不同处理对荔浦芋淀粉加工特性和体外消化性能的影响研究

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荔浦芋(Colocasia esculenta)是广西荔浦市的特色农产品,营养丰富,品质独特,但目前为止其开发利用程度较低。淀粉是荔浦芋中的主要成分,探究荔浦芋淀粉在食品工业中的可能用途,对提升荔浦芋的产业价值具有重要意义。本论文以荔浦芋淀粉为研究对象,探究荔浦芋淀粉与其他商用淀粉加工特性和体外消化性能的差异,在此基础上研究湿热处理和添加魔芋胶、海藻酸钠和茶多酚等对荔浦芋淀粉加工特性和体外消化性能的影响,以期通过不同处理改善荔浦芋淀粉的品质,促进其在食品工业中的应用。主要结论如下:1、对荔浦芋、玉米、小麦、大米、木薯、红薯和马铃薯等7种淀粉的颗粒特性、加工特性和体外消化性能进行比较研究。结果表明:荔浦芋淀粉颗粒呈不规则多边形,粒径为2.41μm,直链淀粉含量为16.53%,均小于其他淀粉。荔浦芋淀粉的溶解度为17.80%,与小麦淀粉(18.11%)相似,显著大于其他淀粉(12.68%~10.14%);而膨润力为46.43 g/g,与木薯(45.82 g/g)和马铃薯(50.00g/g)淀粉相似,显著大于其他淀粉(14.61 g/g~26.35 g/g)。受颗粒形态和直链淀粉含量影响,荔浦芋淀粉几乎不发生凝沉,具有优异的抗凝沉特性,而且假塑性强,耐剪切性好,形成的凝胶质地绵软。荔浦芋淀粉的峰值黏度较低(379 c P),远小于马铃薯淀粉(2173 c P);荔浦芋淀粉经5次冻融循环后析水率高达79.90%,冻融稳定性较其他淀粉差。荔浦芋淀粉的快消化淀粉含量为88.46%,与大米淀粉相似(90.47%),较其他淀粉高(74.44%~81.28%)。这些结果表明荔浦芋淀粉的颗粒小、直链淀粉含量高、膨润力强、溶解度高和耐剪切性好等特点将使其在食品加工中具有广泛的应用价值,但也存在黏度低、冻融稳定性差以及快消化淀粉含量高等问题,影响其加工和应用。2、研究了不同含水量湿热处理(HMT)对荔浦芋淀粉加工特性和体外消化性能的影响。结果表明,不同含水量湿热处理均不改变淀粉颗粒形态,但使颗粒凝结成团簇;均使荔浦芋淀粉糊的透明度降低、假塑性增加,但对抗凝沉特性影响较小,对冻融稳定性影响不显著。不同含水量湿热处理对荔浦芋淀粉结构和一些加工特性的影响存在显著差异:当含水量为10%时,湿热处理增加了荔浦芋淀粉结构紧密度和组织排序,有助于糊化过程中充分吸水膨胀,抑制淀粉回生,使荔浦芋淀粉的糊化焓(2.41 J/g)、黏度(443 c P)、溶解度(18.57%)、膨润力(47.76 g/g)显著增加,而凝胶的黏弹性、硬度(0.46 N)和粘附性(1.21 N.mm)显著降低。随含水量逐渐增加,湿热处理对淀粉结构破坏逐渐增加,淀粉分子发生重排,改变了直链淀粉的结构和取向,促进淀粉回生。当含水量为30%时,荔浦芋淀粉的糊化焓(1.27 J/g)、黏度(247 c P)、溶解度(9.10%)、膨润力(24.62%)显著降低,凝胶的黏弹性、硬度(0.84 N)和粘附性(3.82 N.mm)显著增加。体外消化结果表明,湿热处理可显著降低荔浦芋淀粉中的快消化淀粉含量,当湿热处理含水量为25%时,荔浦芋淀粉中快消化淀粉含量下降了7.63%,而慢消化淀粉和抗性淀粉分别提高了4.52%和3.33%,到达最佳效果。3、研究了魔芋胶、海藻酸钠和茶多酚三种食品添加剂对荔浦芋淀粉加工特性和体外消化性能的影响。结果表明,三种食品添加剂均对荔浦芋淀粉糊化过程产生显著影响,增加了糊化焓。魔芋胶和海藻酸钠均显著增加了荔浦芋淀粉的黏度,其中添加0.8%海藻酸钠时黏度增加至1057 c P;茶多酚则使荔浦芋淀粉的黏度显著降低,10%茶多酚时黏度降低至231 c P。魔芋胶和高浓度(≥5%)茶多酚使凝胶假塑性增加,而海藻酸钠使假塑性降低。海藻酸钠能显著提高荔浦芋淀粉的冻融稳定性,而魔芋胶在高浓度(0.8%)时才稍微提高,茶多酚的影响则不显著。海藻酸钠、茶多酚以及高浓度(0.8%)魔芋胶对荔浦芋淀粉凝胶网络结构具有稳定作用,0.2%海藻酸钠时凝胶硬度和粘附性分布降低至0.53 N和0.76N.mm,10%茶多酚时分布降低至0.42 N和0.62 N.mm。体外消化结果表明,魔芋胶、海藻酸钠和茶多酚均降低了荔浦芋淀粉中快消化淀粉的含量。0.8%海藻酸钠时,快消化淀粉含量最低而抗性淀粉含量最高,分别为81.84%和7.97%;10%茶多酚时慢消化淀粉含量最高,为13.34%。这些结果表明,魔芋胶、海藻酸钠和茶多酚均与荔浦芋淀粉分子通过氢键发生相互作用,因添加剂的自身性质以及添加浓度的不同,对荔浦芋淀粉加工特性和体外消化性能的影响存在显著差异。
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