馬鈴薯淀粉-大蒜復(fù)合體系脫除研究

馬鈴薯淀粉-大蒜復(fù)合體系脫除研究

大蒜是百合科的一種叢生藥物。它起源于歐洲和亞洲西部。這是中國人喜歡的香辛味飲料。大蒜的主要活性物質(zhì)中含有獨(dú)特的大蒜味道。主要藥物是含有硫的有機(jī)化合物（osec），如二烯基二硫醚、二烯基三硫醚、二烯基二硫醚和二烯基丙烯基醚。為了改善不良蒜臭味,國內(nèi)外學(xué)者研究了多種大蒜脫臭的方法,依據(jù)大蒜脫臭機(jī)理的不同,主要包括:1)抑制和鈍化蒜氨酸酶的活性馬鈴薯淀粉是一種產(chǎn)量僅次于玉米淀粉的植物性食用淀粉,被廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)領(lǐng)域1材料和方法1.1大蒜與大蒜提取物vuml.大蒜購于天津市農(nóng)貿(mào)市場,天津科技大學(xué)天然產(chǎn)物教研室鑒定為百合科蔥屬植物(AlliumsativumL.)的鱗莖,新鮮大蒜的水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)約53.6%。馬鈴薯淀粉(直鏈淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為22%,水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為16%)u2005寧夏固原六盤山淀粉有限公司;大蒜素標(biāo)準(zhǔn)品(批號(hào):100384-201403)u2005中國藥品生物制品鑒定所;甲醇(色譜純)u2005德國默克公司。1.2儀器、檢測方法PhilipsXL-30型SEMu2005荷蘭飛利浦公司;1260高效液相色譜儀、1200GC-MS儀u2005安捷倫科技(中國)有限公司;RigakuD/max2500XRD儀u2005日本理學(xué)株式會(huì)社;TGA-50TG分析儀u2005日本Kyoto公司。1.3方法1.3.1大蒜粉的制備新鮮大蒜去皮、洗凈,擠壓成蒜泥待用。精密稱取適量馬鈴薯淀粉,同時(shí)加入一定質(zhì)量的大蒜(干基)于研缽中,將上述混合物以90r/min平均速率手動(dòng)研磨至所需時(shí)間,用無水乙醇洗脫馬鈴薯淀粉表面未被包埋的大蒜素,直到洗凈,25℃條件下真空干燥至恒質(zhì)量,過100目篩,得研磨后的產(chǎn)物。大蒜粉的制備:精密稱取上述新鮮大蒜適量,研磨成蒜泥,25℃條件下真空干燥至恒質(zhì)量,研磨成細(xì)粉,過200目篩即得。物理混合物的制備:精密稱取大蒜粉(干基)1.0g,馬鈴薯淀粉3.0g,分別將其研磨2.5h,振蕩15min后,混合均勻,過100目篩即得。1.3.2色譜柱的確定精密稱取研磨后產(chǎn)物500mg于25mL離心管中,加入6mL水,密封,于25℃、1000r/min條件下離心45min。收集上清液1200r/min離心15min,冷卻至室溫,加入6mL甲醇后在25℃條件下超聲30min,然后在4℃、8000r/min條件下離心10min,將上述上清液過0.22μm濾膜待用根據(jù)大蒜素的化學(xué)性質(zhì),選擇填充劑為十八烷基硅烷鍵合硅膠的色譜柱。色譜條件如下:流動(dòng)相為V(甲醇)∶V(水)=85∶15,檢測波長為254nm,進(jìn)樣量為10μL,流速為1mL/min,色譜柱為welchXB-C研磨后產(chǎn)物中大蒜素的含量測定依據(jù)大蒜素標(biāo)準(zhǔn)品的校正曲線方程計(jì)算,Y=1.4766X-12.8420(R式中:m1.3.3大蒜去除消毒的感官評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)感官鑒評(píng)法由10名實(shí)驗(yàn)室的同學(xué)組成,按照男女比例1∶1組建評(píng)價(jià)小組,經(jīng)過培訓(xùn)后,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行品評(píng)打分1.3.4研磨后產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)性能1.3.4.面殘余的淀粉顆粒于紅外燈下用雙面膠將干燥后的待測樣品固定在銅板臺(tái)上,用吸耳球吹走表面多余的淀粉樣品顆粒。然后將銅板置于涂膜機(jī)上進(jìn)行噴金,并將處理后的樣品保存于干燥器中。測試時(shí)將淀粉樣品置于XL-30SEM內(nèi)倉中,觀察并拍攝具有代表性的淀粉顆粒形貌,加速電壓設(shè)置為5.00kV1.3.4.保持水分含量待測樣品于D/max2500型廣角XRD儀進(jìn)行測試,樣品應(yīng)保持平衡水分含量并過120目篩。實(shí)驗(yàn)條件:Cu-Κα1(λ=0.1541nm)、電壓40kV、電流25mA、2θ起始角5°、終止角60°、掃描速率12°/min1.3.4.ft-ir分析采用Vector22型FT-IR儀對(duì)樣品鑒定分析。樣品采用KBr壓片法制樣:稱量樣品90mg左右,并與120mg干燥的KBr混合,在紅外燈下研磨細(xì)致并混勻二者,然后用氣動(dòng)壓片機(jī)將其壓成近半透明的薄片,將薄片放入樣品室內(nèi),最后在相同條件下測定每個(gè)樣品的FT-IR圖。實(shí)驗(yàn)條件:掃描范圍為400~4000cm1.3.4.升溫區(qū)間及氮?dú)獠捎勉煒?biāo)定儀器,依次分別取10mg左右樣品置于小坩堝中,升溫速率為10℃/min,升溫區(qū)間為25~600℃,氮?dú)鉃楸Ｗo(hù)氣,氮?dú)饬魉?0.0mL/min。分別記錄樣品的差熱分析(differentialthermalanalysis,DTA)、TG分析、溫度和質(zhì)量的數(shù)據(jù)1.3.4.彈性石英毛細(xì)管柱精密稱取新鮮大蒜10g,洗凈、粉碎,35℃酶解1h,依據(jù)《中華人民共和國藥典一部(2015版)》的方法水蒸氣蒸餾提取大蒜揮發(fā)油色譜條件:色譜柱為HB-5彈性石英毛細(xì)管柱(30m×0.25mm,0.25μm);載氣為高純氦氣(99.999%),載氣流量1.0mL/min,柱溫50℃時(shí),保留時(shí)間10min,以3℃/min升溫至300℃,持續(xù)10min,汽化室溫度270℃,柱前壓50.00kPa,進(jìn)樣量1μL,分流比20∶1。質(zhì)譜條件:電子轟擊離子源,溫度230℃,四極桿溫度為150℃,電子能量70eV,發(fā)射電流36.7μA,倍增器電壓1120V,接口溫度280℃,質(zhì)量范圍20~450amu1.4duncan’s多重比較實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。采用Origin8.5軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析(analysisofvariance,ANOVA),采用Duncan’s多重比較,差異性顯著限定P<0.05。由圖1可知,在馬鈴薯淀粉與大蒜(干基)質(zhì)量比為1∶1~3∶1時(shí),大蒜素包埋率和產(chǎn)物的感官評(píng)價(jià)得分顯著上升(P<0.05),當(dāng)馬鈴薯淀粉與大蒜(干基)質(zhì)量比從3∶1增大至5∶1時(shí),大蒜素包埋率和產(chǎn)物的感官評(píng)價(jià)得分顯著下降(P<0.05),這是因?yàn)轳R鈴薯淀粉與大蒜的質(zhì)量比是決定研磨后產(chǎn)物形成的主要因素2.1.2著上升p>0.05由圖2可知,當(dāng)研磨時(shí)間由1.0h延長至2.5h時(shí),大蒜素包埋率和產(chǎn)物的感官評(píng)價(jià)得分顯著上升(P<0.05)。大蒜素包埋率由45.22%提高到90.63%,感官評(píng)價(jià)得分由55分增加到95分,這是由于隨著研磨時(shí)間的延長,受研磨活化的淀粉顆粒越多,大蒜中的大蒜素已經(jīng)完全充分地占據(jù)淀粉螺旋空腔內(nèi),促進(jìn)淀粉的雙螺旋構(gòu)象轉(zhuǎn)化為單螺旋構(gòu)象,形成淀粉與大蒜的復(fù)合物2.2研磨后產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)性能2.2.1研磨后產(chǎn)物的顆粒形貌由圖3可知,馬鈴薯淀粉呈卵形或球形,表面光滑、顆粒完整;研磨后產(chǎn)物球形結(jié)構(gòu)的表面有深淺不一的凹陷,說明在機(jī)械力的作用下,馬鈴薯淀粉顆粒被打破,形成不規(guī)則形狀,研磨后產(chǎn)物的顆粒形貌與馬鈴薯淀粉有明顯區(qū)別。2.2.2非結(jié)晶區(qū)結(jié)晶由圖4可知,馬鈴薯淀粉顆粒屬于多晶體系,由結(jié)晶區(qū)和非結(jié)晶區(qū)2部分組成,在2θ為5.0°、17.0°、20.0°、22.8°、24.2°處呈明顯的尖峰衍射,屬于B型和V型的混合型結(jié)晶2.2.3研磨產(chǎn)物的ft-i分析由圖5可知,馬鈴薯淀粉、研磨后馬鈴薯淀粉、大蒜粉、物理混合物及研磨后產(chǎn)物在3400~3600cm2.2.4熱分解階段e由圖6可知,馬鈴薯淀粉(圖6A)和研磨后產(chǎn)物(圖6E)有2個(gè)熱分解階段,分別為50~90℃和150~400℃。第1階段主要由失水引起,第2階段為質(zhì)量損失,主要是淀粉分子鏈之間的破壞和研磨后產(chǎn)物中有機(jī)硫化合物成分發(fā)生碳化2.2.5表1和表2經(jīng)GC-MS聯(lián)用儀分析,從新鮮的大蒜粉和研磨后產(chǎn)物中均檢測出11種OSCs揮發(fā)性成分,所檢定的研磨后產(chǎn)物中各種化學(xué)成分及其相對(duì)含量見表2和圖7。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)色譜峰來自美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院(NationalInstituteofStandardsandTechnology,NIST)和Wiley數(shù)據(jù)庫,由此判斷,圖7A大蒜粉中OSCs主要有二烯丙基二硫醚(36.131%)、二烯丙基三硫醚(26.190%)、甲基烯丙基三硫醚(9.153%)、甲基丙基二硫醚(6.538%),結(jié)果與Martín-Lagos等3研磨后產(chǎn)物的穩(wěn)定性和穩(wěn)定性變化以馬鈴薯淀粉為包埋材料,采用研磨法解決最復(fù)雜的大蒜脫臭工藝。在常溫下進(jìn)行研磨,不需添加其他物質(zhì),利用淀粉疏水性的螺旋空腔包埋脫除大蒜的臭味,當(dāng)?shù)矸叟c大蒜(干基)質(zhì)量比為3∶1、研磨時(shí)間為2.5h時(shí),得到大蒜素的包埋率為(90.63±1.11)%,研磨后產(chǎn)物的脫臭效果為95分。運(yùn)用SEM、XRD、FT-IR、TG、GC-MS聯(lián)用等現(xiàn)代分析技術(shù)表征樣品結(jié)構(gòu),SEM分析發(fā)現(xiàn)研磨后產(chǎn)物呈現(xiàn)團(tuán)聚結(jié)構(gòu),淀粉顆粒被破壞,XRD說明研磨后產(chǎn)物中淀粉的結(jié)晶度降低,FT-IR和TG分析進(jìn)一步確認(rèn)研磨后產(chǎn)物與大蒜粉相比,熱穩(wěn)定性顯著提高,GC-MS結(jié)果表明新鮮大蒜粉中的11種OSCs成分在研磨后產(chǎn)物中被全部檢出,說明通過研磨法,馬鈴薯淀粉既能有效包埋脫除大蒜的臭味,又不損失大蒜的活性成分。引文格式:管蘋,張黎明,郝利民,等.馬鈴薯淀粉包埋脫除大蒜臭味[J].食品科學(xué),2018,39(5):148-154.DOI:10.7506/spkx1002-6630-201805023.GUANPing,ZHANGLiming,HAOLimin,etal.Odo