微细化淀粉在脂肪替代品、乳化剂、食品添加剂等食品领域具有潜在的优势,因此备受国内外学者的关注。本文采用酸解-疏水-球磨复合变性方法制备微细化玉米淀粉,以克服原淀粉直接球磨耗时长、能耗高、产物易糊化和球磨过程易团聚等问题。研究了酸解时间、球磨时间及OSA用量对微细化淀粉粒度、比表面积、颗粒形貌、结晶结构、分子量、溶解度及膨胀度等理化性质的影响,与玉米原淀粉、原淀粉-球磨淀粉的理化性质进行比较;分析了微细化淀粉的形成机理;并将制备的微细化淀粉作为脂肪替代品应用于低脂奶油中,对不同脂肪取代率的低脂奶油的表观粘度、脂肪部分聚结率、搅打起泡率、硬度、稠度、内聚性及黏度等性质进行分析,并与全脂奶油的性质进行了比较。以淀粉的微细化粒径、产物得率及食品工业要求为指标,酸解-疏水-球磨淀粉的最佳工艺参数是:酸解时间8h,球磨时间8h,OSA用量3%,微细化淀粉的表面积平均粒径及比表面积分别是4.04μm和1.48m~2/g,约84.94%的颗粒粒径小于10μm,远高于原淀粉的16.76%和原淀粉-球磨淀粉的11.02%。原淀粉直接球磨仅改变淀粉的结晶结构和颗粒形貌,难以降低淀粉粒径。酸解和疏水预处理后,可明显降低球磨难度,微细化淀粉粒径显著下降,随着酸解时间的增加,微细化淀粉粒径降低的同时又出现团聚现象,表明玉米淀粉粉碎过程存在动态平衡,疏水预处理可有效防止团聚现象。微细化淀粉结晶结构受到严重破坏,部分偏光十字消失,双折射强度减弱,相对结晶度降低。同时,微细化增强了淀粉与水的结合能力,导致微细化淀粉溶解度、膨胀度的提高。酸解预处理可有效降低微细化淀粉的分子量,随着酸解时间的增加,微细化淀粉的大分子数量减小,小分子数量逐渐增多,同时直链淀粉含量不断增加。酸解及疏水预处理制备微细化淀粉的形成机理是:淀粉颗粒经适当酸解后,无定形区首先被水解,稳定淀粉颗粒结构的直链淀粉分子被破坏,处于支链淀粉分子分支位置的无定形区也同时被水解,因此酸解预处理能显著降低球磨难度,使球磨时间减少,颗粒粒径明显降低。但随着球磨过程颗粒粒径的降低,微细化淀粉的表面张力、静电引力等作用力不断增大,部分细小的颗粒出现团聚现象。疏水预处理后,变性淀粉-COOH上的H离子被多价金属离子取代,淀粉分子中大量的亲水性羟基被屏蔽,能有效防止球磨过程的团聚现象。与全脂奶油相比,随着脂肪取代率的增加,低脂奶油的表观粘度逐渐增大;脂肪部分聚结率、搅打起泡率、硬度、稠度、内聚性及黏度均逐渐降低。研究结果表明微细化淀粉作为脂肪替代品的最大替代率是15%。