碱提纯与发酵处理对大米淀粉凝胶结构与性能的协同调控机制研究

针对大米淀粉基凝胶食品加工中质构调控难题，华南农业大学研究人员通过碱提纯(RS)和发酵(FRS)预处理结合糊化/回生实验，系统揭示了两种处理方式对淀粉分子结构（直链淀粉含量、结晶区/无定形区）及凝胶性能（抗回生能力、结合水保留率）的差异化影响。研究发现发酵处理显著提升淀粉网络致密度，而碱处理更利于凝胶强度提升，为优化米制品加工工艺提供了理论依据。

　　

在全球超过35亿人以大米为主食的背景下，粳米制品如米粉、米糕等凝胶类食品的质构特性直接决定其品质。然而，淀粉基产品普遍面临热稳定性差、回生导致的硬度增加、持水性下降等问题，严重影响产品货架期和消费者体验。现有研究多聚焦单一加工环节，缺乏从原料预处理（如纯化、发酵）到热加工（糊化）及后续储存（回生）的全链条系统研究。

华南农业大学的研究团队以籼稻"泰香贵朝"为原料，通过碱法提纯获得大米淀粉(RS)，自然发酵制备发酵大米淀粉(FRS)，结合快速粘度分析仪(RVA)、流变仪、低场核磁共振(LF-NMR)等技术，首次揭示了不同处理方式对淀粉凝胶形成机制的差异化影响。研究发现：碱处理通过去除蛋白质等非淀粉组分，使RS的糊化峰值粘度(PV)提升23.6%，凝胶强度较原米粉(RF)提高1.8倍；而FRS因微生物分泌的酶系作用，表现出更优异的抗回生特性，回生后硬度仅增加12%（对照组达47%）。通过X射线衍射(XRD)证实，发酵使淀粉无定形区占比降低9.2%，形成更致密的三维网络结构。

关键技术方法包括：采用0.05M NaOH碱法提纯获得RS，自然发酵72小时制备FRS；通过RVA测定糊化特性，动态流变分析储能模量(G')；LF-NMR检测水分迁移，结合XRD和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)解析分子结构变化。

【Effects of starch purification and fermentation on gelation】
碱处理使淀粉溶胀度提升，RS的破损值(BD)降低34%，表明分子链更耐受剪切力；发酵处理则通过酶解作用使FRS的最终粘度(FV)下降21%，显示更稳定的热力学特性。

【Water distribution】
LF-NMR显示FRS的结合水比例(T₂₁)较RF提高28.5%，证实发酵处理能显著增强水分保持能力，这与发酵产生的有机酸改变淀粉表面极性有关。

【Molecular structure】
XRD谱图显示，RS的结晶度(15.3%)高于FRS(13.8%)，但FRS在1047/1022 cm^-1 FT-IR峰强比提升17%，表明其短程有序结构更稳定。

结论部分指出，碱提纯主要通过物理去除杂质优化淀粉纯度，而发酵则通过生物酶解重构分子网络。该研究为米制品加工提供了明确的方向选择：需高凝胶强度的产品宜采用碱处理，而即食类需长期保鲜的产品更适合发酵工艺。论文创新性地建立了"处理方式-结构变化-功能特性"的关联模型，发表于《Food Structure》期刊。

研究得到国家自然科学基金(32072265)和湖南省自然科学基金(2023JJ30013)支持，Cuiping Yi为通讯作者，Li Xu为第一作者。团队特别指出，后续研究将聚焦于复合处理（碱+发酵）的协同效应，以进一步突破现有技术瓶颈。