纯种发酵对小米淀粉分子结构及老化特性的影响

利用自然发酵液中对淀粉老化特性起主要作用的菌种发酵,研究发酵对小米淀粉分子结构及老化特性的影响。采用0.2 g/100 m L的NaOH溶液提取发酵后的小米淀粉,研究不同菌种发酵后对小米淀粉颗粒特性、官能团、分子质量、糊化及老化特性的影响。结果表明:发酵未改变淀粉的偏光十字;植物乳杆菌、戊糖片球菌和屎肠球菌发酵后小米淀粉表面被侵蚀,酿酒酵母及芽孢菌发酵后淀粉颗粒表面侵蚀迹象变重,孔道加深且数量增多;酿酒酵母及芽孢菌发酵后小米淀粉官能团区的峰位未变,但特征峰强度减弱,植物乳杆菌、戊糖片球菌及屎肠球菌发酵后小米淀粉指纹区图谱部分消失;植物乳杆菌发酵后Ⅰ区、Ⅱ区的重均、数均分子质量较小米淀粉降低。戊糖片球菌、屎肠球菌、酿酒酵母发酵后Ⅰ区的重均分子质量升高,数均分子质量降低,Ⅱ区重均、数均分子质量降低。芽孢菌发酵后Ⅰ区的数均分子质量略有升高,Ⅱ区重均、数均分子质量降低。植物乳杆菌、戊糖片球菌及屎肠球菌发酵后淀粉的糊化温度、回生值及最终黏度降低,热焓值升高。酿酒酵母发酵后糊化温度及回生值降低,最终黏度及热焓值升高。发酵使淀粉的分子结构、支链淀粉及直链淀粉分子发生改变,短期抗老化性能提高。     

自然发酵优势菌对小米淀粉物化性质的影响

小米自然发酵过程难控制,研究自然发酵液分离并鉴定出的优势菌(乳酸菌、酵母菌)对发酵小米淀粉物化性质的影响,可更好地剖析小米自然发酵的机理,为掌握并控制自然发酵提供理论依据。采用质量浓度为0.2 g/100 mL的NaOH溶液提取发酵后小米淀粉,并测定自然发酵、乳酸菌和酵母菌发酵小米淀粉溶解度、膨润度、透明度、热特性、黏度特性。结果表明,随发酵时间的延长,3种发酵方式所得小米淀粉的溶解度、膨润度和透明度均降低,且乳酸菌和酵母菌发酵小米淀粉的透明度较自然发酵下降1.4%和1.0%;乳酸菌和酵母菌发酵96 h时糊化温度较自然发酵下降1.84℃和1.13℃,峰值温度较自然发酵下降1.04℃和0.43℃;终止温度降低3.69℃和2.85℃;热焓值较自然发酵相比上升1.00 J/g和0.78 J/g;而乳酸菌和酵母菌的衰减值、回生值较自然发酵分别下降978 mPa·s和400 mPa·s、743 mPa·s和471 mPa·s,峰值黏度较自然发酵相比上升185 mPa·s和103 mPa·s。自然发酵的优势菌(乳酸菌、酵母菌)使小米淀粉发生改性,且发酵后的物化性质较自然发酵发生显著变化。     

响应面试验优化蒸汽爆破酸解制备玉米皮渣还原糖工艺及水解程度分析

为提高湿法加工玉米淀粉产生的副产物玉米皮渣中还原糖的得率,以玉米皮渣为原料,研究蒸汽爆破处理原料、酸水解法制备还原糖的最优工艺条件,对硫酸体积分数、水解时间、水解温度和料液比4 个因素分别进行单因素试验,根据单因素试验结果设计Box-Behnken试验,以还原糖含量为指标值,采用响应面分析法确定降解的最优工艺参数,通过离子色谱法分析水解产物的组分。结果表明：最优工艺参数为硫酸体积分数1.66%、水解时间1.5 h、水解温度120 ℃、料液比1∶10（g/mL）,此条件下还原糖含量为54.61%,比未经蒸汽爆破处理的降解液中还原糖含量高出9.58%。降解液经离子色谱分析后发现主要含3 种还原糖,分别为D-葡萄糖19.34 mg/mL、D-木糖16.01 mg/mL、L-阿拉伯糖10.37 mg/mL。同时对降解剩余物进行分析后发现,与原料相比蒸汽爆破酸解剩余物的纤维结构较疏松,裂解程度大,表面有孔洞和裂痕,说明蒸汽爆破酸解处理对纤维素、半纤维素及木质素的溶解力较强。这与两者降解液中还原糖含量结果相一致。     

生物发酵处理对小米淀粉分子结构及糊化特性的影响

采用0.2 g/100 m L NaOH溶液提取发酵后的小米淀粉,研究自然发酵及优势菌(乳酸菌、酵母菌)发酵后对小米淀粉颗粒特性、结晶度、官能团、分子质量、糊化及老化特性的影响。结果如下:乳酸菌、酵母菌发酵后,淀粉颗粒表面有明显的侵蚀迹象,而自然发酵淀粉颗粒表面侵蚀迹象较轻;乳酸菌发酵后小米淀粉的结晶度较自然发酵增加1.49%而酵母菌发酵减少0.33%;发酵并未改变小米淀粉官能团区的峰位,但特征峰强度减弱,乳酸菌、酵母菌发酵后小米淀粉指纹区图谱消失;未发酵小米淀粉重均分子质量为1.5×10~4~5.9×10~5 g/mol,自然发酵分子质量在2.1×10~4~5.4×10~5 g/mol,乳酸菌发酵分子质量为1.6×10~4~5.3×10~5 g/mol,酵母菌发酵分子质量为1.6×10~4~4.7×10~5 g/mol,乳酸菌、酵母菌发酵后支链淀粉长链及直链淀粉比例减少而中间及短支链淀粉的比例相对增加;乳酸菌、酵母菌发酵96 h糊化温度较自然发酵下降0.84℃和1.13℃,热焓值上升1.00 J/g和0.78 J/g;二者的回生值较自然发酵分别下降743、471 mPa·s。自然发酵的优势菌(乳酸菌、酵母菌)使小米淀粉的分子结构、糊化及老化特性发生明显变化,并在小米自然发酵过程中起主导作用。     

自然发酵对小米淀粉分子结构及凝胶特性的影响

研究自然发酵对小米淀粉凝胶特性及分子结构的影响,旨在为发酵小米淀粉改性机理的研究提供理论基础,为实现机械化、产业化生产发酵小米制品提供科学依据。采用内蒙古黄金苗小米自然发酵144 h,研究发酵对小米淀粉分子结构的影响,分析小米淀粉凝胶特性的变化,结果:自然发酵使小米淀粉的颗粒表面遭到侵蚀,但发酵未改变淀粉的A型结晶;发酵后淀粉的基团峰位未发生变化,但峰强减弱;发酵后Ⅰ区(支链淀粉)、Ⅱ区(直链淀粉)的重均分子质量降低,数均分子质量升高,未发酵小米淀粉的重均分子质量为2.5×10~4~5.9×10~5 g/mol,发酵后小米淀粉重均分子质量为2.2×10~4~5.4×10~5 g/mol。发酵后小米淀粉的回生值、最终黏度较未发酵小米淀粉降低425、470 m Pa·s;糊化温度、热焓值分别上升1.62℃、7.05 J/g;发酵后淀粉凝胶的硬度降低60.735 g,弹性降低0.707,且发酵96 h后,淀粉的凝胶特性基本趋于平稳。自然发酵后小米淀粉的分子结构发生变化,淀粉的凝胶特性改变,更适宜生产利用淀粉抗老化特性制得的产品。