通过天然淀粉结构调控基于大豆分离蛋白的高水分肉类模拟物的热机械纹理化

《Food Hydrocolloids》:Modulation of thermomechanical texturization in soy protein isolate-based high-moisture meat analogs through native starch architecture

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月29日 来源:Food Hydrocolloids 13.8

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   •原生淀粉结构调控了基于SPI的高水分肉模拟物(HMMA)的质地化。•高直链淀粉淀粉增强了基质的硬度和咀嚼感。•大米和高粱淀粉产生了高度排列的纤维结构。•粒径和糊化特性与异性相关。•淀粉品种在HMMA中充当结构导向组分。引言高水分肉模拟物(HMMA)中纤维结构的形成是共挤过程

  
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    原生淀粉结构调控了基于SPI的高水分肉模拟物(HMMA)的质地化。
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    高直链淀粉淀粉增强了基质的硬度和咀嚼感。
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    大米和高粱淀粉产生了高度排列的纤维结构。
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    粒径和糊化特性与异性相关。
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    淀粉品种在HMMA中充当结构导向组分。

引言

高水分肉模拟物(HMMA)中纤维结构的形成是共挤过程中多相生物大分子系统热力学组织的结果(Beniwal et al., 2021)。在高水分和高温条件下,富含蛋白质的基质通过剪切流动和随后的冷却发生变形、排列、聚集并实现结构固定,从而产生质地化肉模拟物特有的异性结构(Dekkers et al., 2018)。因此,HMMA的结构化取决于蛋白质聚集、材料流动行为、水分分布、相连续性以及冷却过程中排列结构的稳定化(Zhang et al., 2019)。
在此背景下,淀粉基配料可作为主动的结构变量而非被动的配方成分发挥作用(Singh et al., 2003)。在共挤过程中,淀粉经历吸水、膨胀、糊化、分子浸出和重新缔合等过程,这些过程可改变熔体粘度、水分分布、蛋白质流动性和局部相形态(Chen et al., 2021; Ding et al., 2026)。根据淀粉的理化特性及其热力学响应,这些转变可能促进或干扰异性结构的形成。
先前的研究表明,淀粉、含淀粉面粉、直链淀粉/支链淀粉基系统以及淀粉衍生物碳水化合物在高水分共挤过程中可改变流变行为、蛋白质网络组织和异性结构的发展(Chen et al., 2022; Sui et al., 2024; Tan et al., 2026)。这些发现已确立淀粉是蛋白质质地化中重要的结构调控组分。我们此前利用不同直链淀粉含量的米粉进行的研究进一步表明,在实际面粉基体系中直链淀粉的变化影响了高水分共挤过程中蛋白质–淀粉相互作用和异性结构化(Choi et al., 2025)。
现有相关研究通常聚焦于单个配方或分子变量,包括淀粉添加量、直链淀粉含量或糊化行为(Chen et al., 2021; Jia et al., 2026; Xie et al., 2023)。尚不清楚的是,原生淀粉结构的多个特征是否以相同的方式与不同的HMMA结构结果相关联。在此,原生淀粉结构特指颗粒层面的内在特性,包括直链淀粉含量、粒径和晶体组织,而膨胀和糊化行为则被视为这些结构特征在各种热和剪切条件下的功能响应。特别是,以硬度、咀嚼感和网络紧密度表示的基质致密化,可能与以方向性相排列和质地化指数表示的纤维异性组织不具有相同的淀粉相关特征。来自不同植物来源的原生淀粉在直链淀粉含量、粒径、晶体组织、膨胀行为和糊化稳定性方面同时存在差异(Bhat & Riar, 2016; Singh et al., 2003; Srichuwong et al., 2005)。这些特性可能差异性影响共挤过程中淀粉的膨胀、粘度发展、水分重新分布、蛋白质相连续性和结构固定(Kang et al., 2026)。A型、B型和C型多晶型物在支链淀粉双螺旋堆积和晶格内的水分容纳方面也存在差异,这可影响水合、糊化和颗粒稳定性。因此,系统比较原生淀粉品种——包括来自同一植物来源的低直链淀粉和高直链淀粉马铃薯淀粉——为考察与直链淀粉相关的差异提供了有用的框架,同时考虑了各品种在颗粒和晶体结构方面的更广泛差异。
因此,本研究系统比较了原生淀粉特征与两种相关的HMMA结构结果——基质致密化和纤维异性——之间的关联。对涵盖直链淀粉含量、粒径和晶体类型差异的六种原生淀粉品种进行了膨胀和糊化行为的表征,随后在相同的加工条件下将其掺入基于SPI的HMMA中。对所得产品的质地、蛋白质相互作用和微观结构组织进行了评估。通过整合这些测量数据,本研究考察了基质强化和纤维异性在更广泛的品种范围内是否与原生淀粉特征表现出相似或部分不同的关联。

章节摘要

材料

商用SPI(干基粗蛋白含量89.1%)购自韩国首尔的Jung Woo Korea Co., Ltd.。大米淀粉和高粱淀粉在实验室从当地农场获取的米粉和高粱粉中提取,提取方案详见第2.2节。其余淀粉均为商业采购。马铃薯淀粉购自韩国忠州的Millplus Co., Ltd.和韩国龙仁的Neostarch Co., Ltd.。红薯淀粉为

原生淀粉的组成和结构特征

表1展示了各原生淀粉品种的粗组成和直链淀粉含量。所有淀粉样本均显示高总碳水化合物含量(>98%,d.b.),而粗蛋白、粗脂肪和灰分含量相对较低。这表明所选淀粉主要在淀粉相关的组成和结构特征方面存在差异,而非非淀粉组成成分。这些淀粉根据其直链淀粉

结论

本研究系统比较了六种淀粉品种中原生淀粉特征与基于SPI的HMMA结构化之间的关系。在含淀粉的配方中,高直链淀粉体系通常表现出更高的硬度、咀嚼感、基质紧密度和疏水相互作用贡献,表明其与基质致密化的关联更为紧密。相比之下,仅直链淀粉含量不足以解释机械异性。大米和

CRediT作者贡献声明

Hyun Woo Choi:撰写——审阅与编辑,撰写——原稿,可视化,资源,方法学,调查,资金获取,形式分析,概念化。Jaewon Lee:撰写——原稿,可视化,调查,形式分析。Young Jin Choi:撰写——审阅与编辑,资源,方法学,资金获取,概念化。Jungwoo Hahn:撰写——审阅与编辑,撰写——原稿,资源,方法学,资金获取,

未引用参考文献

Chrastil, 1987; Committee, 2000; Maji et al., 2025.

利益冲突声明

? 作者声明他们没有已知的可能影响本文所报告工作的竞争性经济利益或个人关系。

致谢

本研究还得到了农业科学技术合作研究计划 & 技术发展(RS-2026-25504155, RS-2026-25509673, RS-2026-25508434)、韩国农村发展厅、大韩民国政府的支持。
Hyun Woo Choi|Jaewon Lee|Young Jin Choi|Jungwoo Hahn
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