通过与脂肪酸复合改善葛粉冲调性和消化性的研究

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葛粉是一种富含异黄酮等活性成分的功能性食品,用热水冲调极易结块,须先用凉水调芡。常规方法通过添加大量蔗糖、麦芽糊精等辅料提高颗粒分散性和吸水性,以此抑制结块。然而该法显著降低葛粉纯度和食用品质,阻碍葛粉产业发展。现有研究表明,添加少量脂肪酸即可与淀粉形成复合物,从而显著抑制淀粉颗粒的溶胀。据此推测,通过与脂肪酸复合或许能降低葛粉的糊化速率,使其在热水中无法快速形成凝胶网络,从而避免葛粉颗粒因被凝胶网络包裹而来不及充分吸水所导致的结块现象。因此,本文旨在通过与脂肪酸复合来改善葛粉冲调性,研究了干燥方式、脂肪酸链长和复合温度对复合葛粉冲调性的影响。主要结果如下:本研究首先进行了复合葛粉干燥方式的选择。葛粉与月桂酸共糊化后,干燥即制备成复合葛粉。干燥方式对复合葛粉的冲调性有影响。与鼓风干燥和远红外干燥相比,喷雾干燥和冷冻干燥制备的复合葛粉体积密度更小、颗粒表面更加不平整、无定型结构更多,使得其吸水能力更强,冲调性更好。喷雾干燥和冷冻干燥制备的复合葛粉用热水直接冲调后,结块率为6.0%和4.6%,稠度系数为16.67和13.60 Pa·sn,显著优于鼓风干燥和远红外干燥。说明复合葛粉的最佳制备方式为喷雾干燥法和冷冻干燥法。随后探究了脂肪酸链长对复合葛粉冲调性的影响。选用可以商业化连续生产的喷雾干燥法制备不同链长脂肪酸复合葛粉。月桂酸(C12)、肉豆蔻酸(C14)、棕榈酸(C16)和硬脂酸(C18)均能与葛粉复合形成V型结晶,复合指数分别为90.41%、75.35%、70.22%和49.76%,所得的脂肪酸复合葛粉的结块率分别为6.04%、0.08%、0.18%和22.20%,显著低于原葛粉(42.31%),其中C14和C16降低葛粉结块率的效果最好。共聚焦显微分析进一步证明,葛粉-脂肪酸复合物形成于颗粒表面。DSC和RVA分析则显示,与C14和C16复合会显著提高葛粉的热稳定性(峰值糊化温度从81.40到103.70℃),并延长起始糊化时间(从375到511 s)。因此,水分进入复合葛粉内部从而产生粘度的时间延长,使复合葛粉能够充分分散并吸收水分糊化,进而降低结块率。最后,选择结块率最低的肉豆蔻酸复合葛粉为研究对象,进一步研究了复合温度(75、85和95℃)对复合葛粉冲调性和消化性的影响。三种温度下的复合葛粉分别显示A+V型、V型和V型结晶,峰值糊化温度分别为84.9+100.9、102.9和103.7℃,起始糊化时间分别为500、476和520 s。表明葛粉与肉豆蔻酸在75℃复合时可以形成V型复合物,热稳定性提高,起始糊化时间延长。三种复合葛粉的冲调结块率与原葛粉相比分别下降了42.21%、38.86%和42.23%,而稠度系数与原葛粉相比分别提高了16.73、9.76和2.60 Pa·sn,表明75℃制备的复合葛粉冲调性优于85和95℃。红外光谱和分子排阻色谱显示,与复合温度85和95℃相比,当复合温度为75℃时,复合葛粉的无定形结构和分子量在1.0×10~7 g/mol以下的组分比例更低,这可以解释为何葛粉与脂肪酸在75℃复合后的冲调性最好。此外,采用最佳条件(喷雾干燥、肉豆蔻酸和复合温度75℃)制备脂肪酸复合葛粉,研究其体外消化性,与原葛粉相比其抗性淀粉含量显著提高4.76%。本文通过与脂肪酸复合,实现了葛粉冲调性和消化性的显著提升。理论成果为速溶淀粉基产品的开发提供了新的思路。
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