物理场影响淀粉消化特性的作用机制研究进展

文章综述了几种常见的物理场作用,包括微波、超声、挤压、湿热处理对淀粉消化特性的影响及其作用机制。从物理场作用改变淀粉结构的角度,包括淀粉短程有序、直链淀粉/支链淀粉比例及晶体结构,论述了淀粉分子微观结构与其消化特性之间的关系,比较不同物理场改性淀粉消化特性之间的差异。以期为改进淀粉类食品加工工艺、提升淀粉类食品品质提供参考。

花青素类化合物影响淀粉理化性质研究进展

花青素类化合物包括原花青素、花青素、花色苷等。其中,原花青素是一种聚多酚类化合物,花青素和花色苷均属黄酮类化合物。当在酸性介质中加热时,原花青素可产生花青素,花青素可通过糖苷键与糖相结合可产生花色苷。在深色谷物、浆果及蔬菜中,原花青素、花青素、花色苷广泛分布,均具有多种功效。淀粉价格低廉、来源丰富,具有多种功能特性,淀粉基食品的感官品质及营养价值主要由淀粉糊化性质、热力学性质、流变学性质、老化性质及消化性质等变化所决定。对于淀粉与其他化合物共存能够改善淀粉原本性质已有很多研究,但关于花青素类化合物对淀粉性质影响的概述较少。因此,本文综述了花青素类化合物提高淀粉的糊化温度,降低淀粉的糊化焓值,进而影响淀粉的热力学性质,同时降低淀粉的老化焓以及老化率,降低淀粉的消化速率等对淀粉糊化特性、热力学特性、流变学特性、老化特性和消化性质影响的最新研究进展,为利用花青素类化合物等改善淀粉基食品的加工性能、感官和营养品质提供指导。

压热改性对黄米淀粉多尺度结构及理化性质的影响

为研究压热改性对黄米淀粉多尺度结构和理化性质的影响,本实验借助高效阴离子交换色谱、X射线衍射以及红外光谱、扫描电镜、差示热量扫描仪、快速粘度仪等分析了黄米淀粉改性前后的多尺度结构(形态结构、晶体结构、分子链结构)及糊化特性。结果表明,经过压热改性后黄米淀粉的总淀粉含量没有差异性变化,而直链淀粉含量由7.46%上升到8.28%;与原淀粉相比,改性后黄米淀粉短链比例升高,而中长链和长链比例显著(P<0.05)下降;淀粉的重均摩尔质量、回转半径多分散指数均显著(P<0.05)上升;而Mn值却显著(P<0.05)下降;压热改性后,黄米淀粉微观结构发生较大改变,由原黄米淀粉的颗粒状变为片状,表面粗糙,存在孔状凹陷;红外和X-射线衍射结果表明,压热后的黄米淀粉与原淀粉相比无新官能团产生,但是晶体结构遭到破坏,黄米淀粉的晶体结构由A型变为非晶体构型。压热改性后黄米淀粉的热稳定性、抗剪切性和冷糊稳定性相较于原黄米淀粉更好,不易回生、老化,且压热后黄米淀粉的孔隙度更小,玻璃化转变温度范围更窄。说明压热改性对黄米淀粉的多尺度结构和糊化特性有很显著的影响,这为黄米的进一步精深加工提供了理论依据。

改性甘薯淀粉及其在食品工业中的应用研究进展

甘薯淀粉常作为粉丝和粉条等食品加工原料,具有稳定和增稠作用。但受其固有性质的限制(如热稳定性差、淀粉糊透明度低等),难以满足现代食品工业发展的需求,而改性(如物理法、化学法、酶法及复合法等)能赋予甘薯淀粉良好的功能、流变学和加工特性(如抗老化性、淀粉糊透明度高、凝沉性小、冻融稳定性好、抗酸性和成膜性好等),可用于改善食品的物化特性、质构特性及食用品质。该文首先分析了甘薯淀粉的结构及性质,并总结了改性方法,最后概述了甘薯淀粉在食品工业(从粉丝、面制品、调味料及其他食品等方面)中的应用情况,以期为扩大甘薯淀粉资源的研究和应用提供参考。

基于淀粉原料的食品3D打印研究进展

三维(three dimensional,3D)打印又称增材制造,是一种通过数字化控制实现对产品的个性化设计和精准造型的新兴制造技术。近年来,基于其在定制化食品生产中的优势,3D打印技术在食品加工行业,尤其是个性化定制食品加工领域,引起越来越多的关注。淀粉是人类饮食尤其是以植物性饮食为主的东方饮食结构的重要组成部分。淀粉特殊的理化性质包括流变特性、水合特性和凝胶性质等,使其在流出喷嘴和打印成型方面具备天然优势,进而在食品3D打印中具有巨大的应用潜力。本文从淀粉3D打印中常用的打印设备类型、常见淀粉原料的打印工艺、淀粉材料理化性质与其打印性能的关联、淀粉改性对其3D打印产品的品质改善、淀粉3D打印产品的后处理以及打印对淀粉结构的影响等方面,综述了基于淀粉原料的食品3D打印研究进展,并展望了相关领域的发展前景和趋势。

直链淀粉含量对淀粉基凝胶3D打印适应性的影响

该研究探讨了直链淀粉含量对淀粉基凝胶的三维打印适应性的影响。通过对淀粉凝胶的物理性质的探究,揭示了淀粉凝胶的打印性能、流变学性能和晶体结构之间的关系。结果表明,所有淀粉基凝胶均表现出剪切稀化和类固体特性。直链淀粉含量对淀粉基凝胶的硬度、弹性、黏附性和回复性有显著影响。直链淀粉与支链淀粉比例为2∶8的淀粉基凝胶打印效果最好,其硬度、黏附性和回复性分别为(43.5±0.6)g、(138.0±3.1)g·s和(0.102±0.003),而且其网络结构规则,热稳定性好,淀粉结晶有序。利用计算流体动力学对三维打印过程进行模拟,发现在支链淀粉中加入直链淀粉会增加凝胶的黏度,从而降低其打印速度,因此直链淀粉与支链淀粉比例为2∶8的淀粉基凝胶适于进行3D打印。该研究表明,可以通过调节凝胶中直链淀粉的比例提高淀粉基凝胶的三维打印适应性。

魔芋果蔬健康代餐粉的功能特性

研究了不同杀菌条件对自制代餐粉功能特性及产品品质的影响,紫外冷杀菌可以最大限度地保留代餐粉原来的功能特性,但是杀菌效率不高;而射频杀菌既可以保留功能性成分又可以取得良好的杀菌效果。将自制代餐粉与市售代餐粉进行对比,结果表明自制代餐粉总酚质量分数及抗氧化活性均高于市售代餐粉,且自制代餐粉的风味滋味均优于市售代餐粉。为研究自制代餐粉的贮藏稳定性,对自制代餐粉进行了3个月的贮藏实验。结果表明,自制代餐粉在90 d的贮藏期内功能特性、微生物指标均在标准范围内。为了延长代餐粉的保质期,应尽可能将代餐粉置于干燥、阴凉处贮藏。

淀粉基凝胶-多酚递送体系:从结构设计到食品应用

多酚是存在于植物性食物中的一类化合物,具有抗氧化、抗炎和抗肿瘤等生物活性。然而,在食品加工、储藏和消化的过程中,多酚容易遭受外界不利因素(如高温、光照、碱性环境等)的影响而降低甚至丧失生物活性。淀粉基凝胶体系不仅具有天然来源多糖类物质良好的生物相容性、可降解性和安全性,而且自身三维网络结构对小分子表现出优异的包封能力和有效的控释作用。近年来,通过不同方式(如3D打印、共价或非共价交联以及作为凝胶填充物)所构建的淀粉基凝胶,在提高多酚类小分子活性成分的稳定性和生物利用率等方面表现出较大的应用前景。本文首先介绍了多酚的生物活性以及自身的局限性,着重探讨了淀粉自身的特性(如糊化、老化、胶凝性等)以及不同交联方式与淀粉基凝胶形成之间的联系,进一步分析了多酚在淀粉基凝胶形成中的作用,以及所构建的淀粉基凝胶对多酚封装和释放性能的影响,在此基础上,对淀粉基凝胶-多酚体系在食品中的应用前景和挑战进行了展望。

直链淀粉含量对玉米淀粉-茶多酚乳液凝胶稳定性质的影响

将不同直链含量的玉米淀粉分别与茶多酚(tea polyphenols,TP)进行共热反应,制备玉米淀粉-TP凝胶,并将其用于稳定食品级乳液凝胶。通过检测不同直链含量的玉米淀粉-TP凝胶及其稳定的乳液凝胶的微观结构、流变学特性和乳化性能,探究直链淀粉含量对玉米淀粉-TP凝胶稳定的乳液凝胶性质的影响。结果发现,不同直链含量的玉米淀粉凝胶中TP的保留量不同,致使玉米淀粉-TP凝胶的微观结构不同。随着直链淀粉含量减少,玉米淀粉-TP凝胶稳定乳液凝胶中的油滴尺寸减小,乳液凝胶的黏度和黏弹性增加,说明乳液凝胶中形成了网络结构。通过冷冻电子显微镜观察发现,随着直链淀粉含量减少,乳液凝胶中形成了结构紧密的网络基质。这些凝胶网络基质附着在油滴周围,阻碍油滴聚结,从而保持乳液凝胶长期稳定。本研究为食品工业开发淀粉基乳液凝胶以及生物活性成分递送载体提供了一定的理论依据。

山药淀粉的改性及其在食品工业中的应用研究进展

介绍了近年来国内外山药淀粉的改性方法,综述了改性山药淀粉在乳制品、食品添加剂、功能性食品和食品包装中的应用,旨在为山药资源的开发利用提供参考。

感应电场对普鲁兰酶解玉米淀粉结构性能和体外消化的影响

以玉米淀粉为研究对象,探讨磁感应电场对普鲁兰酶水解淀粉结构性能和体外消化的影响。结果显示,经过酶解和感应电场的处理,改性后玉米淀粉颗粒出现大量孔洞,偏光十字模糊,结晶区1 047 cm-1/1 022 cm-1升高,1 022 cm-1/995 cm-1降低,相对结晶度随着感应电压的增加而增加。直链淀粉相对含量呈现先上升后下降的趋势,当感应电压为125 V时,直链淀粉相对含量高达98.61%。溶解度和膨胀度随着施加感应电压的增强先降低再增加,硬度和内聚力呈先增加后减少的趋势。原玉米淀粉和处理淀粉的黏性随剪切速率增加而迅速减少。储存模量和损耗模量与直链淀粉的含量有一定关系。当感应电压为125 V时抗性淀粉相对含量高达62.46%。体外消化水解率和血糖指数呈现先减少后增加的趋势。本研究可为感应电场在改性淀粉的生产和开发方面提供理论参考。

不同品种马铃薯淀粉功能性质的相关性及主成分分析

分析黑龙江、甘肃、北京3个地区的11个马铃薯品种制备得到淀粉的水分含量、色泽、直链淀粉含量、透光率、碘蓝值、溶解度、膨胀度、胶稠度、质构特性。结果显示,不同品种各指标差异显著,直链淀粉质量分数的变化范围是10.96%~16.64%;相关性分析发现不同品种的各品质指标间存在显著的相关性,直链淀粉与淀粉提取率(r=0.4683)、膨胀度(r=0.5209)、硬度(r=-0.4721)、咀嚼性(r=-0.4496)分别呈显著的相关性。主成分分析结果显示,前4个主成分的特征根大于1,可以解释原有数据的信息,综合主成分得分,陇薯9号的综合值排名第一,荷兰薯的综合值最低。

湿热处理对杂豆馒头淀粉消化特性及风味品质的影响

目的研究湿热处理对杂豆馒头消化特性及风味品质的影响。方法选取湿热处理豌豆、红豆、白芸豆3种杂豆制作杂豆馒头,对湿热杂豆馒头的色度、比容、感官评分等进行评价,通过固相微萃取-气相色谱-质谱法(solid phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry,SPME-GC-MS)分析湿热粉杂豆馒头挥发性风味物质变化规律,并对馒头进行体外淀粉消化实验。结果湿热处理杂豆粉的添加降低了馒头的比容,改变了馒头的色度。对豌豆馒头和白芸豆馒头感官评分没有影响,但可显著提高红豆馒头的感官评分(P<0.05)。SPME-GC-MS从湿热杂豆馒头中共检出47种挥发性成分,主要为醛类、醇类、酯类、酮类、芳香族类、烷烃类及杂环类。淀粉体外消化特性表明3种杂豆馒头的抗性淀粉含量显著高于小麦馒头,淀粉水解率低于小麦馒头。结论湿热处理可使杂豆馒头风味品质改善,使红豆馒头和白芸豆馒头抗性淀粉含量提高和淀粉水解率降低,但对豌豆馒头没有影响。研究结果为淀粉基杂豆营养健康食品的加工提供数据支撑。

超声改性对淀粉理化性质的影响及其在食品中的应用研究进展

淀粉是人类饮食中重要的能量来源之一,也是食品工业中重要的原材料。天然淀粉易受外界环境影响,如温度、pH、剪切力等,加工不稳定,限制了淀粉在食品领域中的应用。因此,需要对淀粉进行改性以提高淀粉的功能性,淀粉常采用物理、化学和酶法改性。近年来,消费者对绿色健康食品的需求增大,研究者正在寻找一种安全、环保、高效的方法。超声改性淀粉具有绿色环保、处理简单、高效安全等优点,是一种很有潜力的物理改性方法,近年来成为了研究热点。采用超声改性淀粉的实验研究很多,但关于超声改性对淀粉影响的相关性综述较少,因此,本文综述了近年来有关超声改性淀粉的研究进展,主要阐述超声改性机制及超声对淀粉颗粒结构、糊化特性、流变特性、透明度的影响,讨论了超声与其他方法复合改性对淀粉理化性质的影响,对其在食品中的应用进展进行综述,为拓展改性淀粉深加工在食品领域中的应用提供理论依据。

脱支玉米淀粉-壳聚糖复合物的制备及结构表征

为了探究脱支处理对玉米淀粉-壳聚糖复合物理化性质和流变特性的影响,以玉米淀粉(MS)为原料,用普鲁兰酶酶解脱支,将脱支淀粉(DBS)与壳聚糖(CS)溶液混合制备脱支玉米淀粉-壳聚糖复合物(DBS-CS),测定复合物的微观结构、粒径分布、结晶结构、分子短程有序结构、流变学特性。结果表明:脱支玉米淀粉-壳聚糖复合物的颗粒表面附着壳聚糖越多,颗粒间的结合力越紧密且复合物的平均粒径越大,热稳定性提高。脱支后的DBS和DBS-CS的结晶度降低,结晶结构由A型转变为B型。红外光谱和核磁共振氢谱表明淀粉与壳聚糖能够形成复合物且脱支后的玉米淀粉与壳聚糖复合效果更好。脱支淀粉-壳聚糖复合物具有典型的弱凝胶动态流变行为和假塑性剪切变稀行为。本研究结果为获得一种新型绿色的复合改性淀粉提供了理论依据。

油炸专用改性淀粉的制备及理化特性分析

以淀粉为主要原料,乳清蛋白粉、棕榈油为辅料进行改性处理,获得三元复合物,并对复合物的理化特性进行分析。结果显示,与普通淀粉相比,复合物在12 h贮藏期间提高了水分含量并降低了油脂含量;溶解度在贮藏前4 h有明显上升,之后逐渐下降,膨胀度也得到了改善,0℃时贮藏12 h后析水率下降了43.90%;复合物的破损值、回生值均显著低于普通淀粉。10℃时回生值下降了55.29%,破损值下降了31.00%。复合物提高了油炸用淀粉的贮藏稳定性。

金冠豆角籽粒淀粉组成及性质研究

为了明确金冠豆角淀粉的基本性质,本文以提取盐溶蛋白后剩余的金冠豆角籽粒豆渣为原料,采用水提法提取淀粉,观察淀粉颗粒形态,测定其组成、粒径、理化性质及体外抗消化特性。结果表明,金冠豆角籽粒淀粉中直链淀粉和支链淀粉的含量分别为47.39%和52.07%,淀粉的颗粒形态与豌豆淀粉类似,呈卵圆形或球型,颗粒表面光滑完整,粒径为75.10μm。金冠豆角籽粒淀粉的峰值粘度(212.20 RVU)、衰减值(68.50 RVU)较低,但回生值(96.80 RVU)高于玉米淀粉;金冠豆角籽粒淀粉糊化的起始温度(T_(0))、峰值温度(T_(p))显著高于豌豆淀粉(P<0.05)。金冠豆角籽粒淀粉的凝沉值在90 min时接近80%,凝沉速度显著高于玉米淀粉,透光率介于豌豆淀粉和玉米淀粉之间,持水性(WHC)和持油性(OHC)值分别为1.08和1.00 g/g,凝胶硬度小,属于易凝沉淀粉,其抗性淀粉(RS)含量为68.43%,高于玉米淀粉和豌豆淀粉(P<0.05),具有良好的抗消化特性。

银杏脱支淀粉-月桂酸复合物的结构及发酵特性

将提取的银杏淀粉用普鲁兰酶进行脱支,得到银杏脱支淀粉。而后将银杏脱支淀粉与月桂酸(lauric acid,LA)复合得到银杏脱支淀粉-月桂酸复合物(ginkgo starch-lauric acid complex,GSL)。采用扫描电子显微镜、分子对接、傅里叶变换红外光谱、X-射线衍射对GSL的结构进行表征,研究发现GSL扫描电子显微镜观察结果为不规则块状结构,且表面呈致密的层状结构;分子对接结果表明月桂酸可通过氢键和疏水作用进入右旋单螺旋淀粉的螺旋腔;短程有序性和长程有序性均有所增强,结晶度提高,内部结构更加致密。体外消化结果表明GSL的消化率降低约20%,抗酶解能力的提高可能是由于抗性淀粉含量显著升高,快速消化淀粉含量显著降低。肠道菌群的发酵处理,发现GSL的pH值明显降低,且产生的短链脂肪酸显著增加。综上,银杏脱支淀粉-月桂酸复合物的低消化和益生元特性,使其有望成为淀粉基新型营养食品的重要来源。

基于Web of Science数据库的淀粉多酚相互作用研究的可视化分析

为了解淀粉多酚相互作用的研究现状和发展趋势,采用文献计量学方法,以Web of Science核心合集数据库出版日期为2010-01-01至2024-04-18的论文为研究对象,进行可视化分析,为相关学科的研究提供参考。结果显示:淀粉多酚相互作用研究领域的年发文量总体呈上升趋势;中国研究机构在该领域发文数量优势明显,但在影响力方面与新西兰、澳大利亚和西班牙等国的研究机构相比还有一定差距;该领域研究热点主要集中在食品科学技术与化学学科方向,但同时也展示出多学科交叉融合的发展趋势。消化、特性、相互作用、生物利用度、抗菌活性、分子对接、复合物、纳米颗粒、活性膜等方面是该领域的研究前沿。

酚酸与蛋白质和碳水化合物相互作用及对面包面团的影响研究进展

近年来,研究人员常利用食品各组分之间的相互作用调节其感官性状和功能特性。酚酸、蛋白质和碳水化合物三者在面食制品中广泛存在并发挥着重要作用。目前为止,研究主要集中在酚酸-蛋白质和酚酸-碳水化合物的相互作用,以及二者相互作用在食品加工、机体保健等方面的应用。酚酸、蛋白质、碳水化合物所构成的三元体系中伴随着复杂的相互作用,这些相互作用能够赋予面食制品不同的感官性状和功能特性。本文主要介绍了酚酸、蛋白质和碳水化合物三者间的相互作用及其影响面包面团感官特性和功能特性等的研究进展,以期为酚酸、蛋白质和碳水化合物组成的三元体系在面食制品中的应用提供理论指导。