洋葱皮乙醇提取物对玉米淀粉回生性质的影响（一）

发布时间：2021-07-19 18:09 编辑者：特邀作者周世红

玉米淀粉是可利用的最廉价的淀粉，因其具有较好的流变和凝胶特性，通常在糊化后被用作增稠剂、黏合剂、稳定剂等。然而糊化后的淀粉在降温过程中易发生回生现象，导致淀粉类产品在存储期间出现硬度增加、黏度降低、抗酸解、脱水等回生现象，促使其品质变劣、货架期缩短。因此在工业上，淀粉要经过各种物理或化学改性以防止回生。物理改性法主要包括湿热处理、挤压、微波和高静水压处理等方法，然而这些物理方法一般成本较高，不适宜大规模应用；化学修饰法主要包括对淀粉进行乙酰化、琥珀酰化以及磷酸化等方法，但是许多用于:食品的化学修饰对人体健康不够安全。因此，研究大多采用抗淀粉回生的食品添加剂，如黄原胶、环糊精、海藻酸钠，与淀粉溶液混合其亲水性端插入直链淀粉分子形成螺旋配合体，影响淀粉分子重排微环境，从而延缓淀粉重结晶，达到抑制回生的目的。在淀粉糊化的过程中，小分子糖能够随水渗透并进入淀粉内部，达到抑制淀粉回生的目的。此外，将原花青素、茶多酚等多酚类物质添加到淀粉中，也可有效抑制回生作用，其原因可能是淀粉和酚类化合物的羟基形成氢键，从而干扰贮存过程中淀粉多聚物链自身的结合所致。

洋葱中多酚类物质含量极为丰富，其成分主要是黄酮类、黄酮醇类和花色素类等。洋葱外皮中黄酮类物质含量远远高于内部鳞茎，并且洋葱皮乙醇提取物可达10%。目前对洋葱黄酮类物质的研究集中在抗氧化成分结构鉴定、抗氧化活性、抗菌活性评价以及抗慢性退行性疾病方面。已有研究；表明含有多羟基结构的茶多酚、原花青素对玉米淀粉的回生过程有显著的抑制效果，然而洋葱皮中黄酮类物质作为洋葱提取物中的主要生物活性成分，也是含有多羟基结构的黄酮类成分，其提取物对淀粉回生的影响研究鲜见报道。因此，本实验研究EE-OS对玉米淀粉回生的影响，采用差示扫描量热仪、傅里叶红外光谱仪、X-射线衍射和扫描电镜探究EE-OS与玉米淀粉的相互作用，并研究EEOS对淀粉体外消化性的影响，分析EEOS对玉米淀粉回生的作用机制。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

紫色洋葱外皮:齐齐哈尔农贸市场；玉米淀粉:市售；a淀粉酶(20000U/mL)、糖化酶(100000U/g)；无水醋酸钠、冰醋酸、3，5二硝基水杨酸、酒石酸钾钠、重苯酚、氢氧化钠、亚硫酸钠均为分析纯。

2.5LfreezePrysystem真空冷冻干燥机；STA449F3同步热分析仪；Specdrum-100红外光谱仪；UtimaIV型X射线衍射仪；S-3400扫描电子显微镜。

1.2 方法

1.2.1 洋葱皮乙醇提取物(EEOS)的制备

称取洋葱皮300g进行粉碎，加入600mL，70%乙醇浸提2h后，过滤取滤液。将滤渣再次进行上述提取过程，合并两次滤液。将滤液在50℃真空旋转蒸发，之后经冷冻干燥后的粉末即EEOS，将EEOS在-20℃冰箱中备用。

1.2.2 淀粉样品的制备

取玉米淀粉10g，分别加入0%、2.5%、5%、10%的EEOS混合，加水配制淀粉质量分数为50%样品，在121℃下糊化20min。将糊化后样品放入4℃冰箱内分别贮存0、5、10、15d后，将样品冻干后研磨，过120目筛后，备用。

1.2.3 回生玉米淀粉的热力学性质测定

采用差式扫描量热仪(DSC)对回生玉米淀粉的热力学性质进行测定。在使用DSC前，用标准铟进行校准。取2～3mg样品放在铝制坩埚中，用微量进样器加入4～6μL的蒸馏水后压样并平衡24h，以空坩埚做对照，升温范围为20～200℃，载气为氮气，从DSC熔融曲线中读取起始温度To，峰值温度Tp及终止温度Te。通过Origin8.5软件进行积分计算各个样品的糊化焓值。

1.2.4 回生玉米淀粉的红外光谱测定

采用傅里叶红外光谱仪对回生15d的玉米淀粉样品进行测定。准确称取1mg样品与150mgKBr进行混合，充分研磨压片制样，进行红外光谱扫描，测量范围为400～4000cm^-1，扫描次数为16次，分辨率4cm^-1。

1.2.5 回生玉米淀粉XRD射线衍射的测定

采用全自动X射线衍射仪对回生15d的玉米淀粉进行晶型进行扫描，采用铜靶测定，条件为:电压40kV，衍射角的旋转范围为5°～30°，扫描速度为2.0(°)/min，步长0.02°，结果用Origin8.5进行积分计算相对结晶度。

1.2.6 回生玉米淀粉颗粒电镜扫描

对回生15d的玉米淀粉样品进行电镜扫描。扫描电压10.00kV，电流64.0μA。将不同的样品做好记录，平稳地固定于直径1.0cm的样品台上，喷金镀膜，在扫描电子显微镜下，分别用800.10000的放大倍数从不同角度进行观察拍照。

1.2.7 回生玉米淀粉体外消化能力测定

混合酶液的配制:称取糖化酶(100000U/g)2g和ax淀粉酶溶液(20000U/mL)5mL同时溶于100mL蒸馏水中离心取上清液即为混合酶液。称取淀粉样品100mg，加入pH5.2的醋酸缓冲溶液25mL，37℃水浴5min，加入5mL预热好的混合酶溶液，在540nm下测20min和120min吸光度值，以葡萄糖为标准品，做标准曲线，方程式为y=1.6134x-0.0832，R²=0.9991，根据葡萄糖标准曲线计算淀粉在20min和120min生成还原糖的含量。

快消化淀粉(RDS)=[(G20-FG)/TS]x0.9x100%

慢消化淀粉(SDS)=[(G120-G20)/TS]x0.9x100%

抗性淀粉(RS)=[(TS-G120)/TS]x0.9x100%

式中:G20为酶水解20min后产生的葡萄糖质量/mg；FG为酶水解处理前淀粉中游离葡萄糖质量/mg；G120为酶水解120min后产生的葡萄糖质量/mg；TS为样品中总淀粉含量。

1.2.8 数据统计

所得数据均为3次重复实验的平均值，所有实验结果均表示为平均值土标准偏差。采用SPSS11.0软件对所有数据进行方差分析，并进行Duncan's差异显著性分析和相关性分析。P＜0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 EEOS对玉米淀粉的热力学性质的影响

淀粉的熔融焓值(AH)代表在与水共热的条件下，解开淀粉分子中双螺旋结构能量的大小，其本质是亲水性的羟基基团与支链淀粉的侧链相互作用，并在不同程度上结合到淀粉颗粒的无定形区域，从而改变结晶区和无定形基质之间的耦合力。由表1可知，随着回生时间的延长，△H逐渐增加；且EE-OS的添加对玉米淀粉的△H的影响是显著的，且随着浓度的增加玉米淀粉的△H呈现先下降后上升的趋势。添加EEOS的添加量为2.5%，在回生5d后，玉米淀粉的△H比对照组降低了29.77%，抑制回生的效果最好。这可能是因为黄酮类物质的多-0H结构有关，-0H具有很强的亲水性可以与淀粉的侧链结合，不同程度键合到淀粉的无定形区域，致使淀粉糊化时△H降低。而添加10%EEOS，玉米淀粉回生5d后，其△H仅下降了15.26%，这可能是由于EE-OS与玉米淀粉结合进一步增强，形成稳定的聚集结构，导致回生过程淀粉结构转变所需能量增多。此外还需指出的是，采用乙醇作为提取溶剂，其提取物中乙醇的残留，也可作为羟基的供体，参与淀粉的回生抑制过程。在乙醇提取过程中的旋转蒸发操作，导致提取物中的乙醇含量较低，其所含有的羟基对淀粉回生效果的抑制可能会很小，因此在研究中，尽量降低乙醇的残留量，减少对实验结果的影响。