毕业设计加工过程中大米淡粉英文译文.docx

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毕业设计加工过程中大米淡粉英文译文

经过加工的大米淀粉的特性和形态

摘要：

水稻是栽培在亚洲的一种最重要的谷物。

通常，加工谷物被认为是为了改变大分子量微量营养素的生物利用率。

这种加工处理得到结晶不好的淀粉和抗性淀粉。

前者存在于各式各样的重要的经过加工的大米样品中，这说明与未加工的大米样品相比它们更容易消化。

然而，各式各样的抗性淀粉的含量从1.8％到2.6％。

用琼脂糖CL-B揭示已加工大米样品中支链淀粉含量有相当大降低的气相分配色谱法，同时还揭示了其分子量值有相当大的降低。

示差热量计的分析表明淀粉的总热特性有所变化。

X射线数据显示V型衍射图谱适用于经过处理的大米和抗性淀粉。

扫描电镜揭示了经过加工的大米样品的淀粉颗粒的特性形态变化。

经过加工的米粉中不溶性膳食纤维含量超过可溶性膳食纤维含量的三倍。

关键词：

水稻；加工；大米；淀粉；抗性淀粉；消化率；膳食纤维

绪论

占亚洲人饮食主要部分的谷物是世界各地饮食淀粉消费量的一个很重要的来源。

水稻是生长在亚洲的一种最重要的谷物，那里人们的热量消耗超过60％来自于稻米。

在印度南部它是主要的种植食物。

，因为八种必需氨基酸组成配比比较合理，虽然米蛋白的组成中赖氨酸欠缺，但它仍被视为具有优良的品质和很好的平衡性。

大米通过碾磨稻谷获得（稻谷从丰收中获得），同样的，经过初步热水浸泡蒸煮后再干燥、碾磨获得速煮米。

绝大多数稻米是作为洁白的被研磨的精大米消费的。

麸皮中包含了好几种营养成分，它的保留程度决定了稻谷的碾磨精度。

谷物被消费之前一般都经过不同的加工处理，改变了它们宏观和微量营养元素的生物利用度和其他物理化学价值。

这些是公认的，在这样的加工处理过程中淀粉有所损坏和糊化并且紧接着它的一部分老化了，这最终将导致被视为对人类有好处的碳水化合物抗性淀粉的形成。

抗性淀粉是饮食淀粉的一个重要营养部分，它类似于能避开小肠的消化和吸收的膳食纤维成分，但随后它被肠道发酵菌群发酵成短链不饱和脂肪酸类（SCFA）和气体（氢气和甲烷）。

作为一种生命起源前的纤维，抗性淀粉增加了人们结肠中的有利于细菌并且减少了致病生物体。

这种双核转变作为克服各种肠道疾病和传染病的预防机制具有了有益的药理学的影响。

引用文献9的观点，抗性淀粉的形成取决于严格的加工条件如温度，酸碱度，含湿量，加热和冷却周期的长短等。

从化学上来分析，大米抗性淀粉是一种低分子量的线性葡聚糖，它主要来源于淀粉中的老化直链淀粉部分。

关于抗性淀粉含量和不同的经过加工的（水稻和）大米样本的淀粉颗粒形态变化的科学的可利用的资料是有限和不足的。

本文描述研究的目的是为了填补这一空白。

经过加工处理，淀粉的消化率和生物利用率都有相当大的改变。

材料与方法

材料

如图一所示，通过加工处理不同种类的稻谷可以大批的获得大米，当地的Bt种类和巴斯马蒂（一种香米品种）大米，速煮米和其它经过加工的大米产品，如米粉，膨胀大米，爆米花，烤干米和粗大的，细小的大米薄片，它们都被精炼，磨碎到60筛孔碎粉状。

所有使用的化学制品是利于分析的试剂。

热稳定的α-淀粉酶（高温淀粉酶），蛋白酶，淀粉葡萄苷酶，D-葡萄糖氧化酶，氧化酶，过氧化物酶，右旋糖酐，T系列分子量标识物和CL-B琼脂糖都来自于SigmaChemicalCoMO,USA。

方法

大米淀粉的析出如前面所描述的那样。

先用葡糖淀粉酶消化预糊化材料然后用葡萄糖氧化酶方法测定淀粉含量（葡萄糖×0.9），用改性酚醛-硫酸法测定总碳水化合物，用AOAC测定含水量，用微凯氏定氮法测定氮含量。

用酶-重量法测定可溶性和不溶性膳食纤维含量，用查理斯提尔方法测定直链淀粉，结晶不好的淀粉（和/或百分之糊化淀粉）含量用AACC方法进行测定。

天然的抗性淀粉和经过加工的米粉都是由变更的凯利斯特方法测定的。

简单来说，先用在沸水中浸泡过的热稳定α-淀粉酶处理这些预糊化的大米样本，继之用脱蛋白酶脱去蛋白质。

部分水解淀粉碎片用淀粉葡萄苷酶处理，最终它们完全的解聚成葡萄糖。

因此获得的不溶性残留物在2氮氢氧化钾中离心、溶解。

由葡萄糖测定酶鉴定出：

用淀粉葡萄苷酶再次处理的水解淀粉和析出的葡萄糖存在与上层，抗性淀粉=.葡萄糖×0.9。

所有的分析测定结果用三倍和均值的形式给出。

使用装有固态锗液态氮冷却式探测器和具有2θ角度的5-40度的θ-θ测角器的斯克泰格XDS-200粉末衍射仪获得X射线衍射图谱。

使用的X射线来源于镍过滤器在30千伏时的CuKα-辐射（λ=1.5418nm）。

用于干燥样本的扫描电子显微镜放置在一个用双面胶带固定的金属底座上，这个底座在氩气氛（～100μm）下用黄金做了喷层，氩气氛是在20千伏情况下用目镜为435的扫描电子显微镜（剑桥，英国）得到的。

应用于溶解在含水85％略微高温的二甲基亚砜中的天然的和经过加工的米粉的凝胶渗透色谱（气象分配色谱法），是在初步测定为CL-B琼脂糖柱状物的情况下获得的，它们在水中被洗提。

因为总糖量和分子量是如图所示用关于分子量的对数的对比来计算的，Ve/Vo，所以它的部分被研究。

其中Ve表示洗提体积，Vo表示空隙容积。

用蓝色右旋糖轩可以测定出他们。

如[19]的前面所述，关于天然的以及经过加工的样品的体外消化是先通过淀粉的分解然后通过还原糖的分解来实现的。

差示扫描量热法分析是用科学的电流测定、UK、装配有5-40版本热量软件仪器的康柏电脑来实现的。

这种仪器是按标准程序重新校核的。

经过精确衡量的样品连同附加的水分以每分钟10度的幅度加热到25-100度的温度范围随后冷却。

用一个空杯子作为基准，每一种样品至少做两次最后给出平均值。

结果与讨论

最近一个时期，在印度南部BT大米品种已变得非常流行，它是很受大多数人欢迎和被日常食用的品种，它是一种芳香型水稻品种。

巴斯马蒂是一种用于特殊场合符合出口质量的香稻品种。

稻米通常是经过一些初级的加工处理之后被消费的。

不同种类的经过加工的大米产品（图3）正如在图1中给出的叙述一样。

大米的加工方法如碾磨，事先用水浸泡，焙烧或膨化，高压力挤压（剥落），以及烹饪都对淀粉颗粒的形态还有淀粉的功能特性有着深刻的影响。

作为加工的结果，一些稻米产品如爆米花（图3f）和大米薄片（图3j）表现出体积膨胀和表面平坦化的特点。

在图3j中，大米也可以被认为是由于稻谷沿所有侧面破裂所得，也可能是由于过量体积膨胀所得。

另一方面，无论是疏松的大米（图3g）还是大米薄片（图3i）都显示了纵向扩大，而后者也显示了那些不规则的长久优势。

除了一些轻微的形态变化，蒸米（图3c）并没有显示出任何其他有形表面的特性。

然而，粉丝（图3e）作为一种熟化和挤压的产品，只展现出了均匀的细丝。

正如人们所知道的那样，有一种特殊的大米品种如Bt品种虽然适合标准的和常规的烹饪或消费，但在制造其他大米产品如疏松大米等时它被认为不是太好，因此，从这一点来看，准备在市场上流通的用不同的稻米品种加工的各种大米产品可以直接从本地市场获得。

然而，市场上存在最适合的品种。

牢记这一点，当以特殊的水稻品种用于制备各种大米产品时，淀粉的某些理化化学特性方面微小的变化是必然的，所提供的对大米产品的讨论是相当普及的不要把它归公于任何可能存在的品种差异。

在研究过程中，我们的主要重点是描述稻米由于各种加工处理导致淀粉特性及形态的变化，而不是如上文中提到的单单是进行有明确目的的比较。

天然稻米和不同的经过加工的大米产品的整体组成在表1中被给出。

煮半熟是一种包括事先用水浸泡，蒸煮，烘干和碾磨的热液过程，在这一过程中淀粉的结晶度指数花生了显著的变化。

营养的速煮米因为它富含维生素和营养成分而变得更有价值，同时它又是保存更长久的大米产品。

特别的，在准备各式各样现成的点心或早餐中一些大米产品得到了广泛应用，由于它们易于被消化并且能够充分满足能量消耗的需要而尤其得到老年或生病人群的喜爱。

最近，人们注意到由于不同的加工处理方法一些大米产品的组成发生了相当大的变化。

除细的大米薄片具有略高于13.2％的含湿量外，其他所有大米产品都具有9-11％的含湿量。

在符合上述的前提下，由于微生物侵扰引起样品的变质，和其它产品相比室温下前者的贮存期通常会更短。

所有的大米产品显示其蛋白质含量在6-7％的范围内，总碳水化合物含量在80%以上。

因为八种必需氨基酸组成配比比较合理，虽然米蛋白的组成中赖氨酸欠缺，但它仍被视为具有优良的品质。

这种特性使大米有资格成为一种独特的谷物颗粒。

大米淀粉的直链淀粉含量在23-27％的范围之内。

在任何类型的加工工序中，部分淀粉颗粒能承受机械损伤，这是有证可查的，其变化程度的多样性取决于严格的加工条件。

在一些食品中结晶不好的淀粉的含量（其中还包括糊化淀粉）是一项重要的质量指标参数，即用此来评价小麦粉为软质或硬质。

破损淀粉颗粒能吸收更多的水，同时更容易受到影响而使淀粉分解。

事实上，在一些食品的准备工作中一种适宜等级的结晶不好淀粉的含量是合乎需要的。

例如，在烘面包时，它有助于水合反应并且能提高发酵能力。

然而，过量的结晶不好淀粉含量是不利的，因为它造成了不良流变功能和食品的不合格。

天然米粉的结晶不好淀粉含量为百分之八，而所有经过加工的米粉呈现出更高的结晶不好淀粉含量（糊化淀粉）。

在膨胀大米中后者的含量是最大值，这与它具有相对较高的体外消化率值相一致。

天然和经过加工的米粉都显示不溶性膳食纤维含量超过剩余水溶性膳食纤维含量的三倍。

前者形成在对含淀粉的原材料的加工过程中，其像不溶性纤维的部分生理功能那样起作用，然而它包含抗性淀粉。

抗性淀粉被视为一种“人工”的膳食纤维，它通常被标记为“更好地为您”的碳水化合物。

因为它多方面的健康益处，包括减少患结肠癌的危险，恢复或愈合衬砌的大小肠，以及能积极改善对胰岛素的敏感性/有效性和免疫系统。

所以饮食中抗性淀粉的消耗使身体杀死恶性肿瘤细胞的能力提高了30％。

自身过多的抗性淀粉，它的（微生物）发酵产品，特别是丁酸的形成，它的胰岛素灵敏度以及对血糖反应试餐的影响降低，对身体组织有好处。

胰岛素灵敏度降低被认为是新陈代谢症状群的一种生物标记，例如，综合风险系数导致了心脏病，肥胖，癌症以及其他主要身体疾病的危险增加。

胰岛素灵敏度也与食欲控制和体重减轻有关。

这表明经过反复加工处理（加热和冷却）可能获得高达30％以上的抗性淀粉含量。

在一些经过加工的大米样品例如烘干的大米，爆米花，膨胀大米（见表1）中抗性淀粉的含量略微高些。

加工条件，特别是加热冷却控制的温度，pH值和含湿量都影响着成形抗性淀粉的净含量[26]。

前面，已经揭示大米抗性淀粉是一种低分子量线性的α1,4-D-葡聚糖，它实质上来自于淀粉中部分老化的直链淀粉部分[10]。

最低链长为30-40的葡萄糖残留物是形成抗性淀粉所必需的。

当用类脂物或其他分子预防抗性淀粉形成时，长的线性的葡聚糖链促进了它们的络合。

在淀粉的凝结过程中双螺旋及结晶样品受到破坏。

天然米粉以及大米淀粉显示其吸热峰值大约为71-74度。

这是广泛存在的并且相当于它们的凝固温度范围。

它们焓值发生的一些变化可能是由于其整体的凝胶化处理，尤其受到粗磨谷粉中的相关非淀粉聚合物的影响。

经过加工的大米样品焓值的减少还可以归因于在粗磨谷粉中存在较高数量的蛋白质和类脂物，这些物质将抑制淀粉凝胶化，也减少了淀粉本身在样品中的净含量。

所有样品均显示放热峰值在63度左右。

由于加工处理过程中发生了初步凝胶化，经过加工的大米样品中焓变化值相当低。

经过加工的样品的水含量的变化也改变了整体的散热特性，例如，由于水作用塑化的影响，减少了TG值增加了焓变化值[29]。

焓值变化主要反映了双螺旋分子结构的损耗，这表明支链淀粉中比较长的链支化含量/特性的差异引起这种变化，需要一个更高的温度才能彻底的分解它[30]。

用CL-B琼脂糖揭示直链淀粉部分含量变化以及直链淀粉和支链淀粉部分在分子量方面的相当大变化的气相分配色谱如图4所示。

和那些天然的未经加工的大米成分相比，经过加工的大米直链淀粉部分的分子量为78kDa，而支链淀粉的是0.9×106kDa。

事实上，个体峰值从外观到分子量分布程度（多分散性）都具有一种接近于低分子量范围的趋势。

经过加工的大米抗性淀粉分子量的单峰值是41kDa。

前面的研究结果表明，通过气象分配色谱法分析和结构研究，来源于重复蒸压气冷大米、爪哇酒曲和小麦的抗性淀粉是一种低分子量的线性的α1,4-D-葡聚糖，它实质上主要是来源于老化的直链淀粉部分。

与此相反，来源于经过加工的鹰嘴豆的抗性淀粉被证明含有相当可观的枝状材料，而来源于经过加工的孟加拉国鹰嘴豆和红色鹰嘴豆的抗性淀粉具有低分子量的同时又含有1,4和1,6-糖苷配糖键，这些由苯甲基键分析和13cnmr数据可以看出。

有关天然和经过加工的米粉的X射线衍射图谱如图5给出。

典型的A型衍射图谱被认为适合于天然的米粉，然而具有老化淀粉特征的V型衍色图谱被认为适合于经过加工的米粉。

对准11.84，14.92，16.92，18.0和23.18的2θ衍射带具有在大米、小麦等中发现的A型淀粉的特征，然而加工后的结晶度格局得到修改，以V型格局具有的2θ衍射带对准12.10，14.82，18.28，19.64和20.80，它们具有老化淀粉的特点。

此外，其他几个有关中等和弱强度的衍射带也被认为具有A型和V型淀粉的特征。

当然，关于衍射带的一些细微的差异可归功于品种的差异在水稻栽培中的应用。

然而，这些衍射的相对强度依赖于在加工过程中淀粉的糊化程度，以及他们的相对湿度。

相比之下，巴斯马蒂大米淀粉显示出比较尖锐的衍射图谱，这很可能是由于它更好的结晶度和水合作用性能。

在结晶顺序上的一些差异规定了淀粉极易感性的胰腺消化能力，V型淀粉相当于被难熔性的酶消化。

在经过加工的大米面粉中扫描电镜扫描到几个有趣的形态特征。

在图（6B）中可以清楚地看到，经过加工的大米面粉中聚六边形淀粉颗粒没有什么特殊的。

免煮技术是一种直接应用于稻谷的加工技术，虽然离析的淀粉颗粒（图6D）在某种程度上有明显的体积膨胀趋势，但仍然保留了天然大米淀粉颗粒的部分形态特征。

根据所采用的处理工艺的不同，有些颗粒出现了复合成的膨胀，局部糊化的部分表现出更多的无定形的特点。

膨胀的大米（图6E）显示出细薄片的不同形状和大小。

在扫描电镜中，大米薄片（厚和薄）没有太大的差异可辨别，相反，大量的粒状片段清晰可见（图6I,J），这些也出现在粉丝中（图6F），疏松的大米淀粉也呈现薄片状（图6G）。

然而，颗粒的形态完全丧失，取而代之的是伴随着一些小片段的膨胀的聚合物，其不规则的排列清晰可见。

在大多数经过加工的米粉淀粉中，粗颗粒表面清晰可辨。

像制造胡椒陶器的效果一样，一些表面上的印凹痕（图6小时）可以被发现。

后者可能有助于酶的渗透，并增加了在体外/体内消化率。

不过，在所有的样本中，颗粒的膨胀和扩张是可以看见的。

大米和经过加工的大米产品的体外消化率列在表1中。

它们大都显示或多或少的可比较的消化率价值。

可能是因为存在结晶不好的（糊化）淀粉，一些经过加工的大米样品的消化率稍微高，它是表示粮食质量的一个参数。

淀粉的消化率也取决于其他因素如非淀粉多糖的性质、含量和蛋白质/脂质。

复杂的淀粉和蛋白质/脂质构成相对地降低了淀粉消化率。

直链淀粉具有较高的形成直链淀粉复杂化合物的趋势，特别是在加工过程中和改变消化率特性时。

结论

总之，这项研究已揭示出其在大米加工过程中改变淀粉颗粒形态和提高淀粉消化率的特征等特定因素方面具有的重要意义。

由于不同的加工处理方法，抗性淀粉含量也存在相当大的变化。

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