蔡 敏

（廣西現(xiàn)代職業(yè)技術(shù)學(xué)院資源工程系，廣西 河池 547000）

多孔淀粉，又稱為微孔淀粉，是指淀粉酶在低于淀粉糊化溫度下水解各種原淀粉而形成的一種中空的新型變性淀粉。多孔淀粉的顆粒呈多孔狀，比表面積較大，具有良好的吸附性能，能吸附除膏狀物以外各種形式的物質(zhì)，因其具有高效、無(wú)毒、安全和可生物降解等優(yōu)點(diǎn)，在食品、藥品、化妝品和農(nóng)藥等行業(yè)具有廣泛的應(yīng)用前景。本試驗(yàn)以廣西豐富的木薯淀粉為原料，采用酶水解法制備多孔淀粉，并通過(guò)測(cè)定多孔淀粉的吸油率和微觀形貌以研究最佳的工藝條件。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

木薯淀粉（市售），葡萄糖淀粉酶（比活力5萬(wàn)U／g）、α-淀粉酶（比活力 4.2 萬(wàn) U／g），食用調(diào)和油（市售），冰醋酸（分析純），醋酸鈉（分析純）。

FN101-2A型恒溫鼓風(fēng)干燥箱，85-2A型雙向恒溫磁力攪拌器，循環(huán)水式多用真空泵，HL-200型分析天平，JSM-6360型掃描電子顯微鏡（SEM）。

1.2 多孔淀粉的制備

采用復(fù)合酶水解木薯淀粉制備微孔淀粉。稱取50g木薯淀粉，置于250mL的燒杯中，加入80mL的pH為4.7的醋酸緩沖溶液，并均勻混合成懸浮液，在43℃的水浴中預(yù)熱10min，同時(shí)用電動(dòng)攪拌機(jī)攪拌。精確稱取相當(dāng)于淀粉質(zhì)量2%的酶，并用緩沖溶液配成酶液。將酶液全部轉(zhuǎn)移到淀粉懸浮液中并開(kāi)始計(jì)時(shí)。在43℃的水浴中反應(yīng)一段時(shí)間，過(guò)濾。用蒸餾水洗滌至中性，抽濾，得到濕微孔淀粉，置于50℃的恒溫鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)干燥至恒重。

1.3 多孔淀粉吸油率的測(cè)定

干燥后的微孔淀粉過(guò)孔徑為47μm的篩后稱取10g，恒溫下與食用調(diào)和油攪拌混合30min，再用砂芯漏斗抽干直至沒(méi)有油滴下為止。分別稱量漏斗的質(zhì)量和漏斗加吸附油后的微孔淀粉的總質(zhì)量，并采用式（1）計(jì)算吸油率。

式中，S－吸油率；m1－砂芯漏斗的凈重質(zhì)量；m2－砂芯漏斗加吸附油后的微孔淀粉的總質(zhì)量。

1.4 多孔淀粉微觀形貌的觀測(cè)

采用掃描電子顯微鏡觀察多孔淀粉的微觀形貌。

2 結(jié)果與討論

2.1 酶對(duì)多孔淀粉吸油率的影響

從表1看出，不同酶水解條件下得到的多孔淀粉的吸油率有較大的差異，在相同的水解時(shí)間條件下，α-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶水解得到的多孔淀粉吸油率分別為15.3%、18.6%，而復(fù)合酶水解的多孔淀粉吸油率均在20%以上，比單酶水解的多孔淀粉的吸油率要高。這是因?yàn)棣?淀粉酶是一種內(nèi)切酶，只能水解淀粉中的一部分糖苷鍵，能夠在淀粉顆粒表面形成的孔相對(duì)較少；葡萄糖淀粉酶的活性較高，是一種外切酶，能夠水解淀粉結(jié)晶區(qū)的直鏈淀粉和部分支鏈淀粉。α-淀粉酶與葡萄糖淀粉酶協(xié)同作用時(shí)能產(chǎn)生孔數(shù)較多、吸附性能較好的多孔淀粉.隨著葡萄糖淀粉酶添加量的增加，多孔淀粉的吸油率有比較大的增長(zhǎng)，當(dāng)葡萄糖淀粉酶與α-淀粉酶的配比達(dá)到3∶1時(shí)，吸油率達(dá)到最大，為 25.11%。

表1 不同酶水解的多孔淀粉吸油率

2.2 水解時(shí)間對(duì)多孔淀粉吸油率的影響

多孔淀粉的吸附性能與酶水解時(shí)間的關(guān)系如表2所示，淀粉的水解隨著水解時(shí)間的增加而逐漸增大，淀粉顆粒上產(chǎn)生的孔數(shù)也增多，多孔淀粉的吸油率隨著增加，16h的吸油率達(dá)到了31.84%。而當(dāng)水解的時(shí)間達(dá)到24h時(shí)，多孔淀粉的吸油率有所下降，這可能是因?yàn)橄人獾氖堑矸壑袩o(wú)定形非結(jié)晶區(qū)域的支鏈淀粉，其結(jié)構(gòu)較為松散，首先會(huì)被酶水解，當(dāng)無(wú)定形區(qū)被水解完全后，酶繼續(xù)水解結(jié)晶區(qū)的直鏈淀粉和支鏈淀粉，造成淀粉整體結(jié)構(gòu)骨架的崩塌，淀粉微孔消失，吸油率下降。

表2 復(fù)合酶（葡萄糖淀粉酶∶α－淀粉酶＝3∶1）水解不同時(shí)間的多孔淀粉吸油率

圖1為復(fù)合酶水解16h得到的多孔淀粉的SEM圖，從圖中可以看出，多孔淀粉表面布滿了微小的孔洞，孔洞能夠吸附除膏狀物外的其他物質(zhì)，具有較強(qiáng)的吸附性能。

圖1 復(fù)合酶水解16h多孔淀粉微觀形貌

3 結(jié)論

復(fù)合酶水解活性較高，當(dāng)葡萄糖淀粉酶與α-淀粉酶的比值達(dá)到3∶1時(shí)，活性最大，采用復(fù)合酶水解16h得到的多孔淀粉具有最佳的吸附性能，吸油率達(dá)到了31.84%，可以生成吸附性能較強(qiáng)的多孔淀粉。從多孔淀粉的SEM圖可以看出，多孔淀粉顆粒表面具有很多的微小孔。在多孔淀粉的制備過(guò)程中，最佳的制備工藝為：采用復(fù)合酶（葡萄糖淀粉酶與 α-淀粉酶＝3∶1）水解 16h。

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