基于超声处理和漆酶原位催化二聚的阿魏酸-淀粉复合物的制备及理化特性研究

摘要：采用一种新型的复合改性方法对淀粉进行改性，以漆酶原位催化阿魏酸二聚结合超声复合方法处理玉米淀粉，采用单因素试验和响应面法确定最佳的工艺条件：漆酶添加量为4.5 U/g，超声时间为30 min，超声温度为50℃，超声功率为400 W，此时得到的阿魏酸-淀粉复合物的复合率最高，为22.68%。通过傅里叶红外光谱和X射线衍射分析，阿魏酸与淀粉的结合都是通过非共价作用实现的。阿魏酸-淀粉复合物形成了V型晶体结构，两者结合主要是通过非共价作用的疏水作用力，漆酶原位催化阿魏酸二聚结合超声处理后阿魏酸-淀粉复合物仍然是V型，结晶度有所下降。此外，漆酶原位催化阿魏酸二聚结合超声处理的阿魏酸-淀粉复合物相较机械搅拌的阿魏酸-淀粉复合物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。

关键词：漆酶；阿魏酸；二聚；玉米淀粉；复合物；理化特性

中图分类号：TS201.2 文献标志码：A 文章编号：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

基金项目：中央支持地方高校改革发展资金人才培养支持计划项目（高水平人才）（304017）；黑龙江省自然科学基金项目（LH2020C063）

作者简介：葛怿泽（1998—），女，硕士，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。

玉米淀粉来源广泛、价格低廉，因可以使汤汁增稠调味、制作玉米糖浆等应用于食品加工等领域^[1-3]。然而天然的玉米淀粉具有加工耐受性差、易回生等缺点^[4]，对淀粉进行改性处理是提高淀粉的优质性能和扩大其用途的有效方法^[5]。单一方法很难满足市场需求，因而本研究采用一种新型的复合改性方法。

淀粉和酚类化合物之间的相互作用对食品性质的影响是近几年研究的焦点。阿魏酸是小分子酚酸，其具有很强的抗氧化和清除自由基能力^[6-8]。游离态阿魏酸不容易到达结肠^[9]。目前，利用淀粉与酚酸复合来调控酚酸的释放是一种独具前景的方法，有待进一步研究^[10]。近年来，研究发现阿魏酸二聚体也具有良好的生物活性，大部分阿魏酸二聚体的抗氧化性比单体更强^[11]。制备阿魏酸二聚体的常用方法是自由基偶合法，该法的反应过程中通常需要借助金属催化剂或生物酶。生物酶氧化反应中常用的酶包括漆酶^[12]。漆酶可氧化单酚和多酚等，产生活性自由基，自由基的进一步反应可导致单体交联^[13]。同时，伴随着氧分子的还原反应生成水，作为一种绿色生物催化剂^[14]。用漆酶催化阿魏酸生成二聚体，阿魏酸二聚体通过非共价作用如氢键或者疏水作用力与淀粉结合，可能会促进阿魏酸-淀粉复合物的形成。超声波处理淀粉时会发生剧烈的物理振动，能改变被作用淀粉颗粒的外观、分子量等，可能促进阿魏酸与淀粉的复合^[15]。本研究以漆酶结合超声波这种新型的安全、环保、高效的复合方法促进阿魏酸-淀粉复合物的形成，从而改变淀粉的理化性质，为玉米淀粉的加工提供了新方向，如改善口感、增稠、乳化等，为玉米淀粉在食品和调味品中的应用提供了理论和实践依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

普通玉米淀粉：江苏悦谷农业科技发展有限公司;阿魏酸：菏泽润友生物科技有限公司;漆酶（120 U/g）：上海源叶生物科技有限公司;磷酸二氢钠、碘化钾、乙酸、碘、无水乙醇（均为分析纯）：天津市天力化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

SB25-12DTD超声波清洗机 宁波新芝生物科技股份有限公司；HJ-4A恒温磁力搅拌器 常州丹瑞实验仪器设备有限公司；SHZ-D（Ⅲ）循环水式真空泵 巩义市予华仪器有限责任公司；HWS24电热恒温水浴锅 上海一恒科技有限公司；BSA2245精密分析天平、BSA2202S-CW电子天平 赛多利斯科学仪器（北京）有限公司；Z366高速大容量离心机 德国Hermle公司；UV-2550紫外可见分光光度计 日本岛津公司；FDU-1200冷冻干燥机 东京理化器械株式会社；FT-IRC97951傅里叶红外光谱仪 美国PerkinElmer公司。

1.3 方法

1.3.1 玉米淀粉水分含量的测定

水分含量的测定参照GB 5009.3—2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》中的直接干燥法^[16]。

1.3.2 阿魏酸-淀粉复合物的制备

机械搅拌的阿魏酸-淀粉复合物：玉米淀粉和蒸馏水以1∶10的质量比混合，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%），搅拌混匀，将含有上述溶液的烧杯置于恒温磁力搅拌器搅拌30 min，然后以8 000 r/min离心20 min。沉淀物用定量的无水乙醇洗涤3次，以去除游离的阿魏酸，然后冷冻干燥得到阿魏酸-淀粉复合物直至水分含量低于10%，干燥后的样品过80目筛粉碎，得到样品^[17]。

漆酶原位催化阿魏酸二聚的阿魏酸-淀粉复合物：玉米淀粉和蒸馏水以1∶10的质量比混合，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%），搅拌混匀，然后向烧杯中滴加漆酶溶液（预先将漆酶加入到0.1 mol/L的磷酸缓冲液中摇匀备用），搅拌混匀，将含有上述溶液的烧杯置于恒温磁力搅拌器搅拌30 min，然后以8 000 r/min离心20 min。沉淀物用定量的无水乙醇洗涤3次，以去除游离的阿魏酸，然后冷冻干燥得到阿魏酸-淀粉复合物直至水分含量低于10%，干燥后的样品过80目筛粉碎，得到样品^[17]。

漆酶原位催化阿魏酸二聚结合超声处理的阿魏酸-淀粉复合物：玉米淀粉和蒸馏水以1∶10的质量比混合，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%），搅拌混匀，然后向烧杯中滴加漆酶溶液（预先将漆酶加入到0.1 mol/L的磷酸缓冲液中摇匀备用），搅拌混匀后超声30 min，然后以8 000 r/min离心20 min。沉淀物用定量的无水乙醇洗涤3次，以去除游离的阿魏酸，然后冷冻干燥得到阿魏酸-淀粉复合物直至水分含量低于10%，干燥后的样品过80目筛粉碎，得到样品^[17]。

1.3.3 阿魏酸-淀粉复合物复合率的测定

参考许莉^[18]的方法并适当改进。称取0.1 g淀粉样品于锥形瓶中，加入1 mL无水乙醇和9 mL 1 mol/L NaOH溶液，混匀，煮沸10 min后冷却至室温，加蒸馏水稀释，定容至50 mL。移取5 mL上述稀释溶液于容量瓶中，分别加入1 mL碘试剂（质量浓度0.2%碘、2%碘化钾）和1 mL 1 mol/L乙酸溶液，在含有上述溶液的锥形瓶中加蒸馏水定容至100 mL。避光放置10 min以显色，用紫外可见分光光度计测定样品在690 nm处的吸光度，做3次平行试验。复合率（CI）的计算公式如下：

CI（%）=（A_空白-A_样品）/A_空白×100%。

式中：A_空白为原淀粉在690 nm处的吸光度，A_样品为样品在690 nm处的吸光度。

1.3.4 单因素试验设计

分别对阿魏酸添加量、漆酶添加量、超声温度、超声时间、超声功率进行单因素优化试验，以阿魏酸-淀粉复合物的复合率作为参考依据，确定最优反应条件。设置阿魏酸添加量分别为玉米淀粉质量的2%、4%、6%、8%、10%。通过预试验调整后设置漆酶添加量分别为1.5，2.5，3.5，4.5，5.5 U/g，超声温度分别为35，40，45，50，55，60℃，超声时间分别为15，20，25，30，35 min，超声功率分别为300，400，500，600，700 W。

1.3.5 响应面优化

综合考虑单因素试验结果，确定对复合率影响较大的漆酶添加量（A）、超声温度（B）、超声时间（C）和超声功率（D）4个因素，以阿魏酸-淀粉复合物的复合率为响应值，设计四因素三水平的响应面试验，利用Design-Expert V8.0.6.1软件确定最优工艺条件，响应面试验因素水平见表1。

1.3.6 傅里叶红外光谱

分别依次称取原玉米淀粉、机械搅拌处理的阿魏酸-淀粉复合物、漆酶原位催化阿魏酸二聚的阿魏酸-淀粉复合物、漆酶原位催化二聚结合超声处理的阿魏酸-淀粉复合物2～3 mg，放于模具中并压片，用傅里叶红外光谱仪进行定性分析，扫描范围为4 000～400 cm^-1，得到红外光谱图。

1.3.7 X射线衍射

参考崔添玉^[15]的方法并作适当调整。将4组待测干燥样品（原玉米淀粉、机械搅拌处理的阿魏酸-淀粉复合物、漆酶原位催化阿魏酸二聚的阿魏酸-淀粉复合物、漆酶原位催化二聚结合超声处理的阿魏酸-淀粉复合物）平整放入带有凹槽的专用样品台上，压片。利用X射线衍射仪测定，采用波长为0.154 2 nm的单色Cu-Kα射线，管压40 kV，管内电流40 mA，以5°/min的扫描速度对样品进行5°～60°扫描，连续扫描1 s。采用Jade 6.0软件计算淀粉样品的相对结晶度。

1.3.8 DPPH自由基清除能力

参考肖志刚等^[19]的方法并进行改进。

DPPH溶液（2.00×10^-4 mol/L）的配制：称取7.8 mg DPPH试剂于容量瓶中，采用无水乙醇溶解并定容至100 mL。

取5 mg待测淀粉样品（原玉米淀粉、机械搅拌处理的阿魏酸-淀粉复合物、漆酶原位催化阿魏酸二聚的阿魏酸-淀粉复合物、漆酶原位催化二聚结合超声处理的阿魏酸-淀粉复合物）分别溶于5 mL蒸馏水中，配制成1 mg/mL的样品溶液，备用。取4支10 mL试管，向试管中分别加入2 mL上述样品溶液和2 mL DPPH溶液，混匀，避光反应30 min，在517 nm处测定其吸光度，原玉米淀粉作为空白，平行测定3次。DPPH自由基清除率按下式计算：

DPPH自由基清除率（%）=（A₀－A_S）/A₀×100%。

式中：A₀为原玉米淀粉+DPPH的吸光度;A_S为样品淀粉+DPPH的吸光度。

1.3.9 凝沉和抗老化性

参考崔添玉^[15]的方法并作适当调整。取4组样品（原玉米淀粉、机械搅拌处理的阿魏酸-淀粉复合物、漆酶原位催化阿魏酸二聚的阿魏酸-淀粉复合物、漆酶原位催化二聚结合超声处理的阿魏酸-淀粉复合物）于锥形瓶内，加蒸馏水配制成1%的乳浊液，在100℃条件下搅拌至溶液呈透明凝胶状，冷却至室温。用紫外可见分光光度计测定其在650 nm处的吸光度。用保鲜膜将锥形瓶口密封，常温静置24 h后再测定其吸光度。两组吸光度的差值与淀粉样品的凝沉性成正比，与淀粉样品的抗老化能力成反比。重复3次平行试验。

1.3.10 透明度的测定

参考高雪丽等^[20]的方法并作适当改进。分别取4组样品（原玉米淀粉、机械搅拌处理的阿魏酸-淀粉复合物、漆酶原位催化阿魏酸二聚的阿魏酸-淀粉复合物、漆酶原位催化二聚结合超声处理的阿魏酸-淀粉复合物）于烧杯中，加蒸馏水配制成50 mL 1%的淀粉乳，将上述溶液置于沸水中加热30 min，冷却至室温后，在650 nm波长处测定。透明度用分光光度计所测透光率（T，%）计，以蒸馏水作参比。

1.4 数据处理

样品做3次平行试验，所得数据采用SPSS 27.0软件进行单因素方差分析，Plt;0.05表示差异显著。响应面优化试验采用Design-Expert V8.0.6.1进行设计和分析。

2 结果与分析

2.1 玉米淀粉水分含量的测定

采用直接干燥法测定得到普通玉米淀粉的水分含量在12%左右。

2.2 单因素试验结果

2.2.1 阿魏酸添加量对阿魏酸-淀粉复合物复合率的影响

由图1可知，当阿魏酸添加量为2%～8%时，阿魏酸-淀粉复合物的复合率随着阿魏酸添加量的增加呈上升趋势；当阿魏酸添加量为8%～10%时，阿魏酸-淀粉复合物的复合率随着阿魏酸添加量的增加呈下降趋势，这可能是因为当阿魏酸添加量为2%～8%时，随着阿魏酸添加量的增加，漆酶催化更多的阿魏酸发生氧化偶联形成二聚体，促进淀粉与阿魏酸二聚体的结合，从而进一步促进阿魏酸-淀粉凝胶网络的形成，同时阿魏酸和淀粉在超声波作用下相互碰撞，使淀粉与阿魏酸充分接触，从而有利于阿魏酸与淀粉进行复合；当阿魏酸添加量为8%～10%时，随着阿魏酸添加量的继续增加，漆酶催化的阿魏酸越多，产生过多的阿魏酸二聚体，反而限制了阿魏酸与淀粉的结合，同时阿魏酸过多，达到过饱和状态，会使阿魏酸发生自聚集，不容易与淀粉形成复合物，因而复合率下降。当阿魏酸添加量为8%时，在漆酶催化阿魏酸形成二聚体作用下，阿魏酸与淀粉分子的结合程度最大^[21]，因而阿魏酸-淀粉复合物的复合率最高，因此，确定阿魏酸添加量8%为最优条件。

2.2.2 漆酶添加量对阿魏酸-淀粉复合物复合率的影响

由图2可知，当漆酶添加量为1.5～4.5 U/g时，阿魏酸-淀粉复合物的复合率随着漆酶添加量的增加呈上升趋势，当漆酶添加量为4.5～5.5 U/g时，阿魏酸-淀粉复合物的复合率随着漆酶添加量的增加呈下降趋势。随着漆酶添加量的增加，被氧化的阿魏酸逐渐增多，促进了淀粉分子与阿魏酸二聚体形成凝胶网络，使阿魏酸与淀粉的结合程度变大，因而复合率升高；但随着漆酶添加量的继续增加，漆酶总活力增大，阿魏酸被漆酶催化反应更剧烈，过多的阿魏酸二聚体聚集反而不利于阿魏酸-淀粉复合物的形成，从而影响阿魏酸与淀粉分子通过氢键或者疏水作用力等形成凝胶网络，因而阿魏酸-淀粉复合物的复合率下降。当漆酶添加量为4.5 U/g时，淀粉与阿魏酸的结合程度最大，因而复合率最高^[22-23]，因此，确定漆酶添加量4.5 U/g为最优条件。

2.2.3 超声温度对阿魏酸-淀粉复合物复合率的影响

由图3可知，当超声温度为50℃时，阿魏酸-淀粉复合物的复合率最高，随着超声温度升高，淀粉颗粒开始膨胀，在水中的溶解度增加，淀粉颗粒被破坏，淀粉分子游离的羟基溶出，更易与阿魏酸在氢键作用下复合；随着超声温度的继续升高，淀粉分子开始糊化，淀粉颗粒的完整性降低，不利于与阿魏酸的结合；同时，本试验采用的漆酶的最适温度是45～55℃，在本反应体系中漆酶的最适温度可能在50℃左右，因而随着温度的升高，酶反应速率逐渐下降，从而催化阿魏酸的能力逐渐减弱，影响阿魏酸与淀粉的结合，而且阿魏酸与淀粉可能受非共价键作用连接不是非常稳定，温度过高会影响复合物的形成^[15]。因此，确定最佳的超声温度为50℃。

2.2.4 超声时间对阿魏酸-淀粉复合物复合率的影响

由图4可知，当超声时间为30 min时，阿魏酸-淀粉复合物的复合率最高，超声时间过长，使淀粉颗粒的晶体结构受到严重破坏，稳定性下降^[24]，不利于阿魏酸与淀粉的结合，因此，确定最佳的超声时间为30 min。

2.2.5 超声功率对阿魏酸-淀粉复合物复合率的影响

由图5可知，随着超声功率的增大，复合率也随之增大，当超声功率为400 W时，阿魏酸-淀粉复合物的复合率达到最高。当超声功率超过400 W后复合率下降，这是由于过高的超声功率会产生剧烈的机械作用和空化效应，影响淀粉分子的重排，继而影响淀粉与阿魏酸的结合^[24]。因此，确定最佳的超声功率为400 W。

2.3 响应面优化

2.3.1 响应面试验结果分析

2.3.2 方差分析

利用Design-Expert V8.0.6.1软件进行拟合得到二次多项回归方程：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，各因素对阿魏酸-淀粉复合物复合率影响的主次顺序为漆酶添加量（A）gt;超声温度（B）gt;超声时间（C）gt;超声功率（D）。模型的F=20.13，模型的Plt;0.01，表明该模型极显著，A、B极显著，C、D不显著。失拟项不显著（Pgt;0.05），该模型的R_Adj²=0.905 3，R²=0.952 7，说明该数据可靠，该模型的拟合度较高。响应值的变异系数C.V.为4.31%（＜5%），表明模型的重现性较好，可以用于阿魏酸-淀粉复合物复合率的理论预测。

2.3.3 响应面交互作用

通过Design-Expert V8.0.6.1软件分析以阿魏酸-淀粉复合物的复合率为响应值的4个因素之间的两两交互作用，响应面图见图6。

响应面的坡度反映了各因素之间的交互作用对其响应值的影响程度，坡度越大表明两个因素之间的交互作用对响应值的影响越显著^[25]。由图6可知，漆酶添加量（A）和超声功率（D）、超声温度（B）和超声功率（D）、超声时间（C）和超声功率（D）两两因素交互时得到的响应曲面的坡度较陡峭；漆酶添加量（A）和超声温度（B）、漆酶添加量（A）和超声时间（C）、超声温度（B）和超声时间（C）两两因素交互时得到的响应曲面的坡度较平缓。因此，AD、BD和CD的交互作用对阿魏酸-淀粉复合物复合率的影响显著，AB、AC和BC的交互作用对阿魏酸-淀粉复合物复合率的影响不显著，这与方差分析结果一致。

2.3.4 最佳工艺验证

通过响应面图和结果分析可以得出，漆酶原位催化阿魏酸二聚结合超声处理的阿魏酸-淀粉复合物的最佳条件为漆酶添加量4.5 U/g、超声温度50℃、超声时间30 min、超声功率400 W，在最佳提取条件下，预测得到阿魏酸-淀粉复合物的复合率为22.81%。为了验证预测结果的可靠性，在此条件下进行了3次平行试验，该条件下得到的阿魏酸-淀粉复合物的复合率平均值为22.68%，预测值与试验值接近，表明该模型合理，此响应面试验设计的工艺条件的可行性高，对实践具有一定的指导意义。

2.4 傅里叶红外光谱

由图7可知，将几组阿魏酸-淀粉复合物处理组与原玉米淀粉比较，结果发现在光谱图中没有出现明显的偏移，也没有新的吸收峰出现或某个特征吸收峰消失，说明淀粉复合阿魏酸后均没有引起官能团的产生与消失，说明没有形成新的基团^[26]，可能是由于阿魏酸与淀粉分子间的作用是通过氢键作用等非共价相互作用，互相没有形成共价键结构，这与Zhang等^[27]和王晨等^[28]的研究结果一致，同时说明在漆酶催化和超声作用下均没有产生新的共价键，两种方法形成的阿魏酸-淀粉复合物只产生了非共价作用。

2.5 X射线衍射

由图8可知，原玉米淀粉（S）在 15°、17°、18°、23°处呈明显的尖峰衍射，属于典型的A型晶体结构。机械搅拌处理的阿魏酸-淀粉复合物、漆酶原位催化阿魏酸二聚的阿魏酸-淀粉复合物、漆酶原位催化二聚结合超声处理的阿魏酸-淀粉复合物均在7.5°、13°、20°处出现明显的衍射峰，结晶度有所下降，表明淀粉与阿魏酸形成了V型晶体包合物。V型晶体结构的形成可能是由于阿魏酸可部分进入淀粉螺旋空腔，通过疏水作用力如C—H键，这是阿魏酸与淀粉分子络合的主要推动力。漆酶原位催化阿魏酸二聚的阿魏酸-淀粉复合物、漆酶原位催化二聚结合超声处理的阿魏酸-淀粉复合物的结晶度下降，可能是漆酶氧化阿魏酸二聚和超声作用影响了阿魏酸与淀粉的结合，从而使淀粉结构发生变化，使结晶度进一步下降。结构变化潜在地改变了非晶层和晶层中支链淀粉的外链长度和堆积排列，这可能导致淀粉性质的显著变化。

2.6 DPPH自由基清除能力

3组不同处理的阿魏酸-淀粉复合物的抗氧化结果见图9。

由图9可知，漆酶处理后两组淀粉的DPPH自由基清除率显著提高，漆酶原位催化二聚结合超声处理的阿魏酸-淀粉复合物的DPPH自由基清除率较高，可能是由于漆酶会催化阿魏酸二聚产生二聚体，阿魏酸二聚体与淀粉之间通过氢键或者疏水作用力结合，从而促进阿魏酸与淀粉的结合。同时，超声作用可能会增大分子间的碰撞几率，从而促进阿魏酸与淀粉的结合。漆酶原位催化二聚结合超声处理的阿魏酸-淀粉复合物的DPPH自由基清除效果越好，表明阿魏酸与玉米淀粉结合得越多，阿魏酸-淀粉复合物的抗氧化能力越强，这与肖志刚等^[19]和Wen等^[29]的研究结果一致。

2.7 凝沉和抗老化性

以24 h前后的吸光度差值来判断淀粉的凝沉和抗老化性，由图10可知，3组阿魏酸-淀粉复合物的抗老化性均优于原玉米淀粉，这是因为阿魏酸具有强抗氧化能力，将其与玉米淀粉复合可以改善淀粉的性能。在几组处理的淀粉中发现漆酶原位催化阿魏酸二聚结合超声处理的阿魏酸-淀粉复合物的抗老化性较高，可能是漆酶氧化阿魏酸产生二聚体，淀粉与阿魏酸二聚体之间通过非共价作用结合，促使更多的阿魏酸与淀粉结合，因而可能改善淀粉的抗老化性。而超声处理可促进阿魏酸与淀粉的结合，在超声处理淀粉时，部分淀粉结构被破坏，淀粉分子发生重排^[15]，从而降低淀粉分子间作用力，使得阿魏酸-淀粉复合物的凝沉能力降低，抗老化性能增强。

2.8 透光率

透光率是淀粉糊化时表现出的重要外在特征之一，直接影响淀粉基食品的外观、用途和可接受度。淀粉的透光率反映了淀粉与水分子结合的能力，由图11可知，与原淀粉相比较，几组不同方法处理的淀粉的透光率均显著下降，漆酶原位催化二聚结合超声处理的阿魏酸-玉米淀粉复合物的透光率较低，其原因可能是玉米淀粉糊化后紧密的结构松散开来，溶液中玉米淀粉的直链淀粉与阿魏酸结合产生复合物，导致直链淀粉的聚合度升高^[30]，透光率降低。漆酶氧化阿魏酸产生二聚体，淀粉与阿魏酸二聚体之间通过氢键或者疏水作用力结合，促使更多的阿魏酸与淀粉结合，超声也会促进阿魏酸与淀粉的结合，从而导致直链淀粉的聚合进一步增多，透光率进一步下降。同时可能是由于淀粉与阿魏酸的结合增大，淀粉分子的双螺旋结构和淀粉分子之间的键合作用被削弱并重新排列^[31]。淀粉链的重排导致糊化过程中溶解颗粒减少，从而导致透光率降低。

3 结论

本试验以玉米淀粉和阿魏酸为反应底物，利用漆酶原位催化阿魏酸二聚结合超声处理阿魏酸-淀粉复合物，以单因素试验和响应面试验优化得出阿魏酸-淀粉复合物的最佳工艺条件，试验结果表明，在漆酶添加量为4.5 U/g、超声时间为30 min、超声温度为50℃、超声功率为400 W时得到的阿魏酸-淀粉复合物的复合率最大，为22.68%。通过红外光谱分析和X射线衍射分析发现，阿魏酸与淀粉的结合都是通过非共价作用实现的。阿魏酸-玉米淀粉复合物形成了V型晶体结构，两者结合主要是通过非共价作用的疏水作用力，漆酶原位催化阿魏酸二聚结合超声处理的阿魏酸-淀粉复合物仍然是V型，结晶度有所下降。漆酶原位催化二聚结合超声处理的阿魏酸-淀粉复合物相较机械搅拌的阿魏酸-淀粉复合物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强，淀粉的透光率降低。漆酶原位催化二聚结合超声处理这种新型的酶-物理复合方法为对淀粉改性从而开发新功能提供了理论依据，提高了玉米淀粉作为调味食品的稳定性，扩大了玉米淀粉在食品调味等方面的应用范围，为玉米淀粉在食品和调味品市场上的开发应用提供了新的思路。

参考文献：

[1]QIU S， YADAV M， CHEN H， et al.Effects of corn fiber gum （CFG） on the pasting and thermal behaviors of maize starch[J].Carbohydrate Polymers，2015，115（2）：246-252.

[2]SUN J， ZUO X B， FANG S， et al. Effects of cellulose derivative hydrocolloids on pasting， viscoelastic， and morphological characteristics of rice starch gel[J].Journal of Texture Studies，2017，48（3）：241-248.

[3]董营.湿法研磨辅助制备淀粉-脂质复合物及其作用机制研究[D].泰安：山东农业大学，2023.

[4]MA S P， ZHU P L， WANG M C. Effects of konjac glucomannan on pasting and rheological properties of corn starch[J].Food Hydrocolloids，2019，89：234-240.

[5]肖志刚，邵晨，杨柳，等.淀粉改性方法的研究现状及进展[J].农产品加工，2020（3）：81-84.

[6]GRAF E. Antioxidant potential of ferulic acid[J].Free Radical Biology and Medicine，1992，13（4）：435-448.

[7]SAKAI S， KAWAMATA H， KOGURE T， et al. Inhibitory effect of ferulic acid and isoferulic acid on the production of macrophage inflammatory protein-2 in response to respiratory syncytial virus infection in RAW264.7 cells[J].Mediators of Inflammation，1999，8（3）：173-175.

[8]CHAWLA A S， SINGH M， MURTHY M S， et al.Anti-inflammatory action of ferulic acid and its esters in carrageenan induced rat paw oedema model[J].Indian Journal of Experimental Biology，1987，25（3）：187-189.

[9]CHANG M X， XU L Y， CHENG J S， et al. A kinetic study on metabolism of ferulic acid in rat[J].Journal of Chinese Medicine，1993，18：300-304.

[10]ZHU F. Interactions between starch and phenolic compound[J].Trends in Food Science amp; Technology，2015，43（2）：129-143.

[11]JIA Y， HE Y， LU F C. The structure-antioxidant activity relationship of dehydrodiferulates[J].Food Chemistry，2018，269：480-485.

[12]申恒梅.对乙酰氨基酚与超氧化物歧化酶、辣根过氧化物酶毒性作用机理的研究[D].济南：山东大学，2014.

[13]CLAUS H.Laccases： structure， reactions， distribution[J].Micron，2004，35（1）：93-96.

[14]励建荣，李丹.漆酶在食品工业中的应用[J].现代食品科技，2006，22（4）：262-264.

[15]崔添玉.基于超声预处理底物的阿魏酸淀粉酯酶催化合成及理化性质[D].哈尔滨：哈尔滨商业大学，2021.

[16]国家卫生和计划生育委员会.食品安全国家标准 食品中水分的测定：GB 5009.3—2016[S].北京：中国标准出版社，2016.

[17]ZHU Y， TAO H， JANASWAMY S， et al.The functionality of laccase-or peroxidase-treated potato flour： role of interactions between protein and protein/starch[J].Food Chemistry，2021，341（3）：128082.

[18]许莉.脱支米淀粉与醇复合物的制备及其结构、食品特性研究[D].合肥：安徽农业大学，2021.

[19]肖志刚，陶莉伟，吕春月，等.非水相体系阿魏酸淀粉酯的合成及其抗氧化特性[J].中国粮油学报，2020，35（1）：41-47.

[20]高雪丽，张梦迪，王梦赟，等.湿热处理对红薯淀粉特性的影响[J].食品工业科技，2024，45（5）：30-36.

[21]王洪玉.淀粉蔗糖酶改性蜡质玉米淀粉-月桂酸复合物的制备及其理化性质研究[D].无锡：江南大学，2023.

[22]孙建娜.重组细菌漆酶的发酵条件及其催化壳聚糖改性的研究[D].南京：南京农业大学，2017.

[23]潘志琴.漆酶协同阿魏酸对小麦面团微观结构及冻藏稳定性的影响机制[D].广州：华南理工大学，2019.

[24]彭羽，韩墨，于化鹏，等.响应面法优化超声辅助提取赤豆淀粉[J].粮食与油脂，2022，35（9）：42-46.

[25]郭翎菲.响应面优化超声辅助碱法提取碎米淀粉工艺[J].食品科技，2022（8）：160-166.

[26]郑启航，苗振弛，宋斌，等.高静水压处理对玉米淀粉/阿魏酸复合体系理化及结构特性的影响[J].食品科学，2023，44（19）：51-57.

[27]ZHANG J， ZHANG M L， BAI X， et al. The impact of high hydrostatic pressure treatment time on the structure， gelatinization and thermal properties and in vitro digestibility of oat starch[J].Grain amp; Oil Science and Technology，2022，5（1）：1-12.

[28]王晨，谢岩黎，南永远.阿魏酸对小麦淀粉理化特性的影响[J].食品工业科技，2018，39（18）：12-16，21.

[29]WEN Y， YE F Y， ZHU J F， et al. Corn starch ferulates with antioxidant properties prepared by N，N'-carbonyldiimidazole-mediated grafting procedure[J].Food Chemistry，2016，208：1-9.

[30]翟爱华，韦智，王雪纯，等.蔗糖对不同品种赤小豆淀粉性能的影响[J].食品工业科技，2023，44（2）：83-89.

[31]王诗怡.临界熔融-冻融处理对结构稳态化多孔淀粉制备的影响及其吸附性能研究[D].扬州：扬州大学，2023.