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。

山药淀粉-瓜尔胶共混物结构和性能的研究

探讨了瓜尔胶对山药淀粉混合体系结构和性能的影响。快速黏度分析仪(RVA)结果表明,瓜尔胶能增加复配体系的黏度和崩解值,降低回生值,且随着瓜尔胶添加量的增减呈线性依赖;差示扫描量热仪(DSC)表明,随着瓜尔胶比例的增加,3种不同比例的淀粉复配体系的热转变温度、焓值升高,淀粉复配体系的膨胀度逐渐降低;X-射线衍射(XRD)分析显示,瓜尔胶的添加导致晶体结构被破坏,凝胶网络结构变得更加均匀紧密,导致复配体系的分子致密程度不断增加,相对结晶度增加;傅里叶变换红外光谱(FT-IR)表明瓜尔胶没有增加新的吸收峰,但瓜尔胶的加入改变了复配体系的氢键作用力,短程有序程度加强;瓜尔胶可以改变复配体系的粒径分布范围,随着瓜尔胶比例的增加,样品分子中的大颗粒增加。

双螺杆挤压对山药淀粉与大豆分离蛋白复合物结构和性能的影响

研究了双螺杆挤压处理对山药淀粉与大豆分离蛋白复合物的影响,以及添加不同替代量的挤压粉对面团的影响。以山药淀粉为原料,添加不同比例的大豆分离蛋白后进行挤压,挤压粉替代部分小麦粉制备成面团,测定挤压粉的溶解度和膨胀度、糊化特性以及添加挤压粉前后面团的流变学特性等。结果表明,天然山药淀粉和山药淀粉与大豆分离蛋白复合物经过挤压后结构破裂、不完整,表面凹凸不平,大豆分离蛋白含量越多,挤压后结构越粗糙。挤压处理后的样品与未处理组相比,膨胀度降低,溶解度升高,峰值黏度和崩解值等糊化参数均降低,大豆分离蛋白含量越多,膨胀度越高,溶解度越低,糊化参数值越低。挤压粉添加至面团中后,质构特性、弹性模量(G′)和黏性模量(G″)发生改变,但G′始终高于G″,呈现固体性质。添加了挤压粉的小麦粉制备的面团的G′和G″轻微降低,硬度、弹性、黏性、咀嚼性降低,而添加量为5%的挤压粉比添加量为10%的挤压粉表现出的黏弹性好。但当挤压粉中大豆分离蛋白添加量达到50%时,黏弹性、硬度与对照组相近。因此,大豆分离蛋白的加入会影响食品的挤压工艺,为山药淀粉的开发提供了新思路。同时,也可以通过挤压粉来改变面团的硬度和黏弹性等性质。

B型微晶山药淀粉的表征

为改善山药淀粉的性质,以山药淀粉为原料,在35℃条件下经盐酸(2.2 mol/L)水解96 h得酸解山药淀粉,再经溶解、离心和冷冻结晶得到微晶山药淀粉。通过对山药淀粉、酸解山药淀粉和微晶山药淀粉进行结构表征,得到结果:山药淀粉、酸解山药淀粉呈鹅卵石状,粒径约为5~25μm,微晶山药淀粉是直径3~8μm的球形颗粒;山药淀粉、酸解山药淀粉晶型为C型,结晶度分别为42.4%和45.1%,而微晶山药淀粉晶型为B型,结晶度提高至45.8%;酸解和结晶化处理未使淀粉引入新的官能团,但其短程有序性得到了进一步提升;与山药原淀粉相比,酸解山药淀粉和B型微晶山药淀粉的起始分解温度越来越低,分解速率最大时温度逐步上升,微晶淀粉的热稳定性提高;在微晶化过程中山药淀粉分子量不断减小,所形成的酸解淀粉和B型微晶淀粉的葡萄糖聚合度分别为123.27和49.55。

山药淀粉加工特性研究

采用水磨法制备山药淀粉,以马铃薯淀粉和玉米淀粉为对照,比较系统地研究山药淀粉的颗粒特性和糊化特性。结果表明,山药淀粉颗粒多为扁卵圆形,颗粒大小在8～30μm之间,长轴平均粒径为20μm;偏光十字中心偏向一边,呈"X"型。山药淀粉溶解度和膨胀度明显小于玉米淀粉和马铃薯淀粉。与对照相比,山药淀粉糊具有较低的透明度,较差的冻融稳定性。山药淀粉起糊温度较高,糊的热稳定性好,抗剪切能力强。增加淀粉质量分数和pH,淀粉糊冷热稳定性降低。添加蔗糖、NaCl和Na2CO3,提高了山药淀粉的起糊温度,增强热稳定性,提高抗剪切能力,但添加明矾使糊热稳定性降低,抗剪切能力下降。除蔗糖外,NaCl、Na2CO3、明矾添加剂对山药淀粉的糊化特性影响明显。

淮山药淀粉及其抗性淀粉理化性质的比较

分析比较了淮山药淀粉及压热法制备的淮山药抗性淀粉的理化性质。结果表明:淮山药淀粉颗粒呈圆形或卵圆形,属C型淀粉;抗性淀粉颗粒为不规则形、多角形,尺寸较原淀粉有所减小。2种淀粉的化学结构相似,与原淀粉相比,抗性淀粉没有生成新的基团。抗性淀粉的溶解度、膨润度、透明度均低于原淀粉,而持水性、乳化性优于原淀粉;糊化温度较原淀粉高,热稳定性和冷稳定性更好。原淀粉糊和抗性淀粉糊均为屈服-假塑性流体,原淀粉糊易剪切稀化,抗性淀粉糊耐机械力的性能好。

热处理对紫山药淀粉理化和消化特性的影响

以紫山药淀粉为原料,研究韧化、湿热和压热3种热处理方式制备改性紫山药淀粉的溶解性、膨胀性、热特性和消化特性;并通过扫描电镜、红外光谱和X-射线衍射分析特性差异的原因.结果表明:韧化改性淀粉的溶解性和膨胀性较差,糊化温度较低,糊化焓较高,抗消化淀粉含量高达75.87%;湿热改性淀粉的溶解性和膨胀性不好,糊化温度较高,糊化焓较低,但含有30.13%缓慢消化淀粉;压热改性淀粉的溶解性和膨胀性较好,糊化温度高,糊化焓低,快速消化淀粉含量为48.73%.这些理化和消化特性差异源自于不同热处理条件导致淀粉颗粒形貌、双螺旋结构和结晶变化的综合作用.

山药淀粉为基质制备低葡萄当量值麦芽糊精

研究了以山药淀粉为原料酶法制备低葡萄糖当量(DE值)麦芽糊精的工艺条件。在考察酶用量、酶解温度和酶解时间对麦芽糊精DE值影响的基础上,通过响应面分析优化了其制备工艺。实验结果表明,酶法制备低DE值麦芽糊精的最佳工艺条件为:保持淀粉浆液质量分数为15%情况下,α-淀粉酶用量8~16 U/g,酶解温度85~105℃,酶解时间5~15 min。在此条件下,所制得的麦芽糊精DE值为1.63~4.41。

紫山药淀粉与其抗性淀粉理化性质的比较

以紫山药淀粉为研究原料,采用不同方法分别制备压热、酶解-压热及双酶纯化抗性淀粉,分析比较了紫山药淀粉与其抗性淀粉的理化性质。试验结果表明:紫山药淀粉颗粒呈圆形或椭圆形且表面光滑;抗性淀粉颗粒破碎且呈不规则型。4种淀粉的化学结构相似,与原淀粉相比,抗性淀粉没有生成新的基团。抗性淀粉样品的凝沉速度随直链淀粉含量的增加而加快,冻融稳定性则降低;碘吸收曲线向支链淀粉吸收波长方向偏移。流变学分析表明与原淀粉相比抗性淀粉表观黏度均增大,剪切结构恢复力与抗性淀粉含量成反比。

紫山药淀粉酶解工艺优化及动力学模型研究

以还原糖释放率(DE)为考察指标,考察酶添加量、pH值、温度、时间对紫山药淀粉酶解效果的影响,并采用响应面法对酶解过程中的工艺参数进行优化。通过Lineweaver-Burk和Wilkinson统计法求解米氏常数(Km)和最大反应速度(Vm),建立相应动力学模型。结果表明,紫山药淀粉的最佳酶解工艺条件是α-淀粉酶添加量为23 U/g,酶解温度75℃,酶解p H为5.5,酶解时间77 min,在此条件下,DE值为27.17%;在pH 5.5,75℃条件下,V_m=4.141 mg/(mL·min),K_m=4.329 mg/m L,酶解动力学方程为:v=6.98[S]/(7.94+[S]),R^2=0.996 6。

山药淀粉的研究进展

从物理化学性质、分离技术、稳定性和在食品工业中的应用对几个品种的山药淀粉,进行综述为山药淀粉的进一步研究提供参考。

反应条件对双醛山药淀粉醛基含量的影响

以山药淀粉为原料,高碘酸盐为氧化剂制备双醛山药淀粉,考察了反应温度、反应时间、pH值、淀粉浆液质量分数,高碘酸钠与淀粉葡萄糖单元的摩尔比对醛基含量的影响。实验结果表明,制备醛基含量大于90%的双醛淀粉的适宜工艺条件为:反应温度40℃,反应时间4 h,pH值为4.0,淀粉浆液质量分数为20%,高碘酸钠与淀粉葡萄糖单元摩尔比为1.1:1,在此条件下醛基含量高达97.5%。

辛烯基琥珀酸山药淀粉酯的理化性质研究

以新鲜山药为原材料,采用碱法工艺提取淀粉。湿法工艺制备辛烯琥珀酸淀粉酯,通过扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱仪、X-射线仪及快速黏度分析仪研究其理化性质。理化性质检测得出如下结论:由最适条件制取的辛烯基琥珀酸淀粉酯取代度约为0.0158;扫描电镜图显示部分淀粉颗粒表面出现凹凸痕迹;傅里叶红外图谱证明酯化反应引入了新的C=C、C=O官能团,淀粉分子本身的官能团并未发生变化;X-射线图表明反应主要发生在无定形区,增加了淀粉颗粒的结晶度;快速黏度分析图显示改性后的山药淀粉,糊化温度降低,黏度明显增加。因此,辛烯基琥珀酸山药淀粉酯比原淀粉更适合做乳化剂、增稠剂等食品添加剂。

山药淀粉凝胶的3D打印特性

本文以山药淀粉为原料,研究不同淀粉浓度对凝胶体系流变学特性、3D打印特性、色泽变化、质构特性及微观结构的影响规律。结果表明,剪切速率增加,山药淀粉凝胶的表观粘度逐渐降低,即山药淀粉凝胶属于典型假塑性流体体系;随着山药淀粉浓度的增加,凝胶体系的表观粘度、储能模量(G′)及损耗模量(G″)逐渐增加,硬度、胶着性、咀嚼性逐渐增大,L^(*)、a^(*)、b^(*)值逐渐减小,3D打印成型效果、打印精度及稳定性增加,内部微观孔隙减小,网络结构越来越致密。当山药淀粉浓度达16%时,凝胶体系的3D打印成型效果最好,内聚性最大为0.65,打印样品静置1 h后圆柱直径偏差-2.40%,高偏差-1.60%,打印稳定性较高。此研究为3D打印食品原料的开发及山药淀粉营养功能的综合利用提供了理论依据。

累积光密度法研究山药淀粉的糖/水热糊化机制

采用数字图像分析方法——累积光密度(IOD)法,结合晶变响应峰模型(MRDCC)研究了山药淀粉的糊化特性,并应用X射线衍射法讨论淀粉的结晶结构,同时考察不同浓度/种类小分子糖对淀粉糊化过程的影响.结果表明:山药淀粉呈现C型结构,MRDCC显示双峰,分别对应B型和A型同质晶体的糊化;不同浓度蔗糖以及不同种类单糖、二糖、三糖和四糖对山药淀粉糊化过程的影响不同;糖类的糊化抑制作用与其动态水合数有很好的相关性,糖分子的赤道羟基个数越大,对淀粉的糊化抑制作用越强;除此之外,糖与水分子的结合能力还与糖分子的大小以及它们的三维结构有关.四糖的理想模型为通过氢键形成螺旋结构,削弱其水合能力,因此线性结构的棉籽糖比水苏糖的糊化抑制作用更强.

山药淀粉与燕麦β-葡聚糖共混体系理化及消化性能研究

为研究燕麦β-葡聚糖对山药淀粉的影响,采用快速粘度分析仪制备山药淀粉与燕麦β-葡聚糖共混体系,测定了共混体系的糊化性质、热特性、流变性和消化性能等。糊化特性分析表明,燕麦β-葡聚糖能够降低山药淀粉的黏度、回生值,抑制山药淀粉的短期回生。热特性结果表明,燕麦β-葡聚糖的加入使共混体系的糊化焓ΔH显著降低(P<0.05),最低值为7.34 J/g。红外谱图分析表明,山药淀粉与燕麦β-葡聚糖之间未发生共价结合,主要通过氢键作用。质构特性分析表明,燕麦β-葡聚糖的添加使共混体系凝胶结构变弱。静态流变学特性分析表明,燕麦β-葡聚糖的加入使共混体系的表观黏度降低;动态流变学特性分析表明,燕麦β-葡聚糖可显著降低山药淀粉的黏弹性。X射线衍射结果表明,凝胶作用改变了晶体类型,且相对结晶度从38.40%降至16.30%。此外,燕麦β-葡聚糖的加入,降低了共混体系的消化性,提高了抗性淀粉含量,最高值为49.24%。本研究可为开发燕麦β-葡聚糖/淀粉基食品提供理论依据。

中温型α-淀粉酶水解山药淀粉制备麦芽糊精研究

本文以山药为原料提取淀粉,采用中温型α-淀粉酶酶法,水解制备了麦芽糊精,探究了水解温度、酶添加量、水解时间和底物质量分数对产品DE值的影响。结果表明,麦芽糊精的DE值随着水解温度的增大先增大后减小;随酶添加量的增加而增大并趋向平稳;随水解时间和底物质量分数的增大大致呈抛物线状。最佳的工艺条件为:水解温度65℃、酶添加量为0.15g、水解时间为20min、底物质量分数为10%,所得麦芽糊精的DE值为5.80。

山药淀粉应用的研究进展

山药是薯蓣属薯蓣科根状块茎作物,因其富含丰富的营养成分,而具有多种生理功能,当前多数研究主要集中在其营养成分的功能上,而对于山药淀粉应用的研究仍相对滞后。文章系统地阐述了山药淀粉的提取方法、成分组成、结构与理化性质,并总结了近年来山药淀粉在食品保鲜、功能食品、制药和食品添加剂等领域中的应用进展,以期为山药淀粉的深入研究和拓宽其在食品工业和其他领域中的应用提供参考。

食品成分对山药淀粉老化度和冻融稳定性的影响

研究了氯化钠、蔗糖、单甘酯对山药淀粉老化度和冻融稳定性的影响,结果表明山药淀粉的老化度随氯化钠浓度的增大而有所增大,随蔗糖浓度、单甘酯浓度的增大而有所减小;山药淀粉的冻融稳定性随氯化钠浓度、蔗糖浓度、单甘酯浓度的增大而改善,氯化钠、蔗糖、单甘酯对山药淀粉的冻融稳定性有促进作用。

压热法制备紫山药抗性淀粉

[目的]研究压热法制备紫山药抗性淀粉的工艺。[方法]以紫山药淀粉为原料,采用压热法制备紫山药抗性淀粉。以抗性淀粉得率作为评价指标,在单因素试验基础上,通过正交试验和方差分析明确因素影响的重要性并优化工艺条件。[结果]试验表明,影响抗性淀粉得率的因素主次顺序为:淀粉乳浓度>温度>p H>时间,最佳工艺条件为:淀粉乳浓度为30%,温度为120℃,p H为7,时间为60 min,在此条件下抗性淀粉得率为12.92%。[结论]研究可为开发紫山药抗性淀粉产品提供理论依据。