不同制粉工艺对玉米粉淀粉结构特性、理化性质及体外消化性的影响机制研究

玉米加工过程中淀粉品质控制难题的破解：研究人员通过对比干法(DM)、半干法(SDM)、湿法(WM)、碱法湿磨(NWM)及超声辅助碱法湿磨(UNWM)五种工艺，发现UNWM能显著降低淀粉损伤度(4.04%)和粒径(3.338μm)，提升热稳定性(ΔH 12.74 J/g)和抗消化性(RS提升57.96%)，为功能性玉米食品开发提供新思路。

　　

玉米作为我国产量最大的粮食作物，其加工利用却面临严峻挑战——由于淀粉被强疏水性蛋白包裹，传统加工方式导致淀粉糊化不充分、口感粗糙，目前仅有不到10%的玉米直接用于食品加工。吉林农业大学食品科学与工程学院的研究团队在《Food Chemistry: X》发表的研究，系统比较了干法研磨(DM)、半干法(SDM)、湿法(WM)、碱法湿磨(NWM)和超声辅助碱法湿磨(UNWM)五种工艺对玉米淀粉特性的影响。

研究采用激光粒度分析、扫描电镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)等技术，结合流变学测试和体外消化模型，发现UNWM工艺在提升加工效率的同时，能最大程度保护淀粉结构完整性。该工艺将处理时间缩短46.15%，淀粉损伤含量降至4.04%，显著优于传统干法研磨的11.18%。

3.1 直链淀粉与损伤淀粉含量

通过K-AMYL和K-SDAM试剂盒检测发现，NWM和UNWM样品损伤淀粉含量最低（约4%），而DM组高达11.18%，证实湿法工艺能有效减少机械损伤。

3.2 粒径分布

激光粒度分析显示UNWM样品D50值(3.338μm)最小，较DM组(3.902μm)降低14.5%，归因于超声波促进淀粉-蛋白分离。

3.4 热力学特性

DSC检测发现UNWM样品具有最高糊化焓变(ΔH=12.74 J/g)，表明钙离子与淀粉分子相互作用增强了热稳定性。

3.7 糊化特性

快速粘度分析仪(RVA)测定显示UNWM样品峰值粘度达3690 cP，其较高的崩解值(1544 cP)和回生值(1518 cP)预示更优的加工适应性。

3.10 质构特性

质构分析表明UNWM凝胶硬度、咀嚼性和弹性显著提升，这与淀粉-钙复合物形成的三维网络结构密切相关。

3.11 体外消化性

最具突破性的发现是UNWM样品抗性淀粉(RS)含量较DM组提高57.96%，缓慢消化淀粉(SDS)增加42.21%，这与其高度有序的晶体结构（XRD显示相对结晶度25.22%）和完整颗粒形态(SEM证实)直接相关。

该研究不仅阐明了超声辅助碱法通过调控淀粉多尺度结构改善玉米粉品质的机制，更为开发低血糖指数(GI)食品提供了新策略。UNWM工艺在提升加工效率46%的同时，使玉米淀粉获得类似膳食纤维的生理活性，这对糖尿病等慢性病膳食干预具有重要意义。研究结果对推动我国玉米主粮化战略具有重要实践价值，相关技术已具备工业化应用潜力。