摘要：采用一種新型的復(fù)合改性方法對淀粉進(jìn)行改性，以漆酶原位催化阿魏酸二聚結(jié)合超聲復(fù)合方法處理玉米淀粉，采用單因素試驗(yàn)和響應(yīng)面法確定最佳的工藝條件：漆酶添加量為4.5 U/g，超聲時間為30 min，超聲溫度為50℃，超聲功率為400 W，此時得到的阿魏酸-淀粉復(fù)合物的復(fù)合率最高，為22.68%。通過傅里葉紅外光譜和X射線衍射分析，阿魏酸與淀粉的結(jié)合都是通過非共價作用實(shí)現(xiàn)的。阿魏酸-淀粉復(fù)合物形成了V型晶體結(jié)構(gòu)，兩者結(jié)合主要是通過非共價作用的疏水作用力，漆酶原位催化阿魏酸二聚結(jié)合超聲處理后阿魏酸-淀粉復(fù)合物仍然是V型，結(jié)晶度有所下降。此外，漆酶原位催化阿魏酸二聚結(jié)合超聲處理的阿魏酸-淀粉復(fù)合物相較機(jī)械攪拌的阿魏酸-淀粉復(fù)合物DPPH自由基清除能力提高，淀粉的凝沉作用降低，淀粉的抗老化能力升高，淀粉的透光率降低。

關(guān)鍵詞：漆酶；阿魏酸；二聚；玉米淀粉；復(fù)合物；理化特性

中圖分類號：TS201.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1000-9973（2025）01-0107-08

Study on Preparation and Physicochemical Properties of Ferulic Acid-Starch Complex Based on Ultrasonic Treatment and Laccase in Situ Catalyzed Dimerization

GE Yi-ze¹， XIN Jia-ying^1，2*， SUN Li-rui¹， LIU Si-miao¹， SUO Bo-hai¹， SONG Zeng-wu¹， XIA Chun-gu²

（1.Key Laboratory of Food Science and Engineering， Harbin University of Commerce， Harbin 150028， China; 2.State Key Laboratory for Oxo Synthesis and Selective Oxidation， Lanzhou Institute of Chemical Physics， Chinese Academy of Sciences， Lanzhou 730030， China）

Abstract： A new composite modification method is used to modify starch. The corn starch is treated by laccase in situ catalyzed ferulic acid dimerization combined with ultrasonic composite method. The optimal process conditions are determined by single factor test and response surface method： the laccase addition amount is 4.5 U/g， the ultrasonic time is 30 min， the ultrasonic temperature is 50℃ and the ultrasonic power is 400 W. At this time， the complex index of the obtained ferulic acid-starch complex is the highest of 22.68%. By Fourier infrared spectroscopy and X ray diffraction analysis， the binding of ferulic acid and starch is realized through non-covalent interaction. Ferulic acid-starch complex forms a V-type crystal structure， and the binding of the two is mainly through the hydrophobic force of non-covalent interaction.After laccase in situ catalyzed ferulic acid dimerization and ultrasonic treatment， ferulic acid-starch complex remains V-type and its crystallinity decreases. In addition， the laccase in situ catalyzed ferulic acid dimerization combined with ultrasonic treatment of ferulic acid-starch complex improves the DPPH free radical scavenging ability， decreases the coagulation effect of starch， increases the anti-aging ability of starch， and decreases the transmittance of starch compared with mechanically stirred ferulic acid-starch complex.

Key words： laccase; ferulic acid; dimerization; corn starch; complex; physicochemical properties

收稿日期：2024-07-12

基金項(xiàng)目：中央支持地方高校改革發(fā)展資金人才培養(yǎng)支持計(jì)劃項(xiàng)目（高水平人才）（304017）；黑龍江省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（LH2020C063）

作者簡介：葛懌澤（1998—），女，碩士，研究方向：生物催化。

*通信作者：辛嘉英（1966—），男，教授，博士，研究方向：生物催化。

玉米淀粉來源廣泛、價格低廉，因可以使湯汁增稠調(diào)味、制作玉米糖漿等應(yīng)用于食品加工等領(lǐng)域^[1-3]。然而天然的玉米淀粉具有加工耐受性差、易回生等缺點(diǎn)^[4]，對淀粉進(jìn)行改性處理是提高淀粉的優(yōu)質(zhì)性能和擴(kuò)大其用途的有效方法^[5]。單一方法很難滿足市場需求，因而本研究采用一種新型的復(fù)合改性方法。

淀粉和酚類化合物之間的相互作用對食品性質(zhì)的影響是近幾年研究的焦點(diǎn)。阿魏酸是小分子酚酸，其具有很強(qiáng)的抗氧化和清除自由基能力^[6-8]。游離態(tài)阿魏酸不容易到達(dá)結(jié)腸^[9]。目前，利用淀粉與酚酸復(fù)合來調(diào)控酚酸的釋放是一種獨(dú)具前景的方法，有待進(jìn)一步研究^[10]。近年來，研究發(fā)現(xiàn)阿魏酸二聚體也具有良好的生物活性，大部分阿魏酸二聚體的抗氧化性比單體更強(qiáng)^[11]。制備阿魏酸二聚體的常用方法是自由基偶合法，該法的反應(yīng)過程中通常需要借助金屬催化劑或生物酶。生物酶氧化反應(yīng)中常用的酶包括漆酶^[12]。漆酶可氧化單酚和多酚等，產(chǎn)生活性自由基，自由基的進(jìn)一步反應(yīng)可導(dǎo)致單體交聯(lián)^[13]。同時，伴隨著氧分子的還原反應(yīng)生成水，作為一種綠色生物催化劑^[14]。用漆酶催化阿魏酸生成二聚體，阿魏酸二聚體通過非共價作用如氫鍵或者疏水作用力與淀粉結(jié)合，可能會促進(jìn)阿魏酸-淀粉復(fù)合物的形成。超聲波處理淀粉時會發(fā)生劇烈的物理振動，能改變被作用淀粉顆粒的外觀、分子量等，可能促進(jìn)阿魏酸與淀粉的復(fù)合^[15]。本研究以漆酶結(jié)合超聲波這種新型的安全、環(huán)保、高效的復(fù)合方法促進(jìn)阿魏酸-淀粉復(fù)合物的形成，從而改變淀粉的理化性質(zhì)，為玉米淀粉的加工提供了新方向，如改善口感、增稠、乳化等，為玉米淀粉在食品和調(diào)味品中的應(yīng)用提供了理論和實(shí)踐依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

普通玉米淀粉：江蘇悅谷農(nóng)業(yè)科技發(fā)展有限公司;阿魏酸：菏澤潤友生物科技有限公司;漆酶（120 U/g）：上海源葉生物科技有限公司;磷酸二氫鈉、碘化鉀、乙酸、碘、無水乙醇（均為分析純）：天津市天力化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

SB25-12DTD超聲波清洗機(jī) 寧波新芝生物科技股份有限公司；HJ-4A恒溫磁力攪拌器 常州丹瑞實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備有限公司；SHZ-D（Ⅲ）循環(huán)水式真空泵 鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司；HWS24電熱恒溫水浴鍋 上海一恒科技有限公司；BSA2245精密分析天平、BSA2202S-CW電子天平 賽多利斯科學(xué)儀器（北京）有限公司；Z366高速大容量離心機(jī) 德國Hermle公司；UV-2550紫外可見分光光度計(jì) 日本島津公司；FDU-1200冷凍干燥機(jī) 東京理化器械株式會社；FT-IRC97951傅里葉紅外光譜儀 美國PerkinElmer公司。

1.3 方法

1.3.1 玉米淀粉水分含量的測定

水分含量的測定參照GB 5009.3—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中水分的測定》中的直接干燥法^[16]。

1.3.2 阿魏酸-淀粉復(fù)合物的制備

機(jī)械攪拌的阿魏酸-淀粉復(fù)合物：玉米淀粉和蒸餾水以1∶10的質(zhì)量比混合，置于75℃水浴中糊化30 min。向淀粉糊中加入阿魏酸（按淀粉干重比例8%），攪拌混勻，將含有上述溶液的燒杯置于恒溫磁力攪拌器攪拌30 min，然后以8 000 r/min離心20 min。沉淀物用定量的無水乙醇洗滌3次，以去除游離的阿魏酸，然后冷凍干燥得到阿魏酸-淀粉復(fù)合物直至水分含量低于10%，干燥后的樣品過80目篩粉碎，得到樣品^[17]。

漆酶原位催化阿魏酸二聚的阿魏酸-淀粉復(fù)合物：玉米淀粉和蒸餾水以1∶10的質(zhì)量比混合，置于75℃水浴中糊化30 min。向淀粉糊中加入阿魏酸（按淀粉干重比例8%），攪拌混勻，然后向燒杯中滴加漆酶溶液（預(yù)先將漆酶加入到0.1 mol/L的磷酸緩沖液中搖勻備用），攪拌混勻，將含有上述溶液的燒杯置于恒溫磁力攪拌器攪拌30 min，然后以8 000 r/min離心20 min。沉淀物用定量的無水乙醇洗滌3次，以去除游離的阿魏酸，然后冷凍干燥得到阿魏酸-淀粉復(fù)合物直至水分含量低于10%，干燥后的樣品過80目篩粉碎，得到樣品^[17]。

漆酶原位催化阿魏酸二聚結(jié)合超聲處理的阿魏酸-淀粉復(fù)合物：玉米淀粉和蒸餾水以1∶10的質(zhì)量比混合，置于75℃水浴中糊化30 min。向淀粉糊中加入阿魏酸（按淀粉干重比例8%），攪拌混勻，然后向燒杯中滴加漆酶溶液（預(yù)先將漆酶加入到0.1 mol/L的磷酸緩沖液中搖勻備用），攪拌混勻后超聲30 min，然后以8 000 r/min離心20 min。沉淀物用定量的無水乙醇洗滌3次，以去除游離的阿魏酸，然后冷凍干燥得到阿魏酸-淀粉復(fù)合物直至水分含量低于10%，干燥后的樣品過80目篩粉碎，得到樣品^[17]。

1.3.3 阿魏酸-淀粉復(fù)合物復(fù)合率的測定

參考許莉^[18]的方法并適當(dāng)改進(jìn)。稱取0.1 g淀粉樣品于錐形瓶中，加入1 mL無水乙醇和9 mL 1 mol/L NaOH溶液，混勻，煮沸10 min后冷卻至室溫，加蒸餾水稀釋，定容至50 mL。移取5 mL上述稀釋溶液于容量瓶中，分別加入1 mL碘試劑（質(zhì)量濃度0.2%碘、2%碘化鉀）和1 mL 1 mol/L乙酸溶液，在含有上述溶液的錐形瓶中加蒸餾水定容至100 mL。避光放置10 min以顯色，用紫外可見分光光度計(jì)測定樣品在690 nm處的吸光度，做3次平行試驗(yàn)。復(fù)合率（CI）的計(jì)算公式如下：

CI（%）=（A_空白-A_樣品）/A_空白×100%。

式中：A_空白為原淀粉在690 nm處的吸光度，A_樣品為樣品在690 nm處的吸光度。

1.3.4 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

分別對阿魏酸添加量、漆酶添加量、超聲溫度、超聲時間、超聲功率進(jìn)行單因素優(yōu)化試驗(yàn)，以阿魏酸-淀粉復(fù)合物的復(fù)合率作為參考依據(jù)，確定最優(yōu)反應(yīng)條件。設(shè)置阿魏酸添加量分別為玉米淀粉質(zhì)量的2%、4%、6%、8%、10%。通過預(yù)試驗(yàn)調(diào)整后設(shè)置漆酶添加量分別為1.5，2.5，3.5，4.5，5.5 U/g，超聲溫度分別為35，40，45，50，55，60℃，超聲時間分別為15，20，25，30，35 min，超聲功率分別為300，400，500，600，700 W。

1.3.5 響應(yīng)面優(yōu)化

綜合考慮單因素試驗(yàn)結(jié)果，確定對復(fù)合率影響較大的漆酶添加量（A）、超聲溫度（B）、超聲時間（C）和超聲功率（D）4個因素，以阿魏酸-淀粉復(fù)合物的復(fù)合率為響應(yīng)值，設(shè)計(jì)四因素三水平的響應(yīng)面試驗(yàn)，利用Design-Expert V8.0.6.1軟件確定最優(yōu)工藝條件，響應(yīng)面試驗(yàn)因素水平見表1。

1.3.6 傅里葉紅外光譜

分別依次稱取原玉米淀粉、機(jī)械攪拌處理的阿魏酸-淀粉復(fù)合物、漆酶原位催化阿魏酸二聚的阿魏酸-淀粉復(fù)合物、漆酶原位催化二聚結(jié)合超聲處理的阿魏酸-淀粉復(fù)合物2～3 mg，放于模具中并壓片，用傅里葉紅外光譜儀進(jìn)行定性分析，掃描范圍為4 000～400 cm^-1，得到紅外光譜圖。

1.3.7 X射線衍射

參考崔添玉^[15]的方法并作適當(dāng)調(diào)整。將4組待測干燥樣品（原玉米淀粉、機(jī)械攪拌處理的阿魏酸-淀粉復(fù)合物、漆酶原位催化阿魏酸二聚的阿魏酸-淀粉復(fù)合物、漆酶原位催化二聚結(jié)合超聲處理的阿魏酸-淀粉復(fù)合物）平整放入帶有凹槽的專用樣品臺上，壓片。利用X射線衍射儀測定，采用波長為0.154 2 nm的單色Cu-Kα射線，管壓40 kV，管內(nèi)電流40 mA，以5°/min的掃描速度對樣品進(jìn)行5°～60°掃描，連續(xù)掃描1 s。采用Jade 6.0軟件計(jì)算淀粉樣品的相對結(jié)晶度。

1.3.8 DPPH自由基清除能力

參考肖志剛等^[19]的方法并進(jìn)行改進(jìn)。

DPPH溶液（2.00×10^-4 mol/L）的配制：稱取7.8 mg DPPH試劑于容量瓶中，采用無水乙醇溶解并定容至100 mL。

取5 mg待測淀粉樣品（原玉米淀粉、機(jī)械攪拌處理的阿魏酸-淀粉復(fù)合物、漆酶原位催化阿魏酸二聚的阿魏酸-淀粉復(fù)合物、漆酶原位催化二聚結(jié)合超聲處理的阿魏酸-淀粉復(fù)合物）分別溶于5 mL蒸餾水中，配制成1 mg/mL的樣品溶液，備用。取4支10 mL試管，向試管中分別加入2 mL上述樣品溶液和2 mL DPPH溶液，混勻，避光反應(yīng)30 min，在517 nm處測定其吸光度，原玉米淀粉作為空白，平行測定3次。DPPH自由基清除率按下式計(jì)算：

DPPH自由基清除率（%）=（A₀－A_S）/A₀×100%。

式中：A₀為原玉米淀粉+DPPH的吸光度;A_S為樣品淀粉+DPPH的吸光度。

1.3.9 凝沉和抗老化性

參考崔添玉^[15]的方法并作適當(dāng)調(diào)整。取4組樣品（原玉米淀粉、機(jī)械攪拌處理的阿魏酸-淀粉復(fù)合物、漆酶原位催化阿魏酸二聚的阿魏酸-淀粉復(fù)合物、漆酶原位催化二聚結(jié)合超聲處理的阿魏酸-淀粉復(fù)合物）于錐形瓶內(nèi)，加蒸餾水配制成1%的乳濁液，在100℃條件下攪拌至溶液呈透明凝膠狀，冷卻至室溫。用紫外可見分光光度計(jì)測定其在650 nm處的吸光度。用保鮮膜將錐形瓶口密封，常溫靜置24 h后再測定其吸光度。兩組吸光度的差值與淀粉樣品的凝沉性成正比，與淀粉樣品的抗老化能力成反比。重復(fù)3次平行試驗(yàn)。

1.3.10 透明度的測定

參考高雪麗等^[20]的方法并作適當(dāng)改進(jìn)。分別取4組樣品（原玉米淀粉、機(jī)械攪拌處理的阿魏酸-淀粉復(fù)合物、漆酶原位催化阿魏酸二聚的阿魏酸-淀粉復(fù)合物、漆酶原位催化二聚結(jié)合超聲處理的阿魏酸-淀粉復(fù)合物）于燒杯中，加蒸餾水配制成50 mL 1%的淀粉乳，將上述溶液置于沸水中加熱30 min，冷卻至室溫后，在650 nm波長處測定。透明度用分光光度計(jì)所測透光率（T，%）計(jì)，以蒸餾水作參比。

1.4 數(shù)據(jù)處理

樣品做3次平行試驗(yàn)，所得數(shù)據(jù)采用SPSS 27.0軟件進(jìn)行單因素方差分析，Plt;0.05表示差異顯著。響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)采用Design-Expert V8.0.6.1進(jìn)行設(shè)計(jì)和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 玉米淀粉水分含量的測定

采用直接干燥法測定得到普通玉米淀粉的水分含量在12%左右。

2.2 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.2.1 阿魏酸添加量對阿魏酸-淀粉復(fù)合物復(fù)合率的影響

由圖1可知，當(dāng)阿魏酸添加量為2%～8%時，阿魏酸-淀粉復(fù)合物的復(fù)合率隨著阿魏酸添加量的增加呈上升趨勢；當(dāng)阿魏酸添加量為8%～10%時，阿魏酸-淀粉復(fù)合物的復(fù)合率隨著阿魏酸添加量的增加呈下降趨勢，這可能是因?yàn)楫?dāng)阿魏酸添加量為2%～8%時，隨著阿魏酸添加量的增加，漆酶催化更多的阿魏酸發(fā)生氧化偶聯(lián)形成二聚體，促進(jìn)淀粉與阿魏酸二聚體的結(jié)合，從而進(jìn)一步促進(jìn)阿魏酸-淀粉凝膠網(wǎng)絡(luò)的形成，同時阿魏酸和淀粉在超聲波作用下相互碰撞，使淀粉與阿魏酸充分接觸，從而有利于阿魏酸與淀粉進(jìn)行復(fù)合；當(dāng)阿魏酸添加量為8%～10%時，隨著阿魏酸添加量的繼續(xù)增加，漆酶催化的阿魏酸越多，產(chǎn)生過多的阿魏酸二聚體，反而限制了阿魏酸與淀粉的結(jié)合，同時阿魏酸過多，達(dá)到過飽和狀態(tài)，會使阿魏酸發(fā)生自聚集，不容易與淀粉形成復(fù)合物，因而復(fù)合率下降。當(dāng)阿魏酸添加量為8%時，在漆酶催化阿魏酸形成二聚體作用下，阿魏酸與淀粉分子的結(jié)合程度最大^[21]，因而阿魏酸-淀粉復(fù)合物的復(fù)合率最高，因此，確定阿魏酸添加量8%為最優(yōu)條件。

2.2.2 漆酶添加量對阿魏酸-淀粉復(fù)合物復(fù)合率的影響

由圖2可知，當(dāng)漆酶添加量為1.5～4.5 U/g時，阿魏酸-淀粉復(fù)合物的復(fù)合率隨著漆酶添加量的增加呈上升趨勢，當(dāng)漆酶添加量為4.5～5.5 U/g時，阿魏酸-淀粉復(fù)合物的復(fù)合率隨著漆酶添加量的增加呈下降趨勢。隨著漆酶添加量的增加，被氧化的阿魏酸逐漸增多，促進(jìn)了淀粉分子與阿魏酸二聚體形成凝膠網(wǎng)絡(luò)，使阿魏酸與淀粉的結(jié)合程度變大，因而復(fù)合率升高；但隨著漆酶添加量的繼續(xù)增加，漆酶總活力增大，阿魏酸被漆酶催化反應(yīng)更劇烈，過多的阿魏酸二聚體聚集反而不利于阿魏酸-淀粉復(fù)合物的形成，從而影響阿魏酸與淀粉分子通過氫鍵或者疏水作用力等形成凝膠網(wǎng)絡(luò)，因而阿魏酸-淀粉復(fù)合物的復(fù)合率下降。當(dāng)漆酶添加量為4.5 U/g時，淀粉與阿魏酸的結(jié)合程度最大，因而復(fù)合率最高^[22-23]，因此，確定漆酶添加量4.5 U/g為最優(yōu)條件。

2.2.3 超聲溫度對阿魏酸-淀粉復(fù)合物復(fù)合率的影響

由圖3可知，當(dāng)超聲溫度為50℃時，阿魏酸-淀粉復(fù)合物的復(fù)合率最高，隨著超聲溫度升高，淀粉顆粒開始膨脹，在水中的溶解度增加，淀粉顆粒被破壞，淀粉分子游離的羥基溶出，更易與阿魏酸在氫鍵作用下復(fù)合；隨著超聲溫度的繼續(xù)升高，淀粉分子開始糊化，淀粉顆粒的完整性降低，不利于與阿魏酸的結(jié)合；同時，本試驗(yàn)采用的漆酶的最適溫度是45～55℃，在本反應(yīng)體系中漆酶的最適溫度可能在50℃左右，因而隨著溫度的升高，酶反應(yīng)速率逐漸下降，從而催化阿魏酸的能力逐漸減弱，影響阿魏酸與淀粉的結(jié)合，而且阿魏酸與淀粉可能受非共價鍵作用連接不是非常穩(wěn)定，溫度過高會影響復(fù)合物的形成^[15]。因此，確定最佳的超聲溫度為50℃。

2.2.4 超聲時間對阿魏酸-淀粉復(fù)合物復(fù)合率的影響

由圖4可知，當(dāng)超聲時間為30 min時，阿魏酸-淀粉復(fù)合物的復(fù)合率最高，超聲時間過長，使淀粉顆粒的晶體結(jié)構(gòu)受到嚴(yán)重破壞，穩(wěn)定性下降^[24]，不利于阿魏酸與淀粉的結(jié)合，因此，確定最佳的超聲時間為30 min。

2.2.5 超聲功率對阿魏酸-淀粉復(fù)合物復(fù)合率的影響

由圖5可知，隨著超聲功率的增大，復(fù)合率也隨之增大，當(dāng)超聲功率為400 W時，阿魏酸-淀粉復(fù)合物的復(fù)合率達(dá)到最高。當(dāng)超聲功率超過400 W后復(fù)合率下降，這是由于過高的超聲功率會產(chǎn)生劇烈的機(jī)械作用和空化效應(yīng)，影響淀粉分子的重排，繼而影響淀粉與阿魏酸的結(jié)合^[24]。因此，確定最佳的超聲功率為400 W。

2.3 響應(yīng)面優(yōu)化

2.3.1 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果分析

2.3.2 方差分析

利用Design-Expert V8.0.6.1軟件進(jìn)行擬合得到二次多項(xiàng)回歸方程：Y=22.00+1.56A+1.35B+0.39C－0.094D－0.20AB－0.37AC+0.93AD－0.36BC+1.22BD+1.00CD－2.72A² －2.85B²－1.61C²－2.39D²。

由表3可知，各因素對阿魏酸-淀粉復(fù)合物復(fù)合率影響的主次順序?yàn)槠崦柑砑恿浚ˋ）gt;超聲溫度（B）gt;超聲時間（C）gt;超聲功率（D）。模型的F=20.13，模型的Plt;0.01，表明該模型極顯著，A、B極顯著，C、D不顯著。失擬項(xiàng)不顯著（Pgt;0.05），該模型的R_Adj²=0.905 3，R²=0.952 7，說明該數(shù)據(jù)可靠，該模型的擬合度較高。響應(yīng)值的變異系數(shù)C.V.為4.31%（＜5%），表明模型的重現(xiàn)性較好，可以用于阿魏酸-淀粉復(fù)合物復(fù)合率的理論預(yù)測。

2.3.3 響應(yīng)面交互作用

通過Design-Expert V8.0.6.1軟件分析以阿魏酸-淀粉復(fù)合物的復(fù)合率為響應(yīng)值的4個因素之間的兩兩交互作用，響應(yīng)面圖見圖6。

響應(yīng)面的坡度反映了各因素之間的交互作用對其響應(yīng)值的影響程度，坡度越大表明兩個因素之間的交互作用對響應(yīng)值的影響越顯著^[25]。由圖6可知，漆酶添加量（A）和超聲功率（D）、超聲溫度（B）和超聲功率（D）、超聲時間（C）和超聲功率（D）兩兩因素交互時得到的響應(yīng)曲面的坡度較陡峭；漆酶添加量（A）和超聲溫度（B）、漆酶添加量（A）和超聲時間（C）、超聲溫度（B）和超聲時間（C）兩兩因素交互時得到的響應(yīng)曲面的坡度較平緩。因此，AD、BD和CD的交互作用對阿魏酸-淀粉復(fù)合物復(fù)合率的影響顯著，AB、AC和BC的交互作用對阿魏酸-淀粉復(fù)合物復(fù)合率的影響不顯著，這與方差分析結(jié)果一致。

2.3.4 最佳工藝驗(yàn)證

通過響應(yīng)面圖和結(jié)果分析可以得出，漆酶原位催化阿魏酸二聚結(jié)合超聲處理的阿魏酸-淀粉復(fù)合物的最佳條件為漆酶添加量4.5 U/g、超聲溫度50℃、超聲時間30 min、超聲功率400 W，在最佳提取條件下，預(yù)測得到阿魏酸-淀粉復(fù)合物的復(fù)合率為22.81%。為了驗(yàn)證預(yù)測結(jié)果的可靠性，在此條件下進(jìn)行了3次平行試驗(yàn)，該條件下得到的阿魏酸-淀粉復(fù)合物的復(fù)合率平均值為22.68%，預(yù)測值與試驗(yàn)值接近，表明該模型合理，此響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)的工藝條件的可行性高，對實(shí)踐具有一定的指導(dǎo)意義。

2.4 傅里葉紅外光譜

由圖7可知，將幾組阿魏酸-淀粉復(fù)合物處理組與原玉米淀粉比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在光譜圖中沒有出現(xiàn)明顯的偏移，也沒有新的吸收峰出現(xiàn)或某個特征吸收峰消失，說明淀粉復(fù)合阿魏酸后均沒有引起官能團(tuán)的產(chǎn)生與消失，說明沒有形成新的基團(tuán)^[26]，可能是由于阿魏酸與淀粉分子間的作用是通過氫鍵作用等非共價相互作用，互相沒有形成共價鍵結(jié)構(gòu)，這與Zhang等^[27]和王晨等^[28]的研究結(jié)果一致，同時說明在漆酶催化和超聲作用下均沒有產(chǎn)生新的共價鍵，兩種方法形成的阿魏酸-淀粉復(fù)合物只產(chǎn)生了非共價作用。

2.5 X射線衍射

由圖8可知，原玉米淀粉（S）在 15°、17°、18°、23°處呈明顯的尖峰衍射，屬于典型的A型晶體結(jié)構(gòu)。機(jī)械攪拌處理的阿魏酸-淀粉復(fù)合物、漆酶原位催化阿魏酸二聚的阿魏酸-淀粉復(fù)合物、漆酶原位催化二聚結(jié)合超聲處理的阿魏酸-淀粉復(fù)合物均在7.5°、13°、20°處出現(xiàn)明顯的衍射峰，結(jié)晶度有所下降，表明淀粉與阿魏酸形成了V型晶體包合物。V型晶體結(jié)構(gòu)的形成可能是由于阿魏酸可部分進(jìn)入淀粉螺旋空腔，通過疏水作用力如C—H鍵，這是阿魏酸與淀粉分子絡(luò)合的主要推動力。漆酶原位催化阿魏酸二聚的阿魏酸-淀粉復(fù)合物、漆酶原位催化二聚結(jié)合超聲處理的阿魏酸-淀粉復(fù)合物的結(jié)晶度下降，可能是漆酶氧化阿魏酸二聚和超聲作用影響了阿魏酸與淀粉的結(jié)合，從而使淀粉結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，使結(jié)晶度進(jìn)一步下降。結(jié)構(gòu)變化潛在地改變了非晶層和晶層中支鏈淀粉的外鏈長度和堆積排列，這可能導(dǎo)致淀粉性質(zhì)的顯著變化。

2.6 DPPH自由基清除能力

3組不同處理的阿魏酸-淀粉復(fù)合物的抗氧化結(jié)果見圖9。

由圖9可知，漆酶處理后兩組淀粉的DPPH自由基清除率顯著提高，漆酶原位催化二聚結(jié)合超聲處理的阿魏酸-淀粉復(fù)合物的DPPH自由基清除率較高，可能是由于漆酶會催化阿魏酸二聚產(chǎn)生二聚體，阿魏酸二聚體與淀粉之間通過氫鍵或者疏水作用力結(jié)合，從而促進(jìn)阿魏酸與淀粉的結(jié)合。同時，超聲作用可能會增大分子間的碰撞幾率，從而促進(jìn)阿魏酸與淀粉的結(jié)合。漆酶原位催化二聚結(jié)合超聲處理的阿魏酸-淀粉復(fù)合物的DPPH自由基清除效果越好，表明阿魏酸與玉米淀粉結(jié)合得越多，阿魏酸-淀粉復(fù)合物的抗氧化能力越強(qiáng)，這與肖志剛等^[19]和Wen等^[29]的研究結(jié)果一致。

2.7 凝沉和抗老化性

以24 h前后的吸光度差值來判斷淀粉的凝沉和抗老化性，由圖10可知，3組阿魏酸-淀粉復(fù)合物的抗老化性均優(yōu)于原玉米淀粉，這是因?yàn)榘⑽核峋哂袕?qiáng)抗氧化能力，將其與玉米淀粉復(fù)合可以改善淀粉的性能。在幾組處理的淀粉中發(fā)現(xiàn)漆酶原位催化阿魏酸二聚結(jié)合超聲處理的阿魏酸-淀粉復(fù)合物的抗老化性較高，可能是漆酶氧化阿魏酸產(chǎn)生二聚體，淀粉與阿魏酸二聚體之間通過非共價作用結(jié)合，促使更多的阿魏酸與淀粉結(jié)合，因而可能改善淀粉的抗老化性。而超聲處理可促進(jìn)阿魏酸與淀粉的結(jié)合，在超聲處理淀粉時，部分淀粉結(jié)構(gòu)被破壞，淀粉分子發(fā)生重排^[15]，從而降低淀粉分子間作用力，使得阿魏酸-淀粉復(fù)合物的凝沉能力降低，抗老化性能增強(qiáng)。

2.8 透光率

透光率是淀粉糊化時表現(xiàn)出的重要外在特征之一，直接影響淀粉基食品的外觀、用途和可接受度。淀粉的透光率反映了淀粉與水分子結(jié)合的能力，由圖11可知，與原淀粉相比較，幾組不同方法處理的淀粉的透光率均顯著下降，漆酶原位催化二聚結(jié)合超聲處理的阿魏酸-玉米淀粉復(fù)合物的透光率較低，其原因可能是玉米淀粉糊化后緊密的結(jié)構(gòu)松散開來，溶液中玉米淀粉的直鏈淀粉與阿魏酸結(jié)合產(chǎn)生復(fù)合物，導(dǎo)致直鏈淀粉的聚合度升高^[30]，透光率降低。漆酶氧化阿魏酸產(chǎn)生二聚體，淀粉與阿魏酸二聚體之間通過氫鍵或者疏水作用力結(jié)合，促使更多的阿魏酸與淀粉結(jié)合，超聲也會促進(jìn)阿魏酸與淀粉的結(jié)合，從而導(dǎo)致直鏈淀粉的聚合進(jìn)一步增多，透光率進(jìn)一步下降。同時可能是由于淀粉與阿魏酸的結(jié)合增大，淀粉分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)和淀粉分子之間的鍵合作用被削弱并重新排列^[31]。淀粉鏈的重排導(dǎo)致糊化過程中溶解顆粒減少，從而導(dǎo)致透光率降低。

3 結(jié)論

本試驗(yàn)以玉米淀粉和阿魏酸為反應(yīng)底物，利用漆酶原位催化阿魏酸二聚結(jié)合超聲處理阿魏酸-淀粉復(fù)合物，以單因素試驗(yàn)和響應(yīng)面試驗(yàn)優(yōu)化得出阿魏酸-淀粉復(fù)合物的最佳工藝條件，試驗(yàn)結(jié)果表明，在漆酶添加量為4.5 U/g、超聲時間為30 min、超聲溫度為50℃、超聲功率為400 W時得到的阿魏酸-淀粉復(fù)合物的復(fù)合率最大，為22.68%。通過紅外光譜分析和X射線衍射分析發(fā)現(xiàn)，阿魏酸與淀粉的結(jié)合都是通過非共價作用實(shí)現(xiàn)的。阿魏酸-玉米淀粉復(fù)合物形成了V型晶體結(jié)構(gòu)，兩者結(jié)合主要是通過非共價作用的疏水作用力，漆酶原位催化阿魏酸二聚結(jié)合超聲處理的阿魏酸-淀粉復(fù)合物仍然是V型，結(jié)晶度有所下降。漆酶原位催化二聚結(jié)合超聲處理的阿魏酸-淀粉復(fù)合物相較機(jī)械攪拌的阿魏酸-淀粉復(fù)合物DPPH自由基清除能力提高，淀粉的凝沉作用降低，淀粉的抗老化能力增強(qiáng)，淀粉的透光率降低。漆酶原位催化二聚結(jié)合超聲處理這種新型的酶-物理復(fù)合方法為對淀粉改性從而開發(fā)新功能提供了理論依據(jù)，提高了玉米淀粉作為調(diào)味食品的穩(wěn)定性，擴(kuò)大了玉米淀粉在食品調(diào)味等方面的應(yīng)用范圍，為玉米淀粉在食品和調(diào)味品市場上的開發(fā)應(yīng)用提供了新的思路。

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