亢靈濤，宋 瑩，劉思含，崔桂娟，李高陽，2，*

(1.湖南大學(xué)研究生院隆平分院，湖南長(zhǎng)沙410125;2.湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，湖南長(zhǎng)沙410125)

在我國(guó)糧食作物中，甘薯的產(chǎn)量?jī)H次于水稻、小麥、玉米，居于第四位［1－2］。甘薯營(yíng)養(yǎng)極其豐富，含有大量的蛋白、淀粉、纖維素、β－胡蘿卜素、花青素、賴氨酸及各種礦物質(zhì)元素［3］。甘薯全粉是以新鮮的甘薯為原料，通過清洗、去皮、切片、護(hù)色、蒸煮、干燥、粉碎等工藝處理而制得的顆粒狀、片屑狀或粉末狀產(chǎn)品［4］。與甘薯淀粉相比，甘薯全粉保留了除薯皮以外的全部干物質(zhì)，既減少了部分具有保健功能成分的損失，又極大的保留了甘薯原有的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和風(fēng)味。

抗性淀粉(resistant starch，RS)是指在健康人的小腸中不能被消化吸收的淀粉及其分解物的總稱［5］?？剐缘矸凼且詺滏I連接形成的可抵抗酶解的線性多糖物質(zhì)，其基本特性與淀粉相似，是白色無異味的多孔性粉末［6］。由于在代謝特性方面抗性淀粉類似于膳食纖維，所以抗性淀粉具有許多原淀粉所不具有的功能。大量研究結(jié)果表明，抗性淀粉可用于延緩餐后血糖水平上升，預(yù)防糖尿?。?］，可以降低膽結(jié)石的發(fā)病率［8］，降低大腸或結(jié)腸的pH，有益大腸或結(jié)腸健康［9］，作為腸道益生菌的能量來源，還能夠降低肥胖風(fēng)險(xiǎn)、解決結(jié)腸問題［10］，具有良好的保健作用［11］。

目前，甘薯抗性淀粉主要采用的制備方法有:物理法、化學(xué)法及其他方法(酶法、微波處理法、超聲波處理法等)［12］。其中，物理法為最常用的方法，包括濕熱處理、韌化處理及壓熱處理等［13－14］。近年來，對(duì)甘薯抗性淀粉制備的工藝研究主要集中在壓熱處理法結(jié)合其他方法。相比較化學(xué)方法和其他方法，物理法工藝簡(jiǎn)單，成本低且安全，更適合應(yīng)用于食品領(lǐng)域。研究表明，高溫、高壓和高濕度有利于甘薯抗性淀粉的形成，而壓熱處理作為一種物理改性方法，可以提高淀粉的抗酶解性、降低淀粉的膨脹度，因此，壓熱處理可作為一種非常有潛力的反應(yīng)條件來生產(chǎn)甘薯抗性淀粉［14］。在目前的相關(guān)報(bào)道中，一般研究的是采用壓熱法處理甘薯淀粉以期得到抗性淀粉。對(duì)于直接采用壓熱法處理甘薯全粉來研究其中抗性淀粉的變化規(guī)律，目前鮮有報(bào)道。

因此，本研究以甘薯全粉為原料，采用壓熱法結(jié)合響應(yīng)面分析法來優(yōu)化甘薯抗性淀粉的制備工藝，提高抗性淀粉得率，為制備含抗性淀粉的甘薯全粉產(chǎn)品以及相關(guān)應(yīng)用提供理論及數(shù)據(jù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

甘薯(湘薯98) 湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所提供;纖維素酶(≥400 U/mg) 上海瑞永生物科技有限公司;胃蛋白酶(≥10000 U/mg) 合肥博美生物科技有限責(zé)任公司;耐高溫α－淀粉酶(10000 U/g) 邢臺(tái)萬達(dá)生物工程有限公司;糖化酶(≥100000 U/g) 南京奧多福尼生物科技有限公司;葡糖糖、3，5－二硝基水楊酸、氯化鉀、鹽酸、檸檬酸、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、氫氧化鈉 均為國(guó)產(chǎn)分析純。

DHG－9053A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備廠;多功能粉碎機(jī)750T型 鉑歐五金廠;PL602－L型分析天平 梅特勒－托利多儀器(上海)有限公司;PB－10型pH計(jì) 賽多利斯科學(xué)儀器(北京)有限公司;SYQDSX－280B型高壓滅菌鍋 上海申安醫(yī)療器械廠;UV－2000型紫外分光光度計(jì) 尤尼柯(上海)儀器有限公司;SHA－B型水浴恒溫振蕩器 常州國(guó)華電器有限公司;L－530型臺(tái)式大容量低速離心機(jī) 湖南湘儀實(shí)驗(yàn)室儀器開發(fā)有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 甘薯全粉的制備 甘薯制全粉工藝:鮮薯→去皮→切片→干燥(70℃，36 h)→粉碎→過80目的篩子→甘薯全粉

1.2.2 甘薯抗性淀粉的制備 稱取25 g甘薯全粉，與水以一定比例混合，調(diào)到一定的p H，經(jīng)沸水浴預(yù)糊化8 min，一定的高溫高壓下處理一定時(shí)間，自然冷卻，在4℃下冷藏老化一定時(shí)間，70℃烘干，粉碎過80目篩，密閉保存。

1.2.3 甘薯抗性淀粉含量的測(cè)定 參照Goni等的方法［15］，稍作改進(jìn):稱取200 mg壓熱處理后的甘薯全粉樣品于50 mL離心管中，加入5 mL p H1.5的KCl－HCl溶液，加入胃蛋白酶溶液1 mL(2 g/100 mL)，40℃恒溫振蕩60 min，8 000 r/min離心5 min，棄上清液，重復(fù)水洗離心3次;向沉淀中加入5 mL檸檬酸－磷酸氫二鈉緩沖液(pH=5.0)，加入纖維素酶溶液1 mL(1 g/100 mL)，50℃恒溫振蕩60 min，冷卻至室溫后調(diào)pH至6.0，再加入耐高溫α－淀粉酶1 mL(2 g/100 mL)，在90℃振蕩60 min，冷卻至室溫后調(diào)p H至4.0～4.5，加入糖化酶1 mL(2 g/100 mL)，在60℃振蕩60 min，以8 000 r/min離心5 min，棄上清液，重復(fù)水洗離心3次。往沉淀中加入2 mL 2 mol/L的KOH，室溫振蕩30 min，抗性淀粉充分溶解于KOH溶液中。調(diào) pH至4.0～4.5，加糖化酶1 mL(2 g/100 mL)，在60℃恒溫水浴振蕩60 min。自然冷卻后，以8000 r/min離心5 min，收集上清液于100 mL容量瓶中，用水重復(fù)洗滌沉淀3次，離心，合并上清液，用蒸餾水定容至100 mL，搖勻后備用。用DNS法測(cè)定還原糖含量?？剐缘矸鄣寐拾聪率接?jì)算:

抗性淀粉得率(%)=(m1×0.9×100)/m2

式中，m1為還原糖質(zhì)量(mg);m2甘薯全粉干基質(zhì)量(mg);0.9為葡萄糖與脫水葡萄糖基之間的換算系數(shù)。

1.2.4 甘薯抗性淀粉制備的單因素實(shí)驗(yàn)

1.2.4.1 全粉乳質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)抗性淀粉含量的影響 將甘薯全粉配制成不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的乳液:15%、20%、25%、30%、35%，用 pH1.5 的 KCl－HCl溶液調(diào)節(jié)p H至6.0，120℃壓熱處理30 min，4℃冷藏24 h，70℃烘干24 h，粉碎過80目篩，測(cè)定各樣品中抗性淀粉的含量。

1.2.4.2 p H對(duì)抗性淀粉含量的影響 配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的甘薯全粉乳液，用pH1.5的KCl－HCl溶液和0.1 mol/LNaOH溶液分別調(diào)成不同pH:5.0、6.0、7.0、8.0、9.0，120 ℃壓熱處理 30 min，4 ℃冷藏 24 h，70℃烘干24 h，粉碎過80目篩，測(cè)定各樣品中抗性淀粉的含量。

1.2.4.3 壓熱溫度抗性淀粉含量的影響 配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的甘薯全粉乳液，用pH1.5的KCl－HCl溶液調(diào)節(jié)pH至6.0，在不同溫度下壓熱處理30 min:105、110、115、120、125 ℃，4 ℃冷藏 24 h，70 ℃ 烘干24 h，粉碎過80目篩，測(cè)定各樣品中抗性淀粉的含量。

1.2.4.4 壓熱時(shí)間 配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的甘薯全粉乳液，用 p H1.5的 KCl－HCl溶液調(diào)節(jié) pH至6.0，120 ℃壓熱處理不同時(shí)間:20、30、40、50、60 min，4 ℃冷藏24 h，70℃烘干24 h，粉碎過80目篩，測(cè)定各樣品中抗性淀粉的含量。

1.2.4.5 冷藏時(shí)間 配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的甘薯全粉乳液，用 p H1.5的 KCl－HCl溶液調(diào)節(jié) pH至6.0，120℃壓熱處理30 min，4℃冷藏不同時(shí)間:12、24、36、48、60 h，70 ℃烘干 24 h，粉碎過 80 目篩，測(cè)定各樣品中抗性淀粉的含量。

1.2.5 響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)設(shè)計(jì) 由單因素試驗(yàn)分析可知，選擇全粉乳質(zhì)量分?jǐn)?shù)、pH、壓熱時(shí)間對(duì)甘薯抗性淀粉得率影響較大的3個(gè)因素，進(jìn)行了Box－Behnken設(shè)計(jì)及響應(yīng)面分析試驗(yàn)，其因素水平見表1。壓熱溫度選擇120℃，冷藏時(shí)間選擇24 h。

表1 Box－Behnken設(shè)計(jì)試驗(yàn)因素水平及編碼Table 1 Box－Behnken design experimental factor levels and coding

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)為3次平均實(shí)驗(yàn)的平均值，采用Excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，SPSS 17.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析和最小顯著性檢驗(yàn)(LSD)，顯著性水平為0.05，當(dāng)p＜0.05時(shí)表示差異顯著，最后用Origin 8.1軟件作圖。在響應(yīng)面試驗(yàn)的分析中，應(yīng)用 Design Expert 8.0.6統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)17個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的響應(yīng)值進(jìn)行回歸分析擬合。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素實(shí)驗(yàn)

2.1.1 全粉乳質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)甘薯抗性淀粉得率的影響 由圖1可知，甘薯全粉乳質(zhì)量分?jǐn)?shù)在15%～25%范圍內(nèi)，隨著全粉乳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大，抗性淀粉得率明顯增大。當(dāng)全粉乳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%時(shí)，抗性淀粉得率達(dá)到最大值為9.39%。但隨著濃度的進(jìn)一步增大，抗性淀粉得率降低明顯(p＜0.05)。這說明，全粉乳質(zhì)量分?jǐn)?shù)過高或過低都不利于抗性淀粉的生成。當(dāng)甘薯全粉乳質(zhì)量分?jǐn)?shù)較小時(shí)，直鏈淀粉分子間相互接近的概率減少，分子間不容易締和，從而在重結(jié)晶的過程中不利于抗性淀粉的生成。當(dāng)甘薯全粉乳質(zhì)量分?jǐn)?shù)較大時(shí)，整個(gè)體系的粘度較大，其中的水分含量較低，淀粉粒無法充分膨脹，使得直鏈淀粉分子不易接近，難以形成結(jié)晶和雙螺旋，不利于抗性淀粉的形成［16］。因此，全粉乳質(zhì)量分?jǐn)?shù)選擇在20%～30%范圍內(nèi)，進(jìn)行后續(xù)響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)。

圖1 甘薯全粉乳質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)抗性淀粉得率的影響Fig.1 Effect of sweet potato whole powder concentration on yield of resistant starch注:不同小寫字母表示不同水平之間有顯著性差異(p＜0.05);圖2～圖5同。

2.1.2 pH對(duì)甘薯抗性淀粉得率的影響 由圖2可知，抗性淀粉得率隨著pH呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)，在 pH為6時(shí)，抗性淀粉得率達(dá)到最大值為9.55%。在偏酸或偏堿的條件下，對(duì)淀粉分子之間的氫鍵影響較大，直鏈淀粉分子大量被分解成短鏈分子。在重結(jié)晶的過程中，短鏈分子移動(dòng)劇烈，難以接近形成晶體結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致抗性淀粉的不易生成［17］。因此，選擇pH為6.0、7.0、8.0三個(gè)水平進(jìn)行后續(xù)響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)。

圖2 pH對(duì)抗性淀粉得率的影響Fig.2 Effect of pH on yield of resistant starch

2.1.3 壓熱溫度對(duì)甘薯抗性淀粉得率的影響 由圖3可知，壓熱溫度在105～115℃范圍內(nèi)，抗性淀粉得率隨著溫度的升高而明顯增大，在壓熱溫度120℃時(shí)達(dá)到最大(9.42%)，但與115℃時(shí)無顯著性差異。繼續(xù)升溫至125℃，抗性淀粉得率稍有減少，但變化不顯著(p＞0.05)。這是由于溫度較低時(shí)，難以破壞淀粉中由范德華力、氫鍵等作用形成的穩(wěn)定雙螺旋結(jié)構(gòu)，直鏈淀粉得不到充分的釋放，會(huì)影響抗性淀粉的生成。而溫度過高會(huì)導(dǎo)致淀粉分子過度降解，使淀粉分子的分子質(zhì)量變小，從而不利于抗性淀粉的生成［18］。綜合考慮，在響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)中，壓熱溫度選擇120℃。

圖3 壓熱溫度對(duì)抗性淀粉得率的影響Fig.3 Effect of thermal－press temperature on yield of resistant starch

2.1.4 壓熱時(shí)間對(duì)甘薯抗性淀粉得率的影響 由圖4可知，抗性淀粉得率隨著壓熱時(shí)間的增加呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)，在壓熱時(shí)間30 min時(shí)抗性淀粉的得率達(dá)到最大為9.35%。在壓熱時(shí)間由20 min增加到30 min時(shí)，抗性淀粉增加的原因，可能是由于直鏈淀粉逐漸釋放，利于直鏈淀粉分子之間相互接近，更易于形成抗性淀粉。壓熱處理時(shí)間繼續(xù)延長(zhǎng)，抗性淀粉得率下降顯著(p＜0.05)，這可能是由于壓熱處理時(shí)間過長(zhǎng)致使淀粉分子結(jié)構(gòu)遭到破壞，降解成小分子量糊精，不利于抗性淀粉的形成［19］。因此，壓熱時(shí)間選擇在20～40 min范圍內(nèi)，進(jìn)行后續(xù)響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)。

圖4 壓熱時(shí)間對(duì)抗性淀粉得率的影響Fig.4 Effect of thermal－press time on yield of resistant starch

2.1.5 冷藏時(shí)間對(duì)甘薯抗性淀粉得率的影響 由圖5可知，在冷藏時(shí)間小于24 h時(shí)，隨著冷藏時(shí)間的增加，抗性淀粉增加較為顯著(p＜0.05)，24 h抗性淀粉得率最大為9.43%。24 h之后，抗性淀粉得率變化不顯著(p＞0.05)。因?yàn)榭剐缘矸鄣男纬墒侵辨湹矸鄯肿拥闹匦陆Y(jié)晶過程，根據(jù)結(jié)晶理論［20］，淀粉分子晶核在開始的12 h之內(nèi)增長(zhǎng)最快，當(dāng)形成的晶核接近總形成量的一半時(shí)，晶核增加就變得異常緩慢。而24 h之后，結(jié)晶基本形成，抗性淀粉得率幾乎不再增加。綜合考慮，在響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)中，冷藏時(shí)間選擇24 h。

圖5 冷藏時(shí)間對(duì)抗性淀粉得率的影響Fig.5 Effect of refrigerating time on yield of resistant starch

2.2 響應(yīng)面法優(yōu)化甘薯抗性淀粉的制備工藝條件

2.2.1 Box－Behnken響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果 按照Box－Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)的統(tǒng)計(jì)學(xué)要求，根據(jù)試驗(yàn)因素和水平的要求，設(shè)計(jì)17次試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

表2 Box－Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果Table 2 Box－Behnken experimental design and corresponding results

2.2.2 建立模型方程與方差分析 對(duì)表2中的數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，得到三元二次多項(xiàng)回歸方程為:

抗性淀粉率=－32.8525+1.7782A+4.7050B+0.1606C+5.5000E－003AB－2.0000E－004AC+0.0363BC－0.0356A2－0.4075B2－6.7500E－003C2

由表3可看出，模型p＜0.0001，說明模型建立為極顯著，有合理性，失擬項(xiàng)p=0.1918＞0.05，說明模型失擬項(xiàng)不顯著，因此二次模型成立。由方差分析得知，模型的決定系數(shù)R2=0.9830，R2越接近1，說明模型越能預(yù)測(cè)其響應(yīng)值;變異系數(shù)C.V.%=1.61＜10，變異系數(shù)的大小說明試驗(yàn)的可重復(fù)性，其值越小說明實(shí)驗(yàn)越精確、可靠性越高［21］。信噪比=16.768＞4，即表明模型的響應(yīng)信號(hào)足夠強(qiáng)，可以用來擬合試驗(yàn)結(jié)果。

表3 方差分析Table 3 Analysis of variance

該模型的一次項(xiàng) A顯著(p＜0.05)、B極顯著(p ＜0.01);二次項(xiàng) A2、B2、C2極顯著(p ＜0.01);交互項(xiàng)BC極顯著(p＜0.01)，表明p H和壓熱時(shí)間兩因素對(duì)抗性淀粉的得率交互作用顯著(p＜0.05)。影響抗性淀粉得率的因素主次為B＞A＞C，即p H＞全粉乳質(zhì)量分?jǐn)?shù)＞壓熱時(shí)間。

2.2.3 甘薯抗性淀粉得率響應(yīng)面分析 響應(yīng)面圖形是響應(yīng)值抗性淀粉得率對(duì)應(yīng)于試驗(yàn)因素A、B、C所構(gòu)成的在二維平面上的等高線圖及其三維空間的曲面圖。等高線的形狀反映出交互作用的強(qiáng)弱，橢圓形和馬鞍形表示交互作用顯著，而圓形則表示交互作用不顯著［21］。響應(yīng)曲面的陡峭程度反映出該因素對(duì)響應(yīng)值影響的強(qiáng)弱，響應(yīng)曲面隨因素水平變化幅度較大，表明該因素對(duì)響應(yīng)值的影響顯著，反之則不顯著［22］。壓熱法制備甘薯抗性淀粉工藝條件的等高線與響應(yīng)曲面圖見圖6～圖8。

圖6 全粉乳質(zhì)量分?jǐn)?shù)與pH對(duì)甘薯抗性淀粉得率的等高線圖(a)與響應(yīng)面圖(b)Fig.6 Contour map(a)and response surface map(b)showing the effects of sweet potato powder concentration and pH on resistant starch yield

圖7 全粉乳質(zhì)量分?jǐn)?shù)與壓熱時(shí)間對(duì)甘薯抗性淀粉得率的等高線圖(a)與響應(yīng)面圖(b)Fig.7 Contour map(a)and response surface map(b)showing the effects of sweet potato powder concentration and thermal－press time on resistant starch yield

圖8 pH與壓熱時(shí)間對(duì)甘薯抗性淀粉得率的等高線圖(a)與響應(yīng)面圖(b)Fig.8 Contour map(a)and response surface map(b)showing the effects of pH and thermal－press time on resistant starch yield

由圖6(a)可知，等高線圖呈近圓形，表明全粉乳質(zhì)量分?jǐn)?shù)與pH的交互作用不顯著。圖6(b)可以看出，隨著全乳粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，響應(yīng)曲面有明顯的變化，響應(yīng)值先升高后降低，表明全粉乳質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)抗性淀粉得率的影響較大。全粉乳質(zhì)量分?jǐn)?shù)在24%～28%之間，抗性淀粉得率較高;隨著p H的變化，響應(yīng)值也是先升高后降低，響應(yīng)曲面有明顯的變化，表明p H對(duì)抗性淀粉得率的影響較大。p H在6.8～8.0之間，抗性淀粉得率較高。

由圖7(a)可知，等高線圖呈近圓形，表明全粉乳質(zhì)量分?jǐn)?shù)與壓熱時(shí)間的交互作用不顯著。圖7(b)可以看出，隨著壓熱時(shí)間的增加，響應(yīng)曲面有明顯的變化，表明壓熱時(shí)間對(duì)抗性淀粉得率的影響較大。壓熱時(shí)間在28～36 min之間時(shí)，抗性淀粉得率較高;在壓熱時(shí)間較短時(shí)，全粉乳質(zhì)量分?jǐn)?shù)在20%～26%之間變化時(shí)，響應(yīng)曲面有明顯的變化。

由圖8(a)可知，等高線圖呈橢圓形，表明pH與壓熱時(shí)間的交互作用顯著。圖8(b)可以看出，壓熱時(shí)間在20～32 min之間時(shí)，隨著p H的增大，響應(yīng)值的變化不明顯;而壓熱時(shí)間在32～40 min之間時(shí)，隨著pH的增大，響應(yīng)值有明顯的變化。當(dāng)pH較大時(shí)，隨著壓熱時(shí)間的增加，響應(yīng)值有減小的趨勢(shì)。壓熱時(shí)間處于28～36 min之間時(shí)，p H處于6.8～7.6之間時(shí)，響應(yīng)曲面可取得最高點(diǎn)。

2.2.4 最優(yōu)工藝條件的確定及驗(yàn)證試驗(yàn) 利用Design Expert 8.0.6軟件的優(yōu)化功能對(duì)模型進(jìn)行優(yōu)化，得出壓熱法制備甘薯抗性淀粉的最優(yōu)工藝為:全粉乳質(zhì)量分?jǐn)?shù)25.45%，p H7.33，壓熱時(shí)間31.21 min，在該條件下的抗性淀粉理論得率為9.54%。

考慮到實(shí)際操作條件，最優(yōu)工藝條件修改為全粉乳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25.50%，pH7.30，壓熱時(shí)間31.20 min，壓熱溫度選擇120℃，冷藏時(shí)間24 h。在此條件下進(jìn)行3次平行試驗(yàn)，得到甘薯抗性淀粉平均得率為9.41%，與理論值的偏差為0.13%。由此可見，使用響應(yīng)面法優(yōu)化壓熱法制備甘薯抗性淀粉的工藝條件準(zhǔn)確可靠，有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

3 討論與結(jié)論

甘薯全粉與甘薯淀粉相比，除了淀粉之外，還含有蛋白質(zhì)、脂類、總糖、維生素C等其他營(yíng)養(yǎng)成分。在湘薯98鮮薯中:淀粉含量23.1 g/100 g，總糖含量為3.4 g/100 g，維生素C含量為0.06 mg/100 g，蛋白1.08 g/100 g［23］?？剐缘矸鄣男纬蓹C(jī)理，在淀粉糊化過程中，晶體結(jié)構(gòu)遭破壞，直鏈分子溶出，呈現(xiàn)不規(guī)則狀態(tài)，在老化過程中，淀粉分子鏈遷移，淀粉分子鏈末端區(qū)域相互纏繞形成雙螺旋結(jié)構(gòu)，使原本游離無序的淀粉分子鏈進(jìn)一步延伸，發(fā)生折疊卷曲，分子鏈上羥基更易相互作用形成氫鍵，從而形成穩(wěn)定的雙螺旋結(jié)構(gòu)的聚合體，導(dǎo)致致密的六面體結(jié)晶區(qū)的形成［24］。在此過程中，直鏈淀粉也會(huì)與蛋白質(zhì)、脂類等物質(zhì)結(jié)合形成復(fù)合物，繼而會(huì)降低抗性淀粉的生成［25－26］。張麗娜等［27］研究了甘薯抗性淀粉的制備，在最優(yōu)條件下甘薯抗性淀粉的得率為16.26%。而在本實(shí)驗(yàn)中，甘薯抗性淀粉的理論得率為9.54%，明顯低于壓熱法處理甘薯淀粉所得的抗性淀粉。雖然在本實(shí)驗(yàn)中對(duì)甘薯全粉中的蛋白質(zhì)和纖維進(jìn)行了消化處理，但由于其含量相對(duì)于純淀粉來講比較高，難做到完全消化，因此甘薯全粉中的其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)會(huì)影響抗性淀粉的生成。

本研究應(yīng)用Box－Behnken中心組合設(shè)計(jì)，對(duì)甘薯抗性淀粉的工藝條件進(jìn)行了優(yōu)化。制備過程中，經(jīng)分析壓熱溫度在115～125℃范圍內(nèi)對(duì)抗性淀粉的得率影響相對(duì)不顯著，冷藏時(shí)間超過24 h后，抗性淀粉的得率也無明顯變化。在響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)分析中，對(duì)抗性淀粉得率影響最大的是pH，其次是全粉乳質(zhì)量分?jǐn)?shù)，最后是壓熱時(shí)間。3個(gè)因素的二次項(xiàng)對(duì)抗性淀粉得率的影響極顯著，交互項(xiàng)只有pH和壓熱時(shí)間兩因素對(duì)抗性淀粉得率的影響顯著。理論最佳工藝條件為:全粉乳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25.45%，p H7.33，壓熱時(shí)間31.21 min，在該條件下的抗性淀粉理論得率為9.54%。根據(jù)實(shí)際操作條件，選取最佳工藝條件:全粉乳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25.50%，p H7.30，壓熱溫度120℃，壓熱時(shí)間31.20 min，冷藏時(shí)間24 h，經(jīng)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，得到甘薯全粉中抗性淀粉得率為9.41%，與理論值的偏差為0.13%，證明該模型合理可靠。本試驗(yàn)探究了在壓熱條件下，甘薯全粉中抗性淀粉的變化規(guī)律，為制備含抗性淀粉的甘薯全粉產(chǎn)品以及相關(guān)應(yīng)用提供理論及數(shù)據(jù)支持，對(duì)于甘薯的深加工和應(yīng)用有一定的意義。