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为探究不同抗性淀粉(RS)对小麦凝胶性质及 RS 含量的影响,研究人员将 4 种 RS 与小麦粉混合制凝胶,在 90°C 和 120°C 加热。结果显示,HACS 可显著提升 RS 含量,RS-4 能抑制淀粉老化。该研究为面粉和蒸煮食品应用提供参考。
在当今追求健康饮食的时代,抗性淀粉(Resistant Starch,RS)因其与膳食纤维相似的特性,备受食品研究领域的关注。RS 被定义为在小肠中不能被淀粉酶消化,可进入结肠被微生物群发酵的淀粉部分。它分为 5 种类型,不同类型的 RS 在不同食物中含量各异,且其含量受烹饪方法和加热温度的显著影响。在加工食品中添加 RS,能够增加膳食纤维的摄入量,带来诸多健康益处,比如有助于肠道健康、调节血糖等。然而,RS 在高温、高压或高剪切等严苛加工条件下,容易失去其抗酶解性,这给食品加工中 RS 的有效利用带来了挑战。
面条作为全球广泛食用的主食,将 RS 添加到面条中,既能改善面条的物理性质,又能提升其健康价值。但目前关于小麦粉制成的白面条中 RS 含量影响的研究相对较少,且不同类型 RS 在 5% 混合水平下对物理性质和 RS 含量变化的研究尚未见报道。此外,对于装在蒸煮袋中的食品,虽然有研究表明储存 4 个月会增加袋中 RS 的含量,但对于 RS 混合体系的研究仍是空白。
为了填补这些研究空白,来自日本的研究人员开展了一项旨在测量不同特性和结构的 RS 与面粉混合制成的水凝胶的物理性质、评估其结构,并探究对 RS 含量影响的研究。该研究成果发表在《Food Physics》杂志上。
研究人员采用了多种关键技术方法:通过激光衍射法测量面粉的粒度分布;以小麦粉与 RS 按 95:5 的比例制备凝胶,模拟面条样品;利用红外水分仪测定凝胶的水分含量;借助蠕变仪进行压缩分析和质地分析;运用扫描电子显微镜(SEM)和偏光显微镜观察面粉和凝胶的形态;使用差示扫描量热仪(DSC)评估热性质;依据 AOAC Method 2002.02,采用 Megazyme 抗性淀粉检测试剂盒测定 RS 和可溶性淀粉含量;运用 SPSS Statistics 28 软件进行统计分析。
研究结果如下:
- 面粉的粒度分布和形状:对照组面粉平均粒度最大且分布最宽,HACS 平均粒度最小但分布宽度大于木薯淀粉。木薯淀粉的粒度分布曲线均为钟形,化学修饰未使其发生明显变化。
- 凝胶水分:90°C 制备的凝胶水分含量约 86%,120°C 制备的凝胶约 85%,90°C 凝胶水分含量更高。实验中凝胶水分含量高于实际面条,可能影响面筋和淀粉的重组。
- 凝胶的压缩性能:90°C 时,HACS 和 XLTS 凝胶的压缩曲线与对照组相似,HHTS 和 LHTS 凝胶呈线性近似,表现出弹性行为。120°C 时,HACS 和 XLTS 凝胶曲线与对照组类似,HHTS 和 LHTS 凝胶仍呈线性和弹性。较高加热温度可能使面条咀嚼初期硬,中心部分软。
- 面粉凝胶的质地特性:RS 增强凝胶比对照组更软。90°C 时,对照组、HACS 和 XLTS 样品的硬度显著大于 HHTS 凝胶;120°C 时,对照组和 XLTS 样品硬度显著高于其他凝胶。不同样品的粘附性和内聚性也存在差异。
- 结构观察:SEM 观察发现 HACS 和 XLTS 凝胶中有淀粉颗粒,偏光显微镜下 XLTS 分子取向部分改变,HACS 在 90°C 时淀粉未糊化,有较多马耳他十字,120°C 时减少且部分变形。对照组、HHTS 和 LHTS 样品在两种温度下均明显糊化,未检测到马耳他十字。
- 热性质:对照组有两个吸热峰,分别源于淀粉糊化和直链淀粉 - 脂质复合物的熔化。HACS 的峰与对照组无差异,XLTS 的第二个峰向低温移动,面粉、HHTS 和 LHTS 与对照组无显著差异。
- RS 含量测量:对照组 120°C 凝胶的 RS 含量比 90°C 更高。HACS 凝胶在两种温度下 RS 含量均显著高于对照组且最高。XLTS、HHTS 和 LHTS 与木薯淀粉混合时,RS 含量随烹饪温度无变化,120°C 凝胶中 RS 含量低于对照组,可能抑制面粉淀粉老化。
研究结论表明,加热面粉至高温可能增加 RS 含量,因为淀粉在高温下部分重结晶形成 RS。用 HACS 制备的凝胶比对照组更软,其 RS 含量显著更高,且加热时不易糊化,在面条制作中可增加 RS 摄入,在蒸煮食品中能保留 RS,有助于增加膳食纤维。RS-4 组凝胶(XLTS、LHTS、HHTS)物理性质改变,LHTS 在 90°C 时 RS 含量增加,120°C 时所有 RS-4 凝胶 RS 含量均未增加,说明 RS-4 有抑制面粉在高温烹饪时淀粉老化的潜力。
这项研究为面粉和蒸煮食品中 RS 的应用提供了重要参考,明确了不同类型 RS 在不同加热温度下对小麦凝胶的影响,有助于食品行业开发出更健康、更优质的产品,提升人们的饮食健康水平。