水相介质与反应挤出琥珀酸化对食用工业用美人蕉淀粉理化特性的影响研究

本工作对比了水相介质琥珀酸化与反应挤出（REX，13%和25%湿度条件）对美人蕉（Canna indica L.）淀粉理化性质的影响，重点探讨了这种非传统淀粉源在食品工业中的应用潜力。研究发现，REX通过增加淀粉颗粒反应表面积，显著提升了辛烯基琥珀酸酯（OS）与葡萄糖分子C2、C3、C6位羟基（OH）的相互作用，13%湿度条件下的琥珀酸化程度（DS=0.020）和反应效率（RE=86.580%）均优于25%湿度条件。REX还改变了淀粉的X射线衍射（XRD）模式和糊化温度，降低70-80°C溶胀度（8.92-10.09 g/g），提升溶解度（25°C 45.82%至90°C 75.77%），为食品工业提供了功能增强的新型淀粉材料。

　　

Highlight

材料与方法

实验采用哥伦比亚产天然美人蕉淀粉，盐酸（HCl）、氢氧化钠（NaOH）和97%纯度的辛烯基琥珀酸酐（OSA，含顺反异构体）购自Sigma-Aldrich。

琥珀酸化程度（DS）与反应效率（RE）测定

水相介质中3% OSA处理的淀粉DS值低于REX法（13%和25%湿度条件）。REX在13%湿度下因低水分与剪切应力协同作用，使水和OSA更易渗透淀粉颗粒，DS显著提高（见附表）。

结论

REX琥珀酸化美人蕉淀粉的效率远超水相介质法，13%湿度下DS更高，而25%湿度导致挤出机内材料黏附及热降解，影响DS、RE和XRD图谱。REX工艺参数（湿度、温度、螺杆转速）通过改变淀粉颗粒结构与热性质，为食品工业开发功能定制化淀粉提供了新策略。

Abbreviations

REX：反应挤出 | FTIR-ATR：傅里叶变换红外光谱-衰减全反射 | OS：辛烯基琥珀酸酯 | SP：溶胀力 | OSA：辛烯基琥珀酸酐 | FDA：美国食品药品监督管理局 | DS：取代度 | RE：反应效率 | SEM：扫描电镜 | XRD：X射线衍射 | DSC：差示扫描量热法 | WSI：水溶性指数 | NAS：天然美人蕉淀粉 | SASAM：水相琥珀酸化淀粉 | SASR13/SASR25：13%/25%湿度REX琥珀酸化淀粉

CRediT作者贡献声明

Carlos Alberto Gómez Aldapa：综述修订/验证/方法论/数据分析 | Gonzalo Velazquez：综述修订/概念设计 | Guadalupe Méndez Montealvo：数据验证 | Zaira Esmeralda Cabrera Canales：初稿撰写/实验设计

利益冲突声明

作者声明无利益冲突。

致谢

感谢Hidalgo自治大学Ana María Herrera González博士提供FTIR-ATR设备支持。

数据可用性

数据可根据需求提供。