大豆蛋白肽-玉米淀粉復(fù)合物的制備及其性質(zhì)研究

趙德厚，郝 帥，朱智杰，杜先鋒

大豆蛋白肽-玉米淀粉復(fù)合物的制備及其性質(zhì)研究

趙德厚，郝 帥，朱智杰，杜先鋒*

(安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)茶與食品科技學(xué)院，安徽省農(nóng)產(chǎn)品加工工程實(shí)驗(yàn)室，合肥 230036)

以玉米淀粉為原料，采用了壓熱-酶法并加入一定量的大豆蛋白肽（5%、10%、15%和20%,）制備了大豆蛋白肽-玉米淀粉復(fù)合物，研究了復(fù)合物的理化性質(zhì)和體外消化性。結(jié)果表明，玉米淀粉顆粒為橢球形或多棱角形，而復(fù)合物形貌受到了嚴(yán)重的破壞，為大小不一的片狀結(jié)構(gòu)。復(fù)合物紅外光譜的-OH向低波數(shù)處移動(dòng)，說明和玉米淀粉相比，復(fù)合物分子的有序性升高。玉米淀粉的結(jié)晶結(jié)構(gòu)為A型，經(jīng)過壓熱-酶處理后的復(fù)合物結(jié)晶結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯改變，變?yōu)锽+V型結(jié)構(gòu)。復(fù)合物的熔融溫度最高為126.81 ℃，說明復(fù)合物的崩解溫度很高，結(jié)晶結(jié)構(gòu)緊密并且熱穩(wěn)定性更高。復(fù)合物的體外消化性顯著降低，抗性淀粉含量大幅提高，并且隨著大豆肽添加量的增加抗酶解性逐漸升高。大豆蛋白肽與淀粉之間主要的相互作用力為氫鍵，相互作用產(chǎn)生的復(fù)合物性質(zhì)發(fā)生了很大的改變，對(duì)其特性進(jìn)行研究可以為在食品領(lǐng)域的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

玉米淀粉；大豆蛋白肽；復(fù)合物；抗性淀粉；相互作用力

淀粉是一種天然的高分子聚合物，由直鏈淀粉和支鏈淀粉組成，廣泛存在于谷物、豆類、薯類和塊莖等高等植物中[1]。我國(guó)產(chǎn)量最大的淀粉種類是玉米淀粉，產(chǎn)量遠(yuǎn)高于其他淀粉，我國(guó)已經(jīng)成為僅次于美國(guó)的全球第二大玉米淀粉生產(chǎn)國(guó)家[2]。玉米淀粉近年來被廣泛應(yīng)用于食品、制藥、紡織以及化妝品行業(yè)[3]。淀粉按其在人體內(nèi)的消化速率可以分為3類：快消化淀粉（RDS）、慢消化淀粉（SDS）和抗性淀粉（RS）[4]。RS3（回生淀粉）具有很好的抗酶解性、熱穩(wěn)定性和安全性，是目前研究最廣泛的一類抗性淀粉[5]。目前制備RS3的主要方法有：壓熱處理、超聲波處理、酸水解、濕熱處理、微波輻射、酶解處理等[6]。

近年研究發(fā)現(xiàn)，無機(jī)鹽類、多酚、脂肪酸和多肽可以與淀粉分子之間發(fā)生相互作用，兩者可以通過靜電相互作用、范德華力、疏水相互作用和氫鍵等分子間作用力發(fā)生結(jié)合，能夠改變淀粉的理化性質(zhì)和體外消化性[7-8]。Zeng等[9]研究發(fā)現(xiàn)，壓熱-酶法處理可以有效地破壞淀粉的分子結(jié)構(gòu)，減小淀粉分子的分子量，對(duì)RS3的形成有很大的促進(jìn)作用，是一種新型制備RS3的方法。劉成龍等[10]研究發(fā)現(xiàn)，蛋白質(zhì)可以與淀粉之間發(fā)生酯化反應(yīng)，能夠改變淀粉的晶型結(jié)構(gòu)，并提高了淀粉的熱穩(wěn)定性，改變了淀粉的糊化和流變性質(zhì)。蛋白質(zhì)與多肽還是影響淀粉消化特性的重要因素，O?ate Narciso等[8]研究發(fā)現(xiàn)，不同添加量的豌豆蛋白對(duì)大米淀粉的消化性影響不同，隨著添加量的增加，大米的慢消化淀粉和抗性淀粉的含量均有提高，由于多肽分子量遠(yuǎn)小于蛋白質(zhì)，所以更容易與淀粉分子間發(fā)生相互作用。付田田等[7]研究了谷物蛋白和谷物蛋白肽對(duì)大米淀粉消化性的影響，結(jié)果表明谷物蛋白和谷物蛋白肽均能降低大米淀粉的消化性，但谷物蛋白肽的作用明顯高于谷物蛋白。

大豆蛋白肽是植物肽中唯一的氨基酸種類搭配均勻的多肽，在人體內(nèi)很容易被消化吸收，具有非常高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[11]。作者采用壓熱-酶法制備大豆蛋白肽-玉米淀粉復(fù)合物，并對(duì)其性質(zhì)進(jìn)行研究，以期豐富淀粉與多肽的相互作用理論，為開發(fā)限制碳水化合物的飲食和以蛋白質(zhì)為基礎(chǔ)的功能食品提供基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

玉米淀粉（食品級(jí)），四川友嘉食品有限公司；大豆蛋白肽（食品級(jí)），中食都慶生物技術(shù)有限公司；冰醋酸，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；普魯蘭酶 （1 000 U·g-1），美國(guó)MACKLIN公司；α-淀粉酶 （4 000 U·g-1），美國(guó)sigma公司；糖化酶(10萬U·g-1)，美國(guó)sigma公司；尿素，阿拉丁有限公司；氯化鈉，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；二硫蘇糖醇，安耐吉化學(xué)有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

手提式壓力高壓滅菌鍋，上海申安有限公司；ZD-85A氣浴恒溫恒速振蕩器，江蘇金壇市金城國(guó)勝實(shí)驗(yàn)儀器廠；UV-2102C 型紫外可見分光光度計(jì)，尤尼柯（上海）儀器有限公司；Christ Gamma冷凍干燥機(jī)，北京博勱行儀器有限公司S-4800掃描電子顯微鏡，日本Hitachi公司；DSC8000差式掃描量熱儀，美國(guó)PE公司；TTR-Ⅲ X射線衍射儀，日本理學(xué)公司；Nicoletteis50傅里葉紅外光譜儀，美國(guó)賽默爾飛世爾公司；DHR-3 旋轉(zhuǎn)流變儀，美國(guó)TA有限公司。

1.3 方法

1.3.1 大豆蛋白肽-玉米淀粉復(fù)合物的制備 稱取5 g玉米淀粉(CS)，加入到配制好的100 mL pH 5.7的醋酸鹽緩沖液中，配制成5%濃度的淀粉乳液，并按照不同的添加量0%、5%、10%、15%和20%（基于淀粉質(zhì)量，）加入大豆蛋白肽（SPP）；混合后，在100 ℃沸水浴糊化30 min，然后再轉(zhuǎn)移至高壓滅菌鍋中130 ℃高溫糊化30 min，取出待降至58 ℃后，加入普魯蘭酶，酶用量6 U·g-1，在氣浴恒溫振蕩器中58 ℃保溫6 h，接著將酶脫支處理后的樣品在沸水浴中進(jìn)行滅酶處理（20 min），待冷卻至室溫后放入4 ℃冰箱中回生7 d；將回生后的樣品冷凍干燥，研磨后過200目篩，得到大豆蛋白肽-玉米淀粉復(fù)合物（SPP/RS）。按照大豆肽不同添加量分別命名為0%SPP-RS、5%SPP-RS、10%SPP-RS、15%SPP-RS和20%SPP-RS。

1.3.2 大豆蛋白肽-玉米淀粉復(fù)合物形態(tài)的觀察 用棉簽取少量樣品涂抹至帶有導(dǎo)電膠的樣品座上，在真空條件下進(jìn)行鍍金處理，進(jìn)行掃描電鏡觀察。

1.3.3 紅外光譜測(cè)定 采用KBr壓片法測(cè)定樣品在400 ～ 4 000 cm-1波長(zhǎng)范圍內(nèi)的吸收光譜，分辨率4 cm-1，掃描次數(shù)16次。

1.3.4 X-射線衍射測(cè)定 通過X-射線衍射（XRD）測(cè)定樣品的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，在電壓40 kV和電流200 mA下，衍射角（2θ）范圍設(shè)定為3 ～ 50。

1.3.5 熱力學(xué)性質(zhì)測(cè)定（DSC） 使用差式掃描量熱儀（DSC）測(cè)量樣品的熱力學(xué)性質(zhì)。設(shè)定條件為:以10 ℃·min-1的速率從25 ℃升溫到150 ℃，利用儀器上的分析軟件對(duì)大豆蛋白肽-玉米淀粉復(fù)合物的相轉(zhuǎn)變溫度（To、Tp和Tc）和焓變（ΔH）進(jìn)行了分析計(jì)算。

1.3.6 體外消化性能的測(cè)定 體外消化的測(cè)定參考Englyst等[12]的方法進(jìn)行測(cè)定，稱取100 mg樣品粉末放入100 mL錐形瓶中，加入pH為5.2的醋酸鹽緩沖液15 mL，在沸水中糊化30 min后冷卻至室溫，然后加入10 mL α-淀粉酶與糖化酶的混合酶液（α-淀粉酶濃度為290 U·mL-1, 糖化酶濃度為15 U·mL-1），在37 ℃氣浴恒溫振蕩搖床中振蕩2 h，分別在第20 min和第120 min取1 mL酶解液，加入4 mL無水乙醇滅酶，反應(yīng)液在4 000 r·min-1下離心20 min后，吸取1 mL上清液用DNS法測(cè)定葡萄糖的含量，通過公式計(jì)算出淀粉水解率，快消化淀粉（RDS）、慢消化淀粉（SDS）和抗性淀粉（RS）的含量。

式中：20為淀粉經(jīng)酶水解后第20 min產(chǎn)生的葡萄糖含量（mg）；120為淀粉經(jīng)酶水解后第120 min產(chǎn)生的葡萄糖含量（mg）；為樣品中總淀粉含量（mg）。

1.3.7 淀粉與多肽相互作用力的測(cè)定 相互作用力的測(cè)定參考Joshi等[13]方法，按1∶0.3的比例稱取玉米淀粉和大豆蛋白肽，加入純水后配制成淀粉濃度占比為6%的溶液，分別加入5%的0.1、0.2和0.3 mol·L-1的NaCl溶液與尿素溶液和5%濃度為5、10和50 mmol·L-1的二硫蘇糖醇（DTT）溶液；將混合溶液在沸水浴加熱30 min后放在50 ℃水中保溫。然后進(jìn)行應(yīng)變掃描尋找線性粘彈區(qū)，程序?yàn)椋侯l率1 Hz，應(yīng)變掃描范圍0.1% ～10%，選取合適的應(yīng)變?cè)龠M(jìn)行頻率掃描，記錄混合物儲(chǔ)能模量G′和損耗模量G″的變化。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用 SPSS 25軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性分析（< 0.05），利用Origin Pro 2018 軟件進(jìn)行繪圖。數(shù)據(jù)結(jié)果表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差，所有試驗(yàn)至少重復(fù)3次。

2 結(jié)果與分析

2.1 大豆蛋白肽-玉米淀粉復(fù)合物形貌的觀察

從圖1可以看出，玉米原淀粉顆粒的表面較為光滑，外觀大多為橢球形或多棱角形，經(jīng)過壓熱糊化-酶脫支-老化處理制成復(fù)合物后，顆粒形貌受到了嚴(yán)重的破壞，復(fù)合物不再像原淀粉顆粒那樣有比較規(guī)則的形貌。復(fù)合物的形貌主要為大小不一的碎片，片層結(jié)構(gòu)十分明顯，表面不再像之前一樣光滑，而是出現(xiàn)了較多的皺褶和溝壑，變得十分粗糙并且坍塌結(jié)構(gòu)十分明顯。隨著大豆蛋白肽添加量的增加，復(fù)合物碎片的尺寸逐漸縮小，成團(tuán)結(jié)構(gòu)不再明顯。這是由于原淀粉經(jīng)過高溫高壓糊化處理后，淀粉顆粒迅速吸水膨脹并導(dǎo)致顆粒破裂，直鏈淀粉溶出，當(dāng)溫度上升時(shí)，淀粉分子加劇振動(dòng)，分子之間氫鍵被破壞，淀粉分子有更多的結(jié)合位點(diǎn)能與水分子形成氫鍵；當(dāng)溫度繼續(xù)上升至糊化溫度時(shí)，水分子進(jìn)入了微晶束結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致了結(jié)晶區(qū)的大小和數(shù)目均減小，最后雙折射以及結(jié)晶結(jié)構(gòu)消失，變?yōu)闊o序的狀態(tài)，形態(tài)遭到了嚴(yán)重破壞再經(jīng)過酶脫支和冷卻老化處理后，直鏈淀粉分子鏈通過氫鍵結(jié)合，相互平行靠攏及重排形成了高度致密的、結(jié)晶化的分子微束，使其具有十分堅(jiān)硬且穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)并具有了很強(qiáng)的抗酶解功能[14]。大豆蛋白肽的加入影響了直鏈淀粉的回生老化，阻礙了淀粉分子之間的聚集，使重結(jié)晶后形成的復(fù)合物尺寸減小，結(jié)構(gòu)不緊密[15]。

2.2 紅外光譜分析大豆蛋白肽-玉米淀粉復(fù)合物

傅里葉紅外光譜（FT-IR）是現(xiàn)代一種常用的測(cè)試分子內(nèi)基團(tuán)變化的檢測(cè)手段，也可以通過羥基伸縮振動(dòng)峰的改變分析出分子間氫鍵的結(jié)合強(qiáng)弱的變化。常見的紅外吸收區(qū)域主要有：-OH 3 700～3 200 cm-1、C-H 3 100～2 800 cm-1、C=O 2 000～1 500 cm-1、伯醇羥基C-O伸縮振動(dòng)1 200～1 100 cm-1、伯羥吡喃糖環(huán)C-O伸縮振動(dòng)1 090～1 050 cm-1、吡喃環(huán)的非對(duì)稱伸縮振動(dòng)950～900 cm-1、吡喃環(huán)的對(duì)稱伸縮振動(dòng)800～750 cm-1[16]。如圖2所示，玉米原淀粉在3 423.77 cm-1處出現(xiàn)了羥基伸縮振動(dòng)峰，在2 930.82 cm-1處出現(xiàn)了飽和C-H的伸縮振動(dòng)峰，1 651.71 cm-1處為C=O的吸收峰，1 158.33、1 081.10和1 016.21 cm-1處分別為伯仲、醇羥基連接的C-O的吸收峰與吡喃糖環(huán)的C-O吸收峰[16]，929.46 cm-1處為吡喃環(huán)的非對(duì)稱伸縮振動(dòng)峰（D-吡喃葡萄糖的Ⅰ型吸收帶），763.89 cm-1處為吡喃葡萄糖的對(duì)稱伸縮振動(dòng)峰（D-吡喃葡萄糖的Ⅲ型吸收帶）[17]。大豆蛋白肽-玉米淀粉復(fù)合物都具有以上的特征伸縮振動(dòng)吸收峰，并且在1 574 cm-1附近出現(xiàn)了新的特征峰，此處為大豆蛋白肽的酰胺鍵。玉米淀粉的羥基伸縮振動(dòng)峰在3 423.77 cm-1處，而加入20%的大豆蛋白肽后的復(fù)合物向低波數(shù)處移動(dòng)，降低到3 416.47 cm-1處，說明體系的氫鍵作用增強(qiáng)，這與楊翠紅[18]使用傅里葉紅外光譜法研究乳清分離蛋白對(duì)淀粉作用機(jī)制的影響結(jié)果類似。

表1中顯示了1 047/1 022 cm-1與1 022/995 cm-1的峰強(qiáng)度比值。峰強(qiáng)度的比值代表了淀粉雙螺旋結(jié)構(gòu)的有序程度和淀粉分子的有序性，1 047/1 022 cm-1峰強(qiáng)度比值越高并且1 022/995 cm-1峰強(qiáng)度比值越低，分子有序性越高[19]。從表1中可以看出，與原淀粉相比，大豆蛋白肽-玉米淀粉復(fù)合物1 047/1 022 cm-1峰強(qiáng)度的比值出現(xiàn)了先升高后降低的趨勢(shì)，并且1 022/995 cm-1的峰強(qiáng)度比值出現(xiàn)了先降低后升高的趨勢(shì)，這說明玉米淀粉經(jīng)過高溫糊化-脫支-回生處理后的抗性淀粉分子的有序程度先提高后降低，這歸因于普魯蘭酶脫支處理后淀粉的支鏈被脫去形成了大量短的線性直鏈淀粉分子，這些直鏈淀粉分子在回生老化的過程中，直鏈淀粉重排形成了有序的雙螺旋結(jié)構(gòu)；但大豆蛋白肽的加入阻礙了直鏈淀粉分子相互靠攏形成有序結(jié)構(gòu)，所以隨著多肽的加入，抗性淀粉有序性逐漸降低[20]。

A.CS；B.0%SPP-RS；C.5%SPP-RS； D.10%SPP-RS；E.15%SPP-RS； F.20%SPP-RS。

Figure 1 SEM images of corn starch (CS) and soybean protein peptide-corn starch compound (SPP-RS)

a．CS；b. 0%SPP-RS；c. 5%SPP-RS；d. 10%SPP-RS； e. 15%SPP-RS；f. 20%SPP-RS。

Figure 2 Infrared spectra of corn starch (CS) and soybean protein peptide-corn starch compound (SPP-RS)

2.3 大豆蛋白肽-玉米淀粉復(fù)合物結(jié)晶結(jié)構(gòu)分析

從圖3中可以看出，玉米淀粉在衍射角2= 15.3°、17.1°、18.1°和23.6°處出現(xiàn)了4個(gè)很強(qiáng)的衍射峰，說明玉米淀粉的結(jié)晶結(jié)構(gòu)是典型的A型結(jié)構(gòu)，在19.6°附近的衍射峰主要是淀粉分子與少量脂質(zhì)形成的復(fù)合物所產(chǎn)生的[21]；經(jīng)過高溫糊化-脫支-回生處理后的大豆蛋白肽-玉米淀粉復(fù)合物衍射峰位置發(fā)生了明顯的變化，在15.3°和18.1°處的特征衍射峰消失，在24.0°處出現(xiàn)了新的衍射峰，為B型結(jié)晶結(jié)構(gòu)的主要特征峰，并且還在13.2°處出現(xiàn)了新的衍射峰。這是V型結(jié)構(gòu)的特征峰，說明了玉米原淀粉在高溫糊化中失去了其原有的A型結(jié)構(gòu)，并且在脫支后回生老化的過程中形成了新的B+V型結(jié)晶結(jié)構(gòu)，B+V型結(jié)構(gòu)有更強(qiáng)的穩(wěn)定性[22]。

由表1可知，玉米淀粉的結(jié)晶度為20.62%，復(fù)合物的結(jié)晶度明顯大于原淀粉，這是由于淀粉經(jīng)過高溫糊化和酶脫支后形成了大量的短的線性直鏈淀粉分子，這些直鏈淀粉在回生老化時(shí)分子鏈通過氫鍵締合相互作用形成了緊密的雙螺旋結(jié)構(gòu)，雙螺旋結(jié)構(gòu)形成了有序的晶體，分子間締合強(qiáng)度增加；且隨著大豆蛋白肽添加量的增加，復(fù)合物的結(jié)晶度呈現(xiàn)出逐漸升高的趨勢(shì)，這主要?dú)w因于V型絡(luò)合物的形成。由于大豆蛋白肽的加入，使直鏈淀粉分子在回生時(shí)與多肽相互作用形成了絡(luò)合物，直鏈淀粉-多肽絡(luò)合物越多，相對(duì)結(jié)晶度也越高，V型復(fù)合物具有很強(qiáng)的抗酶解功能，說明大豆蛋白肽的加入增強(qiáng)了復(fù)合物的抗酶解性[23]。

表1 去卷積化圖譜1 047/1 022 cm-1與1 022/995 cm-1的比值與樣品的相對(duì)結(jié)晶度

注：同一列中不同字母表示有顯著性差異（< 0.05）。下同。

2.4 大豆蛋白肽-玉米淀粉復(fù)合物熱特性分析

如圖4和表2所示，玉米淀粉的To、Tp和Tc分別為69.71、73.81和77.16 ℃，而復(fù)合物熔融溫度顯著提高，說明了復(fù)合物的結(jié)晶結(jié)構(gòu)緊密并且熱穩(wěn)定性很高，需要很高的溫度才能使其結(jié)晶區(qū)破壞熔融，ΔH與淀粉的雙螺旋結(jié)構(gòu)和晶體的結(jié)晶形狀有關(guān)，復(fù)合物的ΔH最低為18.53 J·g-1，破壞其雙螺旋結(jié)構(gòu)與結(jié)晶區(qū)所需要的能量很大，淀粉分子在高溫糊化和酶脫支后在老化時(shí)大量直鏈淀粉分子相互締合形成了更為緊密的雙螺旋分子結(jié)構(gòu)，結(jié)晶結(jié)構(gòu)完整并且結(jié)晶類型發(fā)生的改變，不易被破壞[24]。并且隨著大豆蛋白肽添加量的增加，復(fù)合物的To、Tp、Tc和ΔH出現(xiàn)了逐漸升高的趨勢(shì)，這說明大豆蛋白肽的加入使得其結(jié)晶結(jié)構(gòu)變得更緊密，需要破壞其結(jié)晶區(qū)所需要的能量增加，可能是大豆肽的加入在直鏈淀粉分子回生老化時(shí)與淀粉分子鏈發(fā)生了相互作用，形成了絡(luò)合物，結(jié)構(gòu)變得更緊密，提高了淀粉的熱穩(wěn)定性[24]，這與之前的XRD結(jié)果一致。

2.5 大豆蛋白肽-玉米淀粉復(fù)合物消化性分析

根據(jù)淀粉在人體內(nèi)消化率和消化程度，可以分為3類：快消化淀粉（RDS），即在前20 min內(nèi)被人體消化的淀粉；慢消化淀粉(SDS)，即在20～120 min內(nèi)消化的淀粉；抗性淀粉(RS)，在120 min內(nèi)不能被人體消化的淀粉；并且淀粉的體外消化性與血糖生成指數(shù)有相關(guān)性，RS和SDS含量越高，高血糖指數(shù)也就越低[25]。

a．CS；b.0%SPP-RS；c. 5%SPP-RS；d. 10%SPP-RS；e. 15%SPP-RS；f. 20%SPP-RS。

Figure 3 XRD images of corn starch (CS) and soybean protein peptide-corn starch compound (SPP-RS)

由表3可知，天然玉米淀粉的RDS、SDS和RS的含量分別為68.28%、9.43%和22.29%，與文獻(xiàn)報(bào)道相似[25]。經(jīng)過高溫糊化-酶脫支-老化后的復(fù)合物中RDS含量降低，RS含量提高，這是由于高溫糊化后大量直鏈淀粉溶出，普魯蘭酶的加入脫去淀粉分子的支鏈形成了大量的線性直鏈淀粉分子，隨后在老化過程中直鏈淀粉重新排列，相互靠近，通過氫鍵結(jié)合形成了緊密的雙螺旋結(jié)構(gòu)，重新形成了堅(jiān)硬的晶體結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)使得其抗酶解性大幅提高，使其不易被ɑ-淀粉酶和糖化酶水解[26]。從表3中還可以看出，隨著大豆蛋白肽添加量的增加，RDS含量出現(xiàn)了降低，RS含量出現(xiàn)了升高，大豆蛋白肽的加入降低了淀粉的消化性，強(qiáng)化了其抗酶解功能[27]。由此可以推測(cè)，大豆蛋白肽的加入在淀粉老化的過程中，直鏈淀粉形成雙螺旋結(jié)構(gòu)時(shí)包裹住了部分大豆蛋白肽，而這些肽在淀粉酶解時(shí)阻礙了酶與淀粉分子的結(jié)合位點(diǎn)，使淀粉酶與淀粉分子結(jié)合成的活性復(fù)合物不易形成，使其不易被消化；或者是大豆蛋白肽附著在淀粉分子的表面，降低了淀粉酶與淀粉分子的接觸面積，從而降低了淀粉的消化性[20]。并且復(fù)合物中含有經(jīng)過高溫改性的大豆蛋白肽，可以消除原蛋白中的一些營(yíng)養(yǎng)抑制因子，一定程度上增加了多肽的利用率，增強(qiáng)了其營(yíng)養(yǎng)特性。另外，大豆蛋白肽是由蛋白酶水解的產(chǎn)物，這種小分子肽具有活化細(xì)胞免疫的功能以及改善心血管的功能，將其加入玉米淀粉中可以改善人體免疫功能[28]。

a．CS； b. 0%SPP-RS；c. 5%SPP-RS；d. 10%SPP-RS；e. 15%SPP-RS；f. 20%SPP-RS。

Figure 4 DSC thermal analysis diagram of corn starch (CS) and soybean protein peptide-corn starch compound

表2 玉米淀粉及大豆蛋白肽-玉米淀粉復(fù)合物熱力學(xué)性質(zhì)

2.6 大豆蛋白肽與玉米淀粉間相互作用力分析

淀粉與多肽共混體系存在著一定的相互作用力，二者相互作用后能夠顯著降低淀粉的消化性；氫鍵、范德華力和靜電相互作用是多肽分子與淀粉之間的主要作用力[7]。因此，本試驗(yàn)通過NaCl、二硫蘇糖醇和尿素作為靜電干擾劑、共價(jià)鍵破壞劑和氫鍵阻斷劑探究了淀粉與大豆蛋白肽之間的相互作用力。通過加入特定試劑后的儲(chǔ)能模量G′和損耗模量G″的變化結(jié)果（圖5）顯示，隨著NaCl濃度的升高，大豆蛋白肽與淀粉的混合體系的儲(chǔ)能模量G＇和損耗模量G″只有略微降低，說明了NaCl對(duì)混合體系的相互作用力削弱作用很??；二硫蘇糖醇主要破壞混合體系的共價(jià)鍵作用，可以看到隨著二硫蘇糖醇濃度的增加，混合體系的儲(chǔ)能模量G＇和損耗模量G″無明顯變化，說明二硫蘇糖醇的加入對(duì)體系的相互作用力無影響，大豆蛋白肽與淀粉之間沒有共價(jià)鍵作用；尿素主要破壞了體系之間的氫鍵，隨著尿素濃度的增加，混合體系的儲(chǔ)能模量G＇和損耗模量G″發(fā)生了顯著下降，說明尿素的加入很大程度上削弱了混合體系的相互作用[18]。因此，大豆蛋白肽與淀粉之間主要相互作用力為氫鍵[18]。

表3 大豆蛋白肽對(duì)玉米淀粉體外消化特性的影響

(a)和(b)：NaCl；(c)和(d)：二硫蘇糖醇（DTT）；(e)和(f)：尿素。

Figure 5 The effects of different reagents on the storage modulus G′ (a, c and e) and loss modulus G″ (b, d and f) of the samples

3 結(jié)論

通過壓熱-酶法制備了大豆蛋白肽-玉米淀粉復(fù)合物，并對(duì)其性質(zhì)進(jìn)行研究。結(jié)果顯示，壓熱-酶法破壞了玉米淀粉顆粒的原有形貌，形成了片層結(jié)構(gòu)；大豆蛋白肽和玉米淀粉的特征伸縮振動(dòng)峰均出現(xiàn)在復(fù)合物中，并且復(fù)合物比玉米淀粉的分子有序性升高；經(jīng)過處理后復(fù)合物的結(jié)晶類型由玉米淀粉的A型轉(zhuǎn)變?yōu)锽+V型，相對(duì)結(jié)晶度明顯提高。DSC分析表明，復(fù)合物的結(jié)晶結(jié)構(gòu)緊密并且熱穩(wěn)定性很高；從體外消化性和相互作用力結(jié)果可以看出，復(fù)合物相比玉米淀粉大幅降低，多肽與淀粉分子間發(fā)生了氫鍵締合作用，并且隨著大豆蛋白肽的加入，復(fù)合物的抗酶解能力增強(qiáng)，使其不易被消化。

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Preparation of soybean protein peptide-corn starch compound and analysis of its properties

ZHAO Dehou, HAO Shuai, ZHU Zhijie, DU Xianfeng

(Anhui Engineering Laboratory for Agro-Products Processing, School of Tea and Food Science & Technology, Anhui Agricultural University, Hefei 230036)

In this paper, corn starch was used as raw material to prepare soybean protein peptide corn starch complex by autoclave enzymatic method and adding a certain amount of soybean protein peptide (5%, 10%, 15% and 20%,) to study the physicochemical properties anddigestibility of the compound. The experimental results showed that the morphology of corn starch granule was ellipsoidal or polyangular, while the morphology of compound was seriously damaged, and the lamellar structure of compound was different in size. The -OH of the infrared spectrum of the compound moved towards the low wave number, indicating that the molecular order of resistant starch increased in comparison of corn starch. The crystalline structure of corn starch was of A type, and the crystalline structure of resistant starch changed to B+V type after pressure-heat and enzyme treatment. The highest melting temperature of the compound was 126.81 ℃, which indicated that the compound has high disintegration temperature, compact crystal structure and higher thermal stability. Thedigestibility of the compound decreased significantly, the content of resistant starch increased significantly, and the resistance to enzymatic hydrolysis increased with the increase of soybean peptide. The main interaction between soybean protein peptide and starch was hydrogen bond, and the properties of the compound produced by the interaction between soybean protein peptide and starch changed greatly. The study of the properties of the compound can provide a theoretical basis for its application in the field of food.

corn starch; soybean protein peptide; compound; resistant starch; interaction force

TS235.9

A

1672-352X (2021)06-0989-08

10.13610/j.cnki.1672-352x.20220106.023

2022-1-6 17:07:20

[URL] https://kns.cnki.net/kcms/detail/34.1162.S.20220106.1254.046.html

2021-02-03

國(guó)家自然科學(xué)基金（31471700）資助。

趙德厚，碩士研究生。E-mail：1967380046@qq.com

通信作者:杜先鋒，博士，教授，博士生導(dǎo)師。E-mail：dxf@ahau.edu.cn