刻上清中还原糖含量,mg;TS为总淀粉质量,mg;m 为淀粉样品质量,mg。

参照Goñi等[14]的方法,0~90 min计算样品的水解指数(hydrolysisindex,HI)和预测血糖指数(forecast glycemic index,eGI),HI以葡萄糖为参比样品。计算公式如下。

1.3.6.2 体外模拟消化

3种消化液(人工唾液、人工胃液、人工小肠液)及三段式体外消化模型参考Bornhorst等[15]的方法并略作修改。分别称取100 mg甘薯NS和RS3样品于1号~14号离心管中,加入1 mL蒸馏水混匀,沸水浴糊化后于90℃水浴中保温30min,取出冷却至室温(约25℃),用超声波粉碎仪粉碎;口腔段消化:加入1 mL人工唾液,37℃水浴振荡90 s,取出1号管;胃部消化:2号~14号管立即用2mol/L盐酸调节pH值至2.0,加入2mL人工胃液,37℃水浴振荡1h,分别在20、40、60min时取出2号~4号管;小肠段消化:5号~14号管用0.5 mol/L NaOH溶液调节pH值至7.0,加入4 mL人工小肠液,37℃水浴振荡 3h,分别在 10、20、30、40、50、60、90、120、150、180 min时取出;每次取出离心管后立即沸水浴灭酶10 min,8 000 r/min离心15 min,用DNS法测定上清液中还原糖含量,计算样品水解率和经不同部位消化后的失重率,计算公式如下。

式中:GT为T时刻上清液中还原糖含量,mg;M为样品质量,mg;MP为经不同部位消化后的剩余淀粉质量,mg。

1.3.7 结构表征

1.3.7.1 扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)检测

将干燥NS、RS3样品均匀分散在粘有导电胶的载物台上,真空条件下喷金固定120 s后在扫描电镜中观察,分别拍摄放大600×、5 000×的清晰照片。

1.3.7.2 傅里叶红外光谱(Fourier transform infraredv spectrometer,FT-IR)检测

将干燥的NS、RS3样品分别与溴化钾以1∶100质量比研磨后压片测试,溴化钾为背景,扫描范围4 000 cm-1~400 cm-1,分辨率 4 cm-1

1.3.7.3 X-射线衍射(X-ray diffraction,XRD)测定

将NS、RS3粉末放入样品槽铺平,置于样品台进行扫描,采用Cu-Ka靶,设置电压25 kV,步长0.02 s,测量角度2θ为4°~40°,根据如下公式计算结晶度(Xc[16]

式中:Ac为结晶区面积;Aa为非晶区面积。

1.4 数据处理

采用SPSS 17.0软件进行方差分析和最小显著性检验(least significant difference,LSD),Origin 2019软件绘图,利用软件Design-expert 8.0中的Box-Behnken Design设计法对29个试验组合进行回归分析拟合,所有的试验数据均为3次重复试验的平均值。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

不同因素对RS3得率的影响见图1。

图1 不同因素对RS3得率的影响
Fig.1 Effect of different factors on the extraction yield of RS3

A.淀粉乳浓度;B.pH 值;C.压热温度;D.压热时间;E.冷却回生时间。不同小写字母表示差异显著(p<0.05)。

2.1.1 淀粉乳浓度对RS3得率的影响

由图1A可以看出,RS3得率随淀粉乳浓度的增大先升高后降低,淀粉乳浓度为12%时得率最大,为(29.91±0.16)%,淀粉乳浓度过高过低均会影响RS3得率,因此选择8%、12%和16%进行后续的响应面优化试验。

2.1.2 pH值对RS3得率的影响

由图1B可以看出,RS3得率随pH值的增大先升高后降低,pH5时得率达到最高值(30.35±0.12)%,明显高于其他pH值。因此选择pH3、5、7进行后续响应面优化试验。

2.1.3 压热温度对RS3得率的影响

由图1C可知,随着压热温度的升高,RS3得率增大,在 110℃时达到最大值(32.78±0.13)%,当温度升高到115℃时,RS3略有减少,120℃时显著降低(p<0.05)。适宜的压热温度有助于淀粉糊化,强化RS3的生成,然而当压热温度过高时,会使淀粉颗粒破裂,淀粉分子逸出,导致螺旋结构中的部分氢键断裂,范德华力被削弱[17],难以形成RS3。综合考虑,选择100、110、120℃进行后续的响应面优化试验。

2.1.4 压热时间对RS3得率的影响

由图1D可以看出,在一定的时间内,RS3得率随着压热时间的延长而升高,这可能是由于直链淀粉逐渐释放,分子之间相互接近易于形成RS3,35 min后继续延长压热时间,RS3得率降低。因此,压热时间为35 min时效果最好,选择25、35、45 min进行后续的响应面优化试验。

2.1.5 冷却回生时间对RS3得率的影响

由图1E可以看出,冷却回生时间低于24 h时,RS3得率增长明显,超过24 h后,RS3得率增长缓慢,在48 h得率最高,这种变化符合晶核形成理论[18]。因此,考虑到经济效益的问题,后续的响应面优化试验冷却回生时间选择24 h。

2.2 响应面试验

2.2.1 响应面试验结果及方差分析

制备工艺Box-Behnken试验设计及结果见表2。

表2 制备工艺Box-Behnken试验设计及结果
Table 2 Design and results of Box-Behnken test for extraction process

序号 A B C D RS3得率/%1 -1 -1 0 0 32.66 2 1 -1 0 0 32.28 3 -1 1 0 0 29.87 4 1 1 0 0 35.95 5 0 0 -1 -1 33.93 6 0 0 1 -1 29.87

续表2 制备工艺Box-Behnken试验设计及结果
Continue table 2 Design and results of Box-Behnken test for extraction process

序号 A B C D RS3得率/%7 0 0 -1 1 32.77 8 0 0 1 1 30.87 9 -1 0 0 -1 28.22 10 1 0 0 -1 35.02 11 -1 0 0 1 31.15 12 1 0 0 1 34.95 13 0 -1 -1 0 31.25 14 0 1 -1 0 34.92 15 0 -1 1 0 30.73 16 0 1 1 0 27.44 17 -1 0 -1 0 30.44 18 1 0 -1 0 34.05 19 -1 0 1 0 26.94 20 1 0 1 0 29.26 21 0 -1 0 -1 32.03 22 0 1 0 -1 32.09 23 0 -1 0 1 35.15 24 0 1 0 1 34.02 25 0 0 0 0 36.38 26 0 0 0 0 38.79 27 0 0 0 0 38.05 28 0 0 0 0 39.49 29 0 0 0 0 38.86

采用Box-Behnken中心组合设计法对29组试验数据进行回归分析,得到回归方程:得率=38.31+1.85A+0.016B-1.85C+0.65D+1.62AB-0.32AC-0.75AD-1.74BC-0.30BD+0.54CD-3.47A2-2.52B2-4.51C2-2.31D2。该方程的校正决定系数R2=0.951 0,说明该模型能精确预测响应值。方差分析见表3。

表3 方差分析
Table 3 Analysis of variance

方差来源 平方和 自由度 方差 F值 p值 显著性模型 308.18 14 22.01 19.41 <0.000 1 **A淀粉乳浓度41.18 1 41.18 36.31 <0.000 1 **B pH 值 3.008×10-3 1 3.008×10-33.652×10-30.959 7 C压热温度 41.26 1 41.26 36.38 <0.000 1 **D压热时间 5.01 1 5.01 4.41 0.054 3 AB 10.43 1 10.43 9.20 0.008 9 **AC 0.42 1 0.42 0.37 0.554 4 AD 2.25 1 2.25 1.98 0.180 8 BC 12.11 1 12.11 10.68 0.005 6 **BD 0.35 1 0.35 0.31 0.585 2 CD 1.17 1 1.17 1.03 0.327 7 A2 78.06 1 78.06 68.83 <0.000 1 **B2 41.16 1 41.16 36.29 <0.000 1 **C2 131.88 1 131.88 116.28 <0.000 1 **D2 34.59 1 34.59 30.49 <0.000 1 **

续表3 方差分析
Continue table 3 Analysis of variance

注:**表示差异极显著(p<0.01)。

方差来源 平方和 自由度 方差 F值 p值 显著性残差 15.88 14 1.13失拟 10.16 10 1.02 0.71 0.699 5纯误差 5.72 4 1.43总误差 324.06 28

由表3可知,影响甘薯RS3得率大小的因素依次为压热温度>淀粉乳浓度>压热时间>pH值;利用De sign-expert软件的响应面结果预测得到甘薯RS3的最优制备工艺条件为淀粉乳浓度13%、pH5.38、压热温度107.5℃、压热时间35.47 min,此条件下RS3得率为38.86%。

2.2.2 最优工艺条件验证

考虑到实际操作条件,将预测的工艺参数调整为淀粉乳浓度13%、pH5.5、压热温度110℃、压热时间35 min,此条件下进行3组重复试验,得到RS3得率为37.94%,与预测值仅相差0.92%,表明实际试验结果与预测值接近,表明采用响应面法优化甘薯RS3的制备工艺具有可靠性。

2.3 抗消化特性测定结果

2.3.1 抗酶解特性

RS3、NS的消化水解率见图2。NS和RS3中的RDS、SDS、RS含量、HI、eGI以及三段式消化失重率见表4。

表4 NS和RS3中的RDS、SDS、RS含量、HI、eGI以及三段式消化失重率
Table 4 RDS,SDS and RS content,HI,eGI and three-stage digestion weight loss of NS and RS3

样品 RDS含量/% SDS含量/% RS含量/% HI/% eGI 失重率/%口腔 胃 小肠NS 81.52±0.58 9.24±0.37 8.74±0.50 79.74 83.49 79.00 80.00 90.50 RS3 24.31±0.39 6.40±0.12 69.29±0.10 25.50 53.71 35.50 36.00 40.00

图2 RS3、NS的消化水解率
Fig.2 Digestible hydrolysis rate of RS3 and NS

A.酶解曲线;B.体外模拟消化。不同小写字母表示差异显著(p<0.05)。

淀粉根据其水解速率可分为快速消化淀粉(RDS)、慢速消化淀粉(SDS)和抗性淀粉(RS)[19]。由图2A可以看出,前20 min内酶解快速,RS3的水解率为24.31%,对照NS的水解率达到81.52%,此部分属于快速消化淀粉RDS;超过20 min后水解速率增长缓慢并在120 min后趋于平稳(p>0.05),整体来看,RS3的水解率(31.43%)远低于对照NS(90.42%),可见RS3主要成分是抗性淀粉,而甘薯原淀粉NS中主要是快速消化淀粉RDS(表4),这可能与其形态结构有关,原淀粉的无定形结构更容易被α-淀粉酶降解[20];而RS3为B+V型结晶,双螺旋程度和结晶度高,结构紧密,α-淀粉酶无法进入结晶区内部水解其中的α-1,4糖苷键。甘薯NS的eGI为83.49,RS3为53.71,根据Jenkins等[21]提出的概念,甘薯天然淀粉为高血糖指数食品(eGI>70),RS3为低血糖指数食品(eGI<55),因此,RS3在进入人体后具有较慢的消化吸收速率,不会引起血糖迅速升高,有利于餐后血糖平稳。

2.3.2 体外模拟消化

图2B显示,RS3和NS在口腔的水解率分别为19.77%和48.65%;进入胃部消化后,pH2的环境抑制了α-淀粉酶的活力,RS3和NS在胃部消化后与口腔消化后失重率差值仅为0.5%和1.0%;在进入小肠后的水解率基本稳定,RS3和NS在240 min时消化率分别为31.99%和70.77%,且RS3在口腔、胃部、小肠段消化的失重率均小于NS,RS3展现出比NS更强的抗消化性,这与样品的酶解特性结论一致。结果表明,甘薯RS3可以抵抗小肠中消化酶的消化而进入结肠,具备在结肠被发酵、充当益生元的潜能。

2.4 结构特性

2.4.1 扫描电镜观察

图3分别为两种淀粉放大600倍和5 000倍的扫描电镜图。

图3 NS、RS3的扫描电镜图
Fig.3 SEM images of NS and RS3

如图3所示,RS3和甘薯原淀粉NS的颗粒形态差异明显,NS多为表面光滑,球形或近球形,而甘薯RS3多为不规则块状,且表面凹凸不平,颗粒相对较大。这是因为在压热法制备RS3的过程中,直链淀粉浸出,在冷却回生过程中重新结合而失去了支链淀粉结晶区[22],纯化过程中α-淀粉酶除去其表面的直链淀粉和支链淀粉,形成层状条带[23],RS3的紧密结构使其具有更强的抗酶解性。

2.4.2 X-射线衍射

NS、RS3的X-射线衍射图谱见图4。

图4 NS、RS3的X-射线衍射图谱
Fig.4 X-ray diffraction pattern of NS and RS3

淀粉由无定形、亚结晶和结晶结构组成[24],XRD衍射图谱中的衍射峰可反映淀粉的无定形结构和微晶结构。如图 4 所示,RS3 在 14.5°、17.0°、22.2°、23.7°处产生衍射峰,为典型的B型结晶,结晶度为22.87%;NS在 15.1°、17.3°、18.1°和 23.2°出现明显的衍射峰,天然的甘薯淀粉为A型结晶,结晶度为18.41%,说明压热冷却回生处理可促使甘薯淀粉由A型向B型结晶转变,并伴有部分V型结晶形成,这与Guo等[25]的报道一致;不同晶型酶解性能不同,其中A型淀粉抗酶解能力最弱,V型结晶抗酶解能力最强[26],这也是甘薯RS3具有更强抗消化能力的原因。

2.4.3 傅里叶红外光谱

RS3、NS的红外光谱图见图5。NS和RS3的DO、DD值以及结晶度见表5。

图5 RS3、NS的红外光谱
Fig.5 Infrared spectrogram of RS3 and NS

表5 NS和RS3的DO、DD值以及结晶度
Table 5 DO,DD values and crystallinity of NS and RS3

注:DO表示有序度,为1 047 cm-1与1 022 cm-1处峰面积之比;DD表示双螺旋结构程度,为995 cm-1与1 022 cm-1处峰面积之比。

样品 DO值 DD值 结晶度/%NS 0.881 0.886 18.41 RS3 0.836 0.903 22.87

由图5可知,相较于原淀粉NS,RS3的红外光谱图中个别吸收峰发生位移,如NS中1 080、1 157 cm-1处的吸收峰转变为RS3中的1 078、1 153 cm-1处吸收峰,说明甘薯淀粉经过压热后伯-仲醇羟基相连的C-O和吡喃糖环的C-O发生了伸缩振动。经过压热后的淀粉在1 022、1 153、1 240 cm-1处吸收强度增加,说明这两个键收缩振动加强;波长1 050 cm-1~950 cm-1与淀粉的有序和非晶结构有关[27],其中1 047、1 022 cm-1和995 cm-1为反映淀粉结构变化的3个主要吸收峰,常用DO值和DD值来表示淀粉颗粒的有序度和双螺旋结构程度[28],如表5所示,压热处理使淀粉颗粒脱支糊化、导致有序度降低,直链淀粉在低温下重新聚集成更为紧密的双螺旋结构,从而抵抗酶解消化。

3 结论

本文以甘薯淀粉为原料,采用压热法制备抗性淀粉RS3,通过单因素和响应面优化试验得出,影响甘薯RS3得率大小的因素依次为压热温度>淀粉乳浓度>压热时间>pH值。利用压热法制备甘薯RS3的最优工艺条件为淀粉乳浓度13%、pH5.5、压热温度110℃、压热时间35 min,然后冷却至室温(25℃)后,置于4℃冷却回生24 h,此条件下的RS3得率为37.94%,与预测值接近;经过压热回生处理后,RS3结晶度提高,结构更加紧密,因此比NS更能抵抗酶的水解;RS3酶解120 min仍保留31.43%,属于抗性淀粉,经过模拟口腔、胃部、小肠消化,失重率为31.99%,而保留下来的抗性淀粉能够进入结肠发挥作用;本研究建立的甘薯抗性淀粉RS3制备工艺易于实现规模化操作,得率高,抗性淀粉含量高,抗消化能力强,在甘薯深加工产业以及食品配料中的应用前景广阔。

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Preparation Process and in vitro Anti-digestion Characteristics of RS3 from High-starch Sweet Potato

HAO Shi-juan,SONG Jing-lei,PEI Jia-wei,GUO Run-fang*
(School of Food Science and Technology,Hebei Agricultural University,Baoding 071000,Hebei,China)

Abstract:Taking high-starch sweet potato as raw material,this paper studied the effects of starch concentration,pH value,press-heating temperature,press-heating time,and cooling time on the yield of resistant starch type 3(RS3)by single-factor experiments.Response surface methodology(RSM)was used to optimize the preparation conditions to improve the yield of RS3.The results showed that the optimal preparation conditions of RS3 were 13% of the starch concentration,pH5.5,110℃ of pressure heating temperature and 35 min of pressure heating time.Under suc conditions,the yield of RS3 was 37.94%,which was only 0.92% different from the predicted value,and the response surface model fitted well with the actual situation.Studies on in vitro anti-digestion characteristics of RS3 showed that the hydrolysis rate of RS3 and the digestibility of simulated digestive tract were low,and RS3 had strong resistance to enzymatic hydrolysis and anti-digestion.The results of electron microscopy showed that RS3 particles were irregular and lumpy with uneven surfaces,and the crystalline granular starch RS3 was mainly type B.The degree of particle order decreased,the degree of double helix and crystallization increased,and the structure became more compact as compared with the original starch.These structural properties explained the anti-digestion characteristics of RS3.

Key words:sweet potato;resistant starch type 3(RS3);structural characterizations;infrared spectroscopy;crystallization properties;digestive characteristics

DOI:10.12161/j.issn.1005-6521.2023.01.018

基金项目:河北农业大学科研发展基金计划项目(JY2020013);河北农业大学食品加工学科群经费(2021-05)

作者简介:郝世娟(1995—),女(汉),硕士研究生,研究方向:农产品储藏与加工。

*通信作者:郭润芳(1969—),女,教授,博士,研究方向:农产品储藏与加工。

引文格式:

郝世娟,宋静蕾,裴家伟,等.淀粉型甘薯RS3制备工艺及体外抗消化特性[J].食品研究与开发,2023,44(1):117-124.

HAO Shijuan,SONG Jinglei,PEI Jiawei,et al.Preparation Process and in vitro Anti-digestion Characteristics of RS3 from High-starch Sweet Potato[J].Food Research and Development,2023,44(1):117-124.

加工编辑:冯娜

收稿日期:2021-10-21