三種回生抗性淀粉對(duì)米淀粉的凍融與流變性質(zhì)的影響

1、三種回生抗性淀粉對(duì)米淀粉的凍融與流變性質(zhì)的影響謝濤（湖南工程學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院，湘潭411104）摘要研究了添加錐栗、馬鈴薯與綠豆回生抗性淀粉（RS3）對(duì)米淀粉的凍融穩(wěn)定性與流變學(xué)性質(zhì)的影響。結(jié)果表明：添加錐栗、馬鈴薯與綠豆RS3都能顯著提高米淀粉凝膠的持水率，且凍融超過(guò)3次后，其影響的差別越來(lái)越顯著。隨著凍融次數(shù)增多，米淀粉凝膠中不易流動(dòng)水明顯降低、自由水顯著增加；當(dāng)凍融次數(shù)相同時(shí)，添加RS3可使米淀粉凝膠中不易流動(dòng)水明顯增多而自由水顯

2、著減少。添加錐栗、馬鈴薯和綠豆RS3后，米淀粉糊的黏性模量明顯增加，而彈性模量的增加更加顯著。在相同剪切速率下，添加錐栗、馬鈴薯和綠豆RS3可以使米淀粉糊的抗剪切強(qiáng)度大大增強(qiáng)。添加相同質(zhì)量濃度的錐栗、馬鈴薯和綠豆RS3后，米淀粉糊的稠度系數(shù)都大大升高、流體指數(shù)和滯后環(huán)面積顯著減小。關(guān)鍵詞回生抗性淀粉米淀粉凍融穩(wěn)定性流變學(xué)性質(zhì)中圖分類號(hào)：TS235.2文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：EffectsofThreeKindsofRetrograded

3、ResistantStarchesonFreezethawStabilitiesRheologicalPropertiesofRiceStarchXieTao(CollegeofChemicalEngineeringHunanInstituteofEngineeringXiangtan411104)AbstractEffectsofretrogradedresistantstarches(RS3)madefromCastaneahenr

4、yipotatomungbeanonfreezethawstabilitiesrheologicalpropertiesofricestarchwereinvestigated.TheresultsdemonstratedthatanyofC.henryipotatomungbeanRS3canmakethewaterholdingcapacityofricestarchgelsignificantlyincreased.Whenthe

5、freezethawcycleexceeded3timesthedifferenceoftheirinfluenceonthewaterholdingcapacitybecomememesignificant.Withfreezethawcyclesincreasedthedifficultflowingwaterinricestarchgelsignificantlydecreasedwhilethefreewaterobviousl

6、yincreased.WhenthefreezethawcycleswassametheadditionofRS3canmakethedifficultflowingwaterinricestarchgelsignificantlyincreasethefreewaterobviouslyreduce.AfteraddingthreekindsofRS3stheincreasesoftheviscousmodulusofricestar

7、chpastewereallobviouswhiletheincreasesoftheelasticmodulusweremesignificant.AtthesameshearratetheadditionofRS3canmaketheantishearstrengthofricestarchpasteincreasegreatly.IfthreekindsofRS3wererespectivelyaddedatthesamemass

8、concentrationtheconsistencycoefficientsofricestarchpastesincreasedgreatlywhilethefluidindexhysteresisloopareareducedsignificantly.Keywdsretrogradedresistantstarchricestarchfreezethawstabilityrheologicalproperty引言1抗性淀粉（RS

9、）分為物理包埋淀粉（RS1）、天然抗性淀粉顆粒（RS2）、回生或老化淀粉（RS3）和化學(xué)改性淀粉（RS4）4個(gè)類型[13]。RS在小腸內(nèi)不能消化但通過(guò)大腸益生菌發(fā)酵產(chǎn)生短鏈脂肪酸，可預(yù)防腸道疾病[4]。當(dāng)抗性淀粉（RS）添加入淀粉基食品中，其結(jié)構(gòu)可能發(fā)生改變，如B型的RS2在過(guò)量水存在下因加熱而產(chǎn)生糊化，但RS3、RS4在正常烹飪條件下因其高熱穩(wěn)定性可能維持原有結(jié)構(gòu)[57]。淀粉RS混合形成的凝膠特性受淀粉來(lái)源、淀粉與水的比例、RS類型

10、及其含量等的影響[79]。例如，普通米淀粉正常情況下因其直鏈淀粉含量低（12%～20%，質(zhì)量分?jǐn)?shù)）而不能形成黏彈性凝膠，若添加某些親水性多糖（如RS）能改善米淀粉凝膠的結(jié)構(gòu)[811]。在國(guó)外，已有RS應(yīng)用于米粉制品中的研究，發(fā)現(xiàn)添加RS不僅能提高年糕、米餅、米粉等傳統(tǒng)米制食品的膳食纖維含量，更能改善它們的品質(zhì)與營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，但其改善品質(zhì)的機(jī)理尚不十分清楚[68]。然而，國(guó)內(nèi)尚罕見(jiàn)這方面的研究報(bào)道。前期研究表明，在普通米淀粉中分別添加錐栗、馬

11、鈴薯和綠豆RS3后，對(duì)米淀粉糊或凝膠的粘度特性、微觀結(jié)構(gòu)、質(zhì)構(gòu)特性、結(jié)晶特性和熱特性等產(chǎn)生很大的影響，它們能夠促進(jìn)米淀粉形成更為穩(wěn)定、致密的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，改善米淀粉凝膠的理化特性[12]。然而，大量研究也表明，淀粉凝膠的持水性、凍融穩(wěn)定性和黏彈特性是影響淀粉基食品（特別是冷凍食品）品質(zhì)的關(guān)鍵問(wèn)題，也是制約淀粉基食品加工業(yè)發(fā)展的難題[1317]。淀粉基食品經(jīng)凍融（低溫冷凍、解凍）或貯藏、運(yùn)輸、銷售過(guò)程中的溫度波動(dòng)會(huì)造成食品的水分流失、表皮

12、開裂、發(fā)硬、變脆等劣變現(xiàn)象，這與淀粉凝膠的凍融穩(wěn)定性與流變特性有直接關(guān)系[1821]。為了克服普通米淀粉在正常情況下不能形成黏彈性凝膠，且在硬度、彈性和黏著性等方面存在的缺陷。在前期研究[12]基礎(chǔ)上，本文研究了制備自錐栗、馬鈴薯和綠豆的RS3為代表的非米淀粉來(lái)源RS3的添加對(duì)米淀粉糊或凝膠的持水性、凍融穩(wěn)定性和流變學(xué)性質(zhì)的影響。收稿日期：20180327修訂日期：20180531基金項(xiàng)目：湖南省長(zhǎng)沙市科技計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目（20151021

13、）作者簡(jiǎn)介：謝濤（197005～），男，教授，博士，再生資源與食品、生物化工3為48、61和72，相同質(zhì)量濃度下它們所含的直鏈淀粉數(shù)量依次減少，因此添加錐栗RS3形成的米淀粉凝膠網(wǎng)絡(luò)更為均勻致密，而添加綠豆RS3形成的米淀粉凝膠網(wǎng)絡(luò)相對(duì)疏松、孔隙也大些[12]。表1RS3對(duì)米淀粉凝膠持水率的影響凍融循環(huán)次數(shù)樣品0FT1FT2FT3FT4FT5FTRG81.263.19b43.121.24b34.730.85b30.450.33d26.1

14、70.92d23.560.74dCHRS3RG96.322.84a85.373.95a83.401.77a78.961.06a74.591.32a68.3811.61aPTRS3RG94.753.27a83.631.36a79.232.06a71.511.32b62.821.03b54.381.08bMBRS3RG93.832.66a82.361.65a77.851.97a65.430.96c54.721.10c41.060.96c注：

15、⑴同列中不同字母表示存在顯著差別（P0.05）。⑵RG代表米淀粉凝膠，CHRS3、PTRS3、MBRS3分別代表錐栗、馬鈴薯、綠豆抗性淀粉，0FT、1FT、2FT、3FT、4FT、5FT分別代表0、1、2、3、4、5次凍融。下同。2.2RS3對(duì)米淀粉凝膠中水分自由度的影響文獻(xiàn)[29]研究表明，核磁共振波譜的馳豫時(shí)間能夠反映凝膠中水分的自由度，馳豫時(shí)間越短說(shuō)明水分與凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)合越緊密，相反則說(shuō)明水分越自由。對(duì)CPMG脈沖序列得到的衰減曲線

16、進(jìn)行多指數(shù)擬合后（見(jiàn)圖1）發(fā)現(xiàn)，自旋自旋馳豫時(shí)間T2在1～10000ms內(nèi)出現(xiàn)4個(gè)峰：T213～10ms、T2230~155ms、T23175~820ms、T241220~2500ms分別代表結(jié)合水、中度不易流動(dòng)水、不易流動(dòng)水和自由水四種水分，而中度不易流動(dòng)水和不易流動(dòng)水又統(tǒng)稱不易流動(dòng)水，這與文獻(xiàn)[2426]報(bào)道一致。由圖1還可知，反復(fù)凍融過(guò)程中峰值馳豫時(shí)間T21max、T22max、T23max、T24max呈增大趨勢(shì)，表明米淀粉凝膠

17、經(jīng)反復(fù)凍融后，凝膠中水分受到的束縛力降低，4種不同狀態(tài)水分的流動(dòng)性增大，可能是凝膠在凍融過(guò)程中其三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)遭受冰晶的破壞，使凝膠內(nèi)部整體平均孔徑增大，水分在凝膠網(wǎng)格中的自由流動(dòng)空間增大。圖1不加或加入RS3對(duì)5次反復(fù)凍融米淀粉凝膠T2的影響不同組分水分占總水分的比例可用4個(gè)峰的峰值面積百分比表示，表2中S21、S22、S23、S24為反復(fù)凍融處理前后T21、T22、T23、T24的面積百分比，分別表征淀粉凝膠結(jié)構(gòu)中的結(jié)合水、中度不易流

18、動(dòng)水、不易流動(dòng)水和自由水的比例，其中S22S23表示不易流動(dòng)水的比例。由表2可知，結(jié)合水（S21）在反復(fù)凍融過(guò)程中變化較小（P0.05），隨著凍融次數(shù)增多不易流動(dòng)水（S22S23）明顯降低（P0.05）而自由水則顯著增加（P0.05）。由表2還可看出，當(dāng)凍融次數(shù)相同時(shí)，添加錐栗、馬鈴薯和綠豆RS3可使米淀粉凝膠中的不易流動(dòng)水（S23）明顯增多（P0.05），且隨凍融次數(shù)增多不易流動(dòng)水（S23）增加更為顯著（P0.01）；相反，當(dāng)凍融次數(shù)

19、相同時(shí)，添加錐栗、馬鈴薯和綠豆RS3則導(dǎo)致米淀粉凝膠中自由水（S24）顯著減少（P0.05）。這進(jìn)一步證明，添加錐栗、馬鈴薯和綠豆RS3能促進(jìn)米淀粉凝膠形成更為致密的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，對(duì)水分的束縛能力增強(qiáng)。再有，3種RS3對(duì)米淀粉凝膠中不易流動(dòng)水和自由水影響最為顯著的是錐栗RS3，而馬鈴薯RS3和綠豆RS3的影響則依次相對(duì)減弱，這與它們加入后形成的米淀粉凝膠網(wǎng)絡(luò)的致密程度不一有關(guān)[12]。表2RS3對(duì)米淀粉凝膠反復(fù)凍融過(guò)程中T21、T22、T2