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为探究膨胀淀粉颗粒状态在淀粉凝胶形成中的作用及相关机制，研究人员对经直接蒸汽 - 热湿处理（DV - HMT）的淀粉进行不同时长剪切处理。结果发现颗粒完整性影响凝胶强度、结晶度等。该研究为优化淀粉基食品凝胶性能提供指导。
在食品的奇妙世界里，淀粉可是个 “大明星”。它作为一种广泛应用于食品工业的天然多糖，凭借出色的增稠、凝胶和稳定能力，为各种美食的口感和品质立下汗马功劳。在自然界中，淀粉通常以半结晶颗粒的形态存在，有着独特的同心层状结构。当淀粉在有水的环境下进行热处理时，就会发生神奇的 “变身”—— 糊化，从半有序状态转变为无序状态，淀粉颗粒吸收水分膨胀，原本的结晶结构也大量丢失。而在糊化后的冷却和储存过程中，淀粉又会经历 “逆行之旅”—— 回生，分散的淀粉链重新聚集、排列成有序结构，这一过程对淀粉凝胶的质地和稳定性影响重大。
然而，目前关于部分完整淀粉颗粒在调节淀粉凝胶特性方面的研究还比较少。在烹饪后的食物体系中，淀粉以颗粒和非颗粒两种形式存在，完整的膨胀淀粉颗粒作为颗粒填料能增强凝胶结构，但颗粒膨胀不足又会阻碍连续凝胶网络的形成。为了深入了解膨胀淀粉颗粒的结构完整性如何影响最终的凝胶特性，来自国内的研究人员开展了此项研究。
研究人员以甘肃蓝天马铃薯产业发展有限公司提供的马铃薯淀粉（31.0% 直链淀粉）为材料，采用直接蒸汽 - 热湿处理（DV - HMT）对其进行改性。随后，将处理后的淀粉在 3000 rpm 的转速下进行 0 - 10 min 的剪切处理，通过控制剪切时长来改变膨胀淀粉颗粒的完整性。研究用到的主要关键技术方法有：利用动态剪切流变技术监测 4°C 下 18 h 的凝胶化过程；采用纹理分析评估凝胶强度；运用 X 射线衍射（XRD）和差示扫描量热法（DSC）分析凝胶的结晶度和回生焓；借助小角 X 射线散射（SAXS）测定回生凝胶中有序聚集体的尺寸 。
剪切诱导破坏时间对淀粉颗粒形态的影响
研究人员观察了不同剪切诱导破坏时间下 DV - HMT - 3 淀粉糊的形态。随着剪切时间增加，膨胀淀粉颗粒的结构逐渐降解，光学显微镜和膨胀行为评估结果都证实了这一点。这表明，剪切处理确实会对淀粉颗粒的完整性产生影响，且这种影响与剪切时间密切相关。
剪切诱导破坏时间对淀粉凝胶强度的影响
纹理分析显示，随着剪切时间的延长，凝胶强度显著下降。这意味着膨胀颗粒完整性的逐渐丧失，会直接导致凝胶强度降低，说明完整的膨胀淀粉颗粒对于维持凝胶的强度起着重要作用。
剪切诱导破坏时间对淀粉凝胶结晶度的影响
X 射线衍射和差示扫描量热法的结果表明，经过 10 min 的剪切诱导颗粒破坏后，凝胶的相对结晶度从 20.01% 降至 7.82%，回生焓从 6.75 J/g 降至 2.86 J/g。这表明剪切处理严重影响了淀粉凝胶的结晶结构，使结晶度和回生焓大幅下降。
剪切诱导破坏时间对淀粉凝胶有序聚集体尺寸的影响
小角 X 射线散射结果显示，随着膨胀颗粒破碎加剧，回生凝胶中有序聚集体的尺寸从 23.590 nm 减小到 18.899 nm。这进一步说明了剪切处理对凝胶内部结构的影响，即破坏了凝胶中有序聚集体的结构。
综合上述研究结果，该研究得出结论：完整的膨胀淀粉颗粒在稳定凝胶网络中发挥着重要作用。这些颗粒主要由支链淀粉组成，嵌入直链淀粉连续基质中，形成了促进支链淀粉重结晶的浓缩分子环境。此外，直链淀粉重排形成的有序双螺旋簇有助于连接相邻的膨胀颗粒，促进形成更具粘性和相互连接的凝胶网络 。研究还发现，精确控制颗粒完整性可以改善淀粉基凝胶的质地属性。
这项研究的意义重大，它系统地揭示了膨胀淀粉颗粒完整性与淀粉凝胶特性之间的关系，为深入理解淀粉凝胶形成的物理化学和分子机制提供了新的视角。这不仅有助于在理论层面丰富对淀粉凝胶化过程的认识，而且在实际应用中，为优化淀粉基食品凝胶的功能特性提供了切实可行的指导，研究成果发表于《Food Hydrocolloids》 。
