挤压协同棕榈酸与麦芽糖醇抑制玉米淀粉回生的机理研究

本研究采用改良挤压蒸煮技术构建玉米淀粉（CS）-棕榈酸（PA）-麦芽糖醇（MA）复合体系，系统探究了挤压处理（ET）协同外源添加抑制淀粉回生的机制。结果表明，ET协同PA与MA可显著降低淀粉的回生焓、硬度及结晶度，并通过形成V型复合物等方式有效延缓淀粉链重排，为淀粉基食品的品质设计与提升提供了新思路。

　　

Highlight

WAI and WSI analysis

通常，水合能力指数（WAI）用于评估淀粉颗粒吸附和保留水分的能力，淀粉的WAI越大，其吸附水的能力就越强。如图2A所示，经过挤压处理（ET）后，WAI从1.72 g/g增加到4.22 g/g，这归因于在挤压处理过程中淀粉颗粒的晶体结构被破坏，从而增加了比表面积并形成了孔洞结构。随着将麦芽糖醇（MA）添加到挤压处理中，WAI呈现出下降的趋势。这可能是因为MA分子与淀粉链之间形成了氢键，占据了部分水合位点，从而在一定程度上限制了淀粉的水合作用。随着棕榈酸（PA）的加入，WAI进一步降低。这可能是由于PA与直链淀粉形成了包含物（V型复合物），这种复合物的形成可能改变了淀粉的表面特性，进一步影响了其水合行为。水溶性指数（WSI）反映了淀粉在水中溶解的程度。挤压处理后，WSI显著增加，这表明淀粉分子在挤压的高剪切力作用下发生了降解，产生了更多的小分子物质，从而提高了溶解度。添加MA和PA后，WSI有所下降，这可能是因为MA和PA与淀粉分子发生了相互作用，在一定程度上“保护”了淀粉分子免受进一步的降解，或者形成了分子量更大的复合物，从而降低了溶解度。

Conclusions

本研究分析了挤压协同棕榈酸（PA）和麦芽糖醇（MA）对玉米淀粉（CS）回生特性的影响。结果表明，挤压协同PA和MA降低了淀粉的粘度和衰减值（setback viscosity），抑制了淀粉的短期回生。在储存期间，挤压协同PA和MA显著降低了淀粉的凝胶硬度和回生焓。Avrami方程分析表明，所有改性淀粉的成核模式均为瞬时成核。挤压协同0.5% PA和5% MA（E-0.5%PA-5%MA）能更好地抑制淀粉的再结晶速率。此外，其短程有序结构和螺旋结构也呈现下降趋势。PA可能与淀粉形成了V型结构，而挤压处理协同PA和MA共同作用，阻碍了淀粉链在回生过程中的重排，从而抑制了玉米淀粉的回生特性。本研究结果为淀粉基食品的设计开发与品质提升提供了新思路。

CRediT authorship contribution statement

贾琪林（Jiaqi Lin）: 撰写初稿，概念化。

赵向远（Xiangyuan Zhao）: 方法论。

孙思远（Siyuan Sun）: 调查研究。

张一凡（Yifan Zhang）: 软件，资源。

徐秀英（Xiuying Xu）: 资金获取。

刘景胜（Jingsheng Liu）: 验证，项目管理。

Declaration of competing interest

作者声明他们与此工作没有利益冲突。我们声明，就所提交的工作而言，我们没有任何代表利益冲突的商业或关联利益。

Acknowledgments

本工作得到了吉林省科技厅重点研发项目（20230202063NC）和校企横向研究项目（202020071）的资助。