安徽农业大学茶与食品科技学院的曹 川、申明玉、周裔彬*等人选择糯米、粳米和籼米3 种大米淀粉，研究普鲁兰酶处理前后3 种大米淀粉脱支衍生物的晶体结构、分子质量分布、溶解度、黏度和流变学特性，为淀粉基包埋产物的缓慢释放提供参考依据。
1、XRD分析结果
3 种大米天然淀粉（IS、JS、WS）XRD峰的位置主要集中在10°～27°，在衍射角2θ为15°、17°、18°和23°时出现较强的特征衍射峰，这属于典型的A型淀粉，而DBS衍射峰的位置出现变化，DBIS、DBJS和DBWS衍射峰的位置主要集中在7.9°、13.5°、15°、17°、18°、21°和23°，表明DBS的结晶度明显低于天然淀粉，无定形区增加，表明经过普鲁兰酶水解后形成的晶体结构向无定形和无序的淀粉链发展，进入无序凝胶网络。
2、链长分布分析结果
3 种DBS的精细结构相似。DBIS含有较多长链淀粉分支（B2和B3链：27.47%），而DBWS与其他两种大米淀粉相比，A链的相对含量为32.61%，所占比例较高，B2和B3链为22.08%，所占比例最低。DBWS的平均链长最短（DP为19.27），DBIS的平均链长最长（DP为21.34）；普鲁兰酶可以选择性地水解α-1,6-D-糖苷键。
3、FT-IR分析结果
在天然淀粉中，通常情况下在3 385 cm－1处的宽带归因于—OH伸缩振动，在1 250 cm－1处的波段对应于—OH弯曲振动。3 种大米淀粉及其DBS的FT-IR光谱之间峰形没有明显差别，但DBS的峰强度有所增强。天然淀粉在脱支过程中α-1,6-糖苷键不断被水解断裂，—OH数量随之增加，导致在3 000～4 000 cm－1处的吸收峰变得狭长，3 410 cm－1处的—OH伸缩振动吸收峰相对增强。
4、黏度分析结果
不同来源淀粉脱支前后的黏度不同。在糊化过程中，3 种大米的天然淀粉显示出典型的布拉本德黏度曲线。WS的糊化曲线与IS和JS有较大差异；WS短时间内达峰值黏度，之后迅速下降，在冷却过程中谱线平缓，而IS和JS达到峰值黏度的时间略长，冷却过程中黏度回升明显，最终黏度高于WS。IS峰值黏度、最终黏度较高说明IS颗粒分子间缔合、交联程度较大，排列紧密，抗剪切力较强。
5、流变学特性分析结果
动态流变学特性分析结果
3 种大米淀粉储能模量（G’）和损耗模量（G’’）均随着频率的增加而上升，表现为典型的弱凝胶动态流变学特征，IS的黏性和弹性均为最高，WS均为最低，这可能是由直链淀粉含量差异导致的。脱支后DBS的G’和G’’整体随频率增加而上升，但G’最终值差异较小，而DBIS的G’’最高，DBWS最低，这与黏度分析结果相同，3 种DBS的G’和G’’都较其天然淀粉降低，说明脱支处理使凝胶强度降低，凝胶表现出液体特性。
静态流变学特性分析结果
3 种大米天然淀粉及其DBS的剪切应力均随剪切速率的增加而增大，具有假塑性流体特征；曲线均不同程度地屈向剪切应力轴，可以判断出其均属于非牛顿流体；3 种大米天然淀粉的表观黏度均在剪切速率为0～10 s－1时急剧下降，表现出更强的剪切稀化现象。
6、水解特性分析结果
3 种大米天然淀粉的溶解度较低，膨胀能力较高，经普鲁兰酶脱支后溶解度增加，膨胀能力减小，究其原因可能是脱支使得直链淀粉含量增加，直链淀粉的双螺旋结构在淀粉糊化过程中很难破坏，因此能抑制淀粉分子的膨胀，增加其溶解度。链长会影响持水力，链长越长越易凝结成块，从而容纳更多的水分。
结 论
本实验研究结果表明，经普鲁兰酶水解后，DBS短链葡聚糖链比例增加。与籼米和粳米淀粉相比，糯米淀粉对普鲁兰酶更为敏感，链长分布结果表明糯米淀粉的A链相对含量为32.61%，平均链长最短（DP为19.27），倾向于形成更短的链，淀粉糊黏度急剧减少，普鲁兰酶水解后形成的晶体结构向无定形和无序的淀粉链发展，进入无序凝胶网络。脱支前后3 种大米淀粉FT-IR曲线没有明显差异，脱支后淀粉黏度、G’和G’’都有所降低，淀粉颗粒分子间缔合、交联程度变弱，排列松散。天然淀粉的溶解度较低，膨胀能力较高，经过普鲁兰酶脱支后溶解度增加，膨胀能力减小，推测链长会影响持水力。基于以上结果，发现DBS亲水性强，低相对分子质量线性短链淀粉相对含量增加，分子运动性增强，重新组合形成更加致密的凝胶结构。糯米淀粉对普鲁兰酶处理较其他两种大米淀粉更为敏感。经过普鲁兰酶脱支后的大米淀粉增强了分子聚集和缔结，在亲水介质中，DBS能快速形成凝胶结构，抑制酶液降解，使淀粉的抗酶解能力增加，增强淀粉的流动性和压实性能。DBS可以作为胶凝剂、混浊剂、脂肪替代品以及谷物类早餐食品的包衣等，也可用于包埋运载药物及活性物质等。
