玉米淀粉凝胶功能的协同增强:可溶性大豆多糖与大豆油在部分糊化过程中改善质构并提高持水性

【字体: 时间:2025年05月16日 来源:Food Hydrocolloids 11.0

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  为解决淀粉基食品在储存中因回生导致的硬度增加、持水性(WHC)下降等问题,研究人员探究可溶性大豆多糖(SSPS)和大豆油(SO)对玉米淀粉部分糊化(61°C、66°C、71°C)特性的影响。发现 61°C 时二者协同提升结晶度、黏度(K 达 107.33 Pa?s?)等,为优化淀粉功能提供思路。

  在食品工业中,淀粉作为关键功能成分,其糊化与回生过程对食品质构、稳定性及货架期影响显著。玉米淀粉因来源丰富、成本低廉等优势被广泛应用,但回生会导致凝胶硬度增加、持水性(Water Holding Capacity, WHC)下降,影响食品品质。如何通过添加剂调控淀粉的糊化与回生行为,提升淀粉基食品的功能特性,成为亟待解决的问题。
为探索温和条件下改善玉米淀粉凝胶性能的有效方法,国内研究人员开展了可溶性大豆多糖(Soluble Soybean Polysaccharide, SSPS)和大豆油(Soybean Oil, SO)对普通玉米淀粉(Normal Corn Starch, NCS)部分糊化特性影响的研究。该研究成果发表在《Food Hydrocolloids》,旨在为淀粉基食品的配方优化提供理论依据。

研究人员采用扫描电子显微镜(SEM)、X 射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、差示扫描量热法(DSC)及流变学等技术方法,系统分析了 SSPS 与 SO 在 61°C、66°C、71°C 三个部分糊化温度下对玉米淀粉结构和凝胶性能的影响。实验所用原料包括国内企业生产的玉米淀粉、SSPS 及市售大豆油,通过制备不同处理的淀粉样品,进行多维度的结构与性能表征。

不同温度下 SSPS 与 SO 对淀粉结构的影响


通过 XRD 分析发现,在 61°C 时,SSPS 与 SO 协同作用使淀粉结晶度较未处理样品提高 12–22%,表明二者可稳定淀粉的双螺旋结构。FT-IR 结果显示,SSPS 通过氢键与淀粉分子相互作用,抑制了糊化过程中双螺旋结构的解离,而 SO 则通过与直链淀粉形成脂类复合物,改变淀粉的热力学性质。SEM 观察显示,61°C 处理后淀粉颗粒表面形态与天然淀粉相似,说明该温度下淀粉结构保持相对稳定。

SSPS 与 SO 对淀粉凝胶流变特性的影响


稳态剪切流变分析表明,61°C 时 SSPS 与 SO 协同作用显著提升凝胶黏度,稠度指数(Consistency Index, K)从未处理样品的 63.36 Pa?s?增加至 107.33 Pa?s?,且效果优于 66°C 和 71°C。动态流变测试显示,凝胶呈现以弹性为主的行为(tan δ < 1),SSPS 与 SO 组合使储能模量(Storage Modulus, G′)提高 1.5 倍,表明二者通过增强凝胶网络结构提升了凝胶的弹性和稳定性。

SSPS 与 SO 对淀粉凝胶质构和持水性的影响


经 7 天储存后,61°C 部分糊化处理显著提高凝胶硬度(从 79 gf 增至 125 gf)和持水性(从 78% 增至 92%),优于更高温度处理组。进一步研究发现,SSPS 通过限制直链淀粉重排和支链淀粉结晶,抑制回生过程,使凝胶硬度降低 18–30%;而 SO 通过形成直链淀粉 - 脂质复合物,增强凝胶网络结构,协同改善凝胶的质构和持水能力。

研究结论与意义


本研究揭示了 SSPS 与 SO 在温和热加工条件(61°C)下对玉米淀粉凝胶性能的协同增强机制。结果表明,二者通过稳定双螺旋结构、提升结晶度、增强凝胶网络等多重作用,平衡了淀粉的结构完整性、黏度和持水性。该研究为通过天然添加剂和温和热处理优化淀粉功能提供了新的理论框架,有助于开发具有定制化质构和优异持水性能的淀粉基食品,对食品工业中淀粉质构调控和货架期延长具有重要的应用价值。研究结果为解决淀粉基食品在储存过程中的品质劣化问题提供了有效策略,推动了天然添加剂在食品加工中的创新应用。

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