果胶对糯米淀粉特性的影响及在汤圆中的应用

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淀粉是大多数食品原料的主要成分,在食品工业中应用广泛。但天然淀粉在生产、流通和储藏过程中会存在易老化、稳定性差等缺点,应用范围受到限制。近年来将亲水胶体与天然淀粉复配,以调节天然淀粉的性质,改善淀粉基食品品质成为研究热点。果胶是一种优良的亲水胶体,常用作食品增稠剂和稳定剂。本论文将果胶与糯米淀粉进行复配,研究果胶对糯米淀粉糊化、流变和老化等性质的影响,探究了果胶和糯米淀粉之间的相互作用及果胶对速冻汤圆品质的影响。主要研究内容及结果如下:首先,研究了果胶对糯米淀粉糊化性质以及流变特性的影响,并对添加果胶(0%、2%、4%、6%、8%和10%,w/w)后糯米淀粉糊的中位粒径(D50)、透明度、膨润力、溶解度、质构、冻融稳定性和热特性进行研究。快速粘度分析仪测定结果显示,当果胶添加量从0%增加到10%时,糯米淀粉的峰值粘度从3415.5 c P增加到3548.5 c P,糊化温度从75.2°C升高至78.7°C,同时崩解值和回生值均显著下降。静态流变学结果表明,添加和不添加果胶的糯米淀粉糊均表现出剪切变稀行为,动态流变学结果表明,复合体系的储能模量(G’)和损耗模量(G’’)均随着果胶添加量的增加而增大。同时复合体系的D50、透明度、膨润力和溶解度随着果胶添加量的增加而降低,复合物凝胶的硬度、黏聚性和咀嚼性下降,弹性和内聚性变化不显著。果胶可以抑制冻融循环中淀粉凝胶的脱水,5次冻融循环后复合物凝胶的析水率显著下降到。差示扫描量热(DSC)结果表明,果胶的加入可以与糯米淀粉颗粒竞争吸水,从而减少淀粉颗粒的水合作用,增强淀粉的热稳定性。其次,研究了果胶对糯米淀粉老化及消化性的影响。将制备的天然糯米淀粉糊和糯米淀粉-果胶复合物在4°C低温冷藏7 d、14 d和21 d,利用DSC、质构仪、X-射线衍射仪(XRD)、低场核磁共振仪(LF-NMR)来研究果胶对糯米淀粉老化性质的影响。DSC结果表明,果胶可以显著降低糯米淀粉的回生焓值。质构仪测得果胶的加入可以抑制淀粉回生重结晶,从而降低凝胶的硬度。XRD图谱结果进一步表明,果胶的加入可以显著降低复合体系的相对结晶度,且果胶添加量越高,相对结晶度越低,在果胶添加量为10%时,冷藏21 d后,复合体系的相对结晶度仅为10.55%。LF-NMR结果表明,冷藏21 d后,天然糯米淀粉糊出现了T23游离水信号,而复配体系仅在2%果胶添加量的体系中出现了较小的游离水信号,这进一步证实了果胶可以抑制糯米淀粉长期老化。消化实验表明,果胶可以一定程度上改善糯米淀粉消化性,降低淀粉消化速率及消化率,当果胶添加量从0%升至10%时,消化率从82.31%降至71.84%。接着,进一步研究了果胶和糯米淀粉间的相互作用。样品的扫描电镜结果表明,果胶覆盖在淀粉颗粒的表面,从而抑制了糯米淀粉的膨胀和随后的糊化。通过傅里叶红外光谱仪分析了果胶和糯米淀粉间氢键相互作用,结果表明果胶和糯米淀粉间主要是氢键相互作用,随着果胶添加量的增加,果胶和糯米淀粉分子间作用力增大,使得淀粉分子间相互作用受抑制,从而减缓了淀粉老化。利用高效尺寸排阻色谱分析果胶对糯米淀粉分子量分布的影响,结果表明果胶和糯米淀粉间发生相互作用,增加了复合体系的数均分子量Mn、重均分子量Mw和旋转半径Rz。最后,研究了不同果胶添加量(0%、2%、4%、6%、8%和10%,w/w)对速冻汤圆品质的影响。结果表明,随着果胶添加量从0%增加到10%,速冻汤圆的失水率和冻裂率分别从2.12%和23.61%显著下降到1.06%和9.72%,果胶的添加一定程度上延缓了汤圆在冷冻过程中的品质劣变。同时,果胶的添加使汤圆蒸煮后的汤汁透过率显著增加,抑制其脱粉、塌陷。质构测试结果表明添加果胶后汤圆煮熟后的硬度、黏聚性、弹性、内聚性和咀嚼性均有所下降。感官评分表明,果胶的加入改善速冻汤圆的食用品质,降低了汤圆黏聚性,使之吃起来爽口不粘牙,从而有更好的感官体验。
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