Physicochemical properties and digestion of the lotus seed starch-green tea polyphenol complex under ultrasound-microwave synergistic interaction

第一作者：趙蓓蓓
通訊作者：孫思瑋，林宏，陳立德，鄭寶東，郭澤斌

第一通訊單位: 福建農(nóng)林大學(xué)

發(fā)表于：Ultrasonics  Sonochemistry
IF：7.279 一區(qū)

本文亮點(diǎn)

復(fù)雜淀粉，超聲微波協(xié)同，改性，明確微波，超聲波優(yōu)勢，超聲波-微波處理；物理化學(xué)性質(zhì)；V型包涵體復(fù)合物；DIVRSD模型；較低的消化效率

前言

2018年，Ultrasonics Sonochemistry 雜志在線發(fā)表了福建農(nóng)林大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)在多酚復(fù)合物的研究成果。該工作報道了超聲波-微波協(xié)同作用下蓮子淀粉-綠茶多酚復(fù)合物的理化性質(zhì)及消化性能分析。

研發(fā)背景

淀粉是一種主要的食品成分，其理化和功能特性在一定程度上決定了淀粉類食品的整體質(zhì)量。過去幾年來，人們一直對淀粉及其衍生物進(jìn)行改性。研究表明，淀粉的特性可以通過與多種小客體分子（如醇，脂肪酸，氫氧化鉀（KOH）， 碘，調(diào)味劑化合物和疏水性有機(jī)聚合物形成絡(luò)合物。

圖表分析

Figure 1. 微波（A）和超聲處理過的樣品（B）的X射線粉末衍射圖?！?M”和“ U”分別表示微波和超聲波，其后的數(shù)字表示其功率。

Figure 2. 微波（“微波處理”）和超聲（“超聲波處理”）處理過的樣品的SEM（1000倍和10000倍）。

Figure 3. UM處理樣品的外觀特征。

Figure 4. UM處理樣品的FTIR分析。該值為1022 / 995cm-1的吸光度比。

Figure 5. UM處理過的樣品的X射線粉末衍射圖（A）和復(fù)合度（B）。

Figure 6. 在DIVRSD模型中消化UM（1000x和20000x）之前和UM處理后（1000x和10000x）180min的SEM圖像。

Figure 7. UM處理過的樣品的CLSM（多通道疊加和單熒光標(biāo)記）。

Figure 8. UM處理過的樣品的溶解度（A）和溶脹力（B）。

Figure 9. UM處理過的樣品的粒度分布。

Figure 10. DIVRSD模型中經(jīng)UM處理的淀粉的消化效率。。

全文小結(jié)

在這項(xiàng)研究中，比較了超聲波和微波對淀粉系統(tǒng)的各種影響。兩者均增加以研究UM協(xié)同相互作用對LS-GTP復(fù)合物的理化性質(zhì)的影響。UM處理是節(jié)能和高效的Z有前途的混合技術(shù)之一，被證明具有極大地節(jié)省微波能量消耗和提高復(fù)合物產(chǎn)率的積極作用。結(jié)果表明，UM處理引起淀粉晶體區(qū)域不可逆的變形，從而釋放出直鏈淀粉，從而促進(jìn)了LS-GTP復(fù)合物的形成。超聲功率是主要決定LS-GTP復(fù)合物的形態(tài)和結(jié)晶度的因素。在U200-M175處，LS-GTP配合物表現(xiàn)出C型晶體結(jié)構(gòu)，并且在顆粒表面顯示出“粗糙，均勻的網(wǎng)”，稱為非包合配合物。更復(fù)雜的是在功率高于 400 W處形成有序的V型晶體主體晶格，由許多小的球形晶體形成不規(guī)則的“蜂窩”結(jié)構(gòu)。盡管超聲解聚可以使淀粉體系變成均勻的體系，但是過度的UM處理卻產(chǎn)生相反的效果?？偠灾?，較低的UM處理超聲波功率有利于主要通過氫鍵形成的非包合物，在氫或強(qiáng)力作用下容易降解。

祥鵠科技

    XH-300PE型Magicube高壓超聲波微波協(xié)同組合工作站是一款由祥鵠自主研發(fā)的將微波、超聲波、高壓功能協(xié)同組合在一起的新一代多功能組合型微波化學(xué)工作站，為國際S創(chuàng)，在國內(nèi)外S次將微波超聲波協(xié)同組合技術(shù)與微波高壓技術(shù)相結(jié)合，利用微波的快速、選擇性加熱，超聲波的振蕩、分散及空化作用，以及高壓體系下提高溶劑沸點(diǎn)、加速分子運(yùn)動等優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)了高壓體系下微波與超聲波的協(xié)同處理，并可根據(jù)用戶需求增配紫外光或可見光催化系統(tǒng)及微波水熱平行裝置和反應(yīng)前預(yù)注氣/增壓系統(tǒng)。

  祥鵠科技做好售后維護(hù)的同時不斷收集用戶體驗(yàn)與反饋，根據(jù)用戶的需求設(shè)想與現(xiàn)實(shí)難點(diǎn)，結(jié)合超聲波技術(shù)與微波高壓合成技術(shù)，研制出一款將大功率超聲波換能器的變幅桿直接浸入微波高壓反應(yīng)釜內(nèi)，可同時將電磁能（微波）與機(jī)械能（超聲波）共同所用于高壓密閉反應(yīng)體系的新一代智能組合型儀器，為國際S創(chuàng)。該儀器采用2450MHz的微波作用于反應(yīng)介質(zhì)，通過極性分子的偶極旋轉(zhuǎn)或離子傳導(dǎo)這兩種方式，增加反應(yīng)體系內(nèi)分子的震動與摩檫，提高其活化能，促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)程；同時利用超聲波的振蕩、分散、粉碎、空化、攪拌等多重效應(yīng)，分散／粉碎粒子，使其粒度進(jìn)一步減小，加速溶質(zhì)溶解，改善反應(yīng)活性，再結(jié)合水熱法的優(yōu)勢：降低反應(yīng)溫度的要求，克服某些高溫制備不可克服的晶形轉(zhuǎn)變、分解、揮發(fā)，并能進(jìn)行均勻摻雜等特點(diǎn)，使反應(yīng)物活性得到改變和提高；通過精細(xì)調(diào)控反應(yīng)體系內(nèi)的溫度、壓力、時間、功率、占空比等各項(xiàng)參數(shù)，所制得的樣品具有：純度高、分散性好、均勻、分布窄、無團(tuán)聚、晶型好、形貌可控、環(huán)境友好等特征。