付 蕾 田紀(jì)春

(國家作物生物學(xué)重點實驗室山東農(nóng)業(yè)大學(xué)小麥品質(zhì)育種研究室1，泰安 271018)

(山東農(nóng)業(yè)大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院2，泰安 271018)

抗性淀粉對小麥粉凝膠質(zhì)構(gòu)特性的影響

付 蕾1，2田紀(jì)春1

(國家作物生物學(xué)重點實驗室山東農(nóng)業(yè)大學(xué)小麥品質(zhì)育種研究室1，泰安 271018)

(山東農(nóng)業(yè)大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院2，泰安 271018)

以3種不同筋力小麥粉為原料，研究了抗性淀粉(Resistant Starch，RS)對小麥粉凝膠質(zhì)構(gòu)特性的影響。結(jié)果表明:抗性淀粉不能形成凝膠，添加5%～20%抗性淀粉的小麥粉配粉可形成凝膠。抗性淀粉RS3和RS2對強(qiáng)筋、中筋和弱筋小麥粉凝膠的影響趨勢相同，隨著配粉中抗性淀粉的比例逐漸增加，各凝膠的硬度、黏著性和膠著性顯著降低，中筋粉的硬度、黏著性和膠著性值最高，弱筋粉次之，強(qiáng)筋粉最低;3種筋力小麥粉及其抗性淀粉配粉的彈性和凝聚性差異很小。

抗性淀粉 凝膠 小麥粉 質(zhì)構(gòu)曲線分析

淀粉是食品工業(yè)中一種不可缺少的原料，淀粉的凝膠特性與食品品質(zhì)有密切的關(guān)系，凝膠的黏彈性、強(qiáng)度等特性對面制品的口感、速食性、持水性以及凝膠體的加工、成型性等功能都有較大影響［1－2］。通過對凝膠特性的測定，可以控制產(chǎn)品質(zhì)量，鑒別成品優(yōu)劣，并可以為工藝和設(shè)備的設(shè)計提供有關(guān)數(shù)據(jù)。抗性淀粉發(fā)現(xiàn)于20世紀(jì)80年代，是一種不能在人體小腸中消化吸收，但可以在大腸中被微生物菌叢發(fā)酵或部分發(fā)酵的淀粉，它不僅具有與膳食纖維相似的生理功能，而且還具有調(diào)節(jié)血糖、防治心腦血管疾病、預(yù)防直腸結(jié)腸癌、控制體重的作用［3－5］。近年來，抗性淀粉作為保健食品的添加劑，越來越多地應(yīng)用于食品工業(yè)中。

為了有效地開發(fā)抗性淀粉凝膠類保健食品，了解凝膠類抗性淀粉食品的加工特性，以強(qiáng)筋、中筋和弱筋小麥粉為研究對象，研究了不同抗性淀粉添加量對小麥粉凝膠質(zhì)構(gòu)特性的影響，旨在為開發(fā)具有保健功能的大眾化抗性淀粉保健產(chǎn)品提供一定的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及理論指導(dǎo)。

1 材料和方法

1.1 材料

抗性淀粉RS3(Novelose330，回生的非顆粒高直鏈玉米淀粉)和RS2(Hi－maize260，未糊化的高直鏈玉米抗性淀粉顆粒):上海國民淀粉公司;小麥粉 A(強(qiáng)筋，SGW)，小麥粉 B(中筋，IGW)，小麥粉 C(弱筋，WGW):農(nóng)業(yè)部谷物品質(zhì)檢驗監(jiān)督檢測中心(泰安)。

1.2 儀器

凱氏定氮儀:瑞士Buchi公司;UV－4802型雙光束紫外－可見分光光度計:尤尼卡(上海)儀器有限公司;2055型脂肪檢測儀:瑞典Foss公司;面筋洗滌儀:瑞典 Perten公司;粉質(zhì)儀:德國 Brabender公司;BAU－A型沉淀值測定儀:中國農(nóng)業(yè)大學(xué)儀器修配室(氣象系);WSB－Ⅳ型智能白度儀:杭州大成光電儀器有限公司;3D型快速黏度分析儀:澳大利亞Newport Scientific公司;TA－XT2i質(zhì)構(gòu)儀:英國 Stable Micro System公司。

1.3 方法

1.3.1 基本理化指標(biāo)的測定

小麥粉蛋白質(zhì)含量按AACC 46－13方法測定，粗淀粉含量按GB 5006—1985旋光法測定。直鏈淀粉含量按雙波長法測定，直鏈淀粉測定波長為573 nm，參比波長為503 nm，支鏈淀粉測定波長為580 nm，參比波長為708 nm，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計算面粉中直鏈淀粉含量。粗脂肪含量按AACC 30－10方法測定，小麥粉面筋指數(shù)按AACC 38－12A方法測定，粉質(zhì)特性按AACC 54－21方法測定，沉淀值按AACC 56－63方法測定，2個重復(fù)。

1.3.2 小麥配粉的制備

抗性淀粉RS3和RS2分別與小麥粉A、B和C按質(zhì)量比 5/95，10/90，15/85，20/80 的比例混合，制成配粉。

1.3.3 凝膠質(zhì)構(gòu)特性的測定

使用快速黏度分析儀按AACC 76－21標(biāo)準(zhǔn)方法1糊化樣品，將糊化后的凝膠在樣品鋁筒內(nèi)趁熱搖勻，使其表面平整，在4℃下放置24 h。采用物性測定儀，以SMS P/0.5 探頭，測定前速度為1.0 mm·s－1，測定速度1.0 mm·s－1，測定后速度 1.0 mm·s－1，引發(fā)距離 10 mm，引發(fā)力5 g，應(yīng)用TPA程序進(jìn)行凝膠質(zhì)構(gòu)的測定，得到硬度、黏著性、彈性等參數(shù)，重復(fù)2次。

1.4 統(tǒng)計分析

利用DPS 3.11統(tǒng)計分析軟件對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并采用LSD法進(jìn)行平均數(shù)多重比較。

2 結(jié)果與討論

2.1 3種小麥粉品質(zhì)分析

小麥粉A、B和C的蛋白質(zhì)、粗淀粉、直鏈淀粉、粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)、穩(wěn)定時間、面筋指數(shù)、干面筋、濕面筋含量，沉降值和白度均具有顯著差異(P＜0.05)，脂肪含量接近(表1)。面筋指數(shù)、穩(wěn)定時間和粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)表明小麥粉A、B、C分別屬于強(qiáng)、中、弱筋粉范疇［6］。小麥粉B的濕面筋含量和沉降值高于小麥粉A，干面筋含量相反，說明小麥粉B中面筋蛋白的水合能力高于A。3種小麥粉品質(zhì)差異較大，小麥粉A適合制作面包等對小麥粉筋力要求較高的食品，小麥粉B適合制作面條、饅頭等需中等面筋含量的食品，小麥粉C則只適合制作糕點、餅干類需面筋含量較低的食品。

表1 3種小麥粉的理化指標(biāo)

2.2 抗性淀粉對小麥粉凝膠質(zhì)構(gòu)特性的影響

由圖1可以看出，3種不同筋力小麥粉凝膠質(zhì)構(gòu)特性的差異十分明顯。中筋粉凝膠的硬度、黏附性、膠著性最大，其次是弱筋粉凝膠，強(qiáng)筋粉最小，而小麥粉中直鏈淀粉含量也恰好是中筋粉高于弱筋粉，強(qiáng)筋粉最小。3種小麥粉的彈性和黏聚性無顯著差異(P＜0.05)?？剐缘矸跼S3和RS2具有較高的熱穩(wěn)定性，在快速黏度測定中不發(fā)生糊化(圖2)［7］，說明顆粒聚集體不發(fā)生或者難于發(fā)生分散，因此不能形成淀粉凝膠，但添加5%～20%抗性淀粉的小麥粉配粉及對照小麥粉皆能糊化并形成凝膠。一般認(rèn)為，淀粉糊在冷卻過程中，黏度增大并最終形成凝膠體是由直鏈淀粉分子的重新聚集、形成凝膠網(wǎng)絡(luò)并不斷擴(kuò)展引起的。Mua等［8］認(rèn)為硬度大的凝膠一般有較高的直鏈淀粉含量和較長的支鏈淀粉鏈，本試驗從一個側(cè)面證明了他們的觀點。

2.3 抗性淀粉添加量對小麥粉凝膠質(zhì)構(gòu)特性的影響

圖3至圖6表示了抗性淀粉添加量對3種筋力小麥粉凝膠硬度、黏著性、膠著性、彈性和凝聚性的影響。2種抗性淀粉(RS3和RS2)與3種小麥粉(強(qiáng)筋、中筋和弱筋)配粉的凝膠質(zhì)構(gòu)變化呈現(xiàn)相同規(guī)律。隨著小麥粉凝膠中抗性淀粉的比例逐漸增加、普通小麥粉的比例逐漸減少，各凝膠的硬度、黏著性和膠著性顯著降低，中筋粉的硬度、黏著性和膠著性值最高，弱筋粉次之，強(qiáng)筋粉最低，彈性和凝聚性總體有下降趨勢，但差異不顯著。

3種筋力小麥粉及其抗性淀粉RS3配粉凝膠的硬度隨著RS3含量的增加顯著降低，其中弱筋粉凝膠的硬度降低趨勢最大(圖3a)。所以當(dāng)需要硬度較大的凝膠產(chǎn)品時，可選擇中筋粉配粉，反之，則選擇強(qiáng)筋配粉。RS2小麥配粉的凝膠硬度表現(xiàn)出與RS3相似的規(guī)律(圖3b)。

隨著凝膠中抗性淀粉含量的增加，小麥配粉凝膠的黏著性顯著降低。添加20%抗性淀粉的小麥粉凝膠的黏著性最小。中筋粉－抗性淀粉配粉凝膠的黏著性最大，弱筋配粉次之，強(qiáng)筋配粉最小(圖4)。Zaidual等［9］研究西米－小麥粉凝膠的質(zhì)構(gòu)特性時，也發(fā)現(xiàn)中筋粉及其混合物凝膠的硬度和黏著性最強(qiáng)，原因有待于進(jìn)一步研究。

隨著配粉凝膠中抗性淀粉含量的增加，膠著性顯著降低，且中筋配粉凝膠的膠著性高于弱筋配粉和強(qiáng)筋配粉(圖5)。試驗發(fā)現(xiàn)強(qiáng)、中、弱筋小麥粉的抗性淀粉配粉凝膠的膠著性曲線的形狀十分相像，說明抗性淀粉對3種小麥粉的影響相似。

3種筋力小麥粉配粉的彈性和凝聚性基本相同，添加抗性淀粉后，弱筋粉凝膠的彈性和凝聚性基本不變，強(qiáng)筋粉和中筋粉的彈性和凝聚性略有下降，總體差異不顯著(圖6)。說明抗性淀粉的加入對小麥粉凝膠的彈性和凝聚性影響很小，生產(chǎn)抗性淀粉凝膠產(chǎn)品時，可忽略這兩個因素的影響。

圖6 抗性淀粉添加量對彈性和凝聚性的影響

Saartrat等［10］在研究乙酰化淀粉的凝膠特性時認(rèn)為直鏈淀粉凝膠網(wǎng)絡(luò)的程度和膨脹淀粉顆粒的形變性是影響凝膠強(qiáng)度的主要因素。Sandhu等［11］指出淀粉凝膠的質(zhì)構(gòu)特性取決于多種因素，其中包括直鏈淀粉的分子大小及含量、糊化淀粉顆粒的體積、黏彈性及淀粉凝膠中連續(xù)相與分散相的相互作用。這些因素又取決于直鏈淀粉的含量和支鏈淀粉結(jié)構(gòu)。Sánchez－Alonso等［12］將小麥膳食纖維添加到魷魚魚糜中后，也發(fā)現(xiàn)凝膠的硬度下降，他們認(rèn)為凝膠硬度降低的一個重要原因是膳食纖維的加入導(dǎo)致凝膠中蛋白質(zhì)的相對含量減少，同時膳食纖維的存在破壞了蛋白質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。在快速黏度測定試驗中，試驗發(fā)現(xiàn)抗性淀粉黏度曲線是一近似為零的直線(圖2)，冷卻后它們不能形成凝膠，所以抗性淀粉－小麥粉凝膠主要是由原小麥粉中的直鏈淀粉的重排和蛋白質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)組成的。抗性淀粉的加入減少了配粉中蛋白質(zhì)和可糊化直鏈淀粉的比例，削弱了蛋白質(zhì)和直鏈淀粉各自和相互間的交聯(lián)，降低了鏈之間的相互作用，影響了面筋網(wǎng)絡(luò)的形成與擴(kuò)展，結(jié)果使得凝膠的硬度、黏著性和膠著性均降低，但這一結(jié)論還需進(jìn)一步的實驗證實。

3 結(jié)論

抗性淀粉自身不能形成淀粉凝膠，添加5%～20%抗性淀粉的小麥粉配粉可形成凝膠。兩種類型的抗性淀粉(RS3和RS2)對強(qiáng)筋、中筋和弱筋小麥粉凝膠的影響趨勢相同，隨著配粉中抗性淀粉的比例逐漸增加，各凝膠的硬度、黏著性和膠著性顯著降低，但凝膠的黏聚性和彈性變化不顯著。

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Effect of Resistant Starch on Gel Textural Properties of Wheat Flour

Fu Lei1，2Tian Jichun1
(State Key Laboratory of Crop Biology/Grop of Quality Wheat Breeding，Shandong Agricultural University1，Tai'an 271018)
(College of Chemistry and Material Science，Shandong Agricultural University2，Tai'an 271018)

In this research，the effect of resistant starch on gel textural properties of wheat flour was investigated.The results show that all the wheat flour and RS－wheat flour mixtures with 5%～20%RS were able to form gels except resistant starch.The influential tendencies of RS3 on control wheat gels and RS－wheat mixed gels were consistent with RS2.The hardness，adhesiveness and gumminess for RS － wheat mixed gels decreased as the RS proportion in the gel increasing，and the values for RS － intermediate gluten wheat flour mixed gels were the highest，followed by RS－weak gluten wheat flour gels and then RS－strong gluten wheat flour gels.The springiness and cohesiveness for control wheat flour gels and RS－wheat flour mixed gels were observed to be almost the same.

resistant starch，gel，wheat flour，texture profile analysis

S512.1

A

1003－0174(2012)09－0040－05

國家973專項(2009CB118301)，山東農(nóng)業(yè)大學(xué)青年科技創(chuàng)新基金(08－23645)

2012－01－05

付蕾，女，1966年出生，副教授，谷物品質(zhì)檢測

田紀(jì)春，男，1953年出生，教授，小麥品質(zhì)育種