蒲華寅 王 樂(lè) 黃峻榕 陳艷春 李宏梁

（陜西科技大學(xué)食品與生物工程學(xué)院1，西安 710021）

（華南理工大學(xué)淀粉與植物蛋白深加工教育部工程研究中心2，廣州 510640）

超高壓處理對(duì)玉米淀粉結(jié)構(gòu)及糊化特性的影響

蒲華寅1，2王 樂(lè)1黃峻榕1陳艷春1李宏梁1

（陜西科技大學(xué)食品與生物工程學(xué)院1，西安 710021）

（華南理工大學(xué)淀粉與植物蛋白深加工教育部工程研究中心2，廣州 510640）

利用光學(xué)顯微、X-射線衍射、差示掃描量熱、快速黏度分析技術(shù)研究了超高壓處理對(duì)玉米淀粉結(jié)構(gòu)及糊化性質(zhì)的影響。結(jié)果顯示，超高壓處理能使玉米淀粉糊化，處理壓力為500 MPa及600 MPa時(shí)完全糊化所需保壓時(shí)間分別為15 min和5 min，但400 MPa超高壓處理30 min也不會(huì)使淀粉糊化。超高壓糊化過(guò)程中，淀粉顆粒結(jié)構(gòu)逐漸破壞膨脹，結(jié)晶結(jié)構(gòu)由A型向V型轉(zhuǎn)化，RVA黏度曲線峰值黏度逐漸消失。適宜條件的超高壓處理對(duì)淀粉顆粒同時(shí)具有韌化和晶體破壞作用。其中，400 MPa超高壓處理5～10 min時(shí)，淀粉顆粒內(nèi)部韌化作用占優(yōu)，因而表現(xiàn)為相對(duì)結(jié)晶度、糊化溫度（To，Tp）及糊化焓增加，而RVA曲線峰值黏度降低。

超高壓 玉米淀粉 結(jié)晶結(jié)構(gòu) 糊化特性

作為一種天然高分子，淀粉具有可再生、廉價(jià)、來(lái)源廣泛等一系列優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于食品、化工、紡織、造紙等多領(lǐng)域［1］。天然淀粉存在加工性差、黏度范圍窄、貯存性能不穩(wěn)定等不足，需要對(duì)淀粉進(jìn)行改性以滿足工業(yè)應(yīng)用的需要。近年來(lái)，以超高壓、微波、超聲等綠色加工技術(shù)為代表的物理改性方式應(yīng)用于淀粉改性，并逐漸成為研究熱點(diǎn)。超高壓技術(shù)作為一種重要的食品加工技術(shù)，具有綠色、高效的特點(diǎn)。相比于傳統(tǒng)熱加工，其作用溫度較低，更具有對(duì)食品成分影響較小的特點(diǎn)，因而被譽(yù)為最有潛力和希望的食品加工技術(shù)［2-3］。淀粉是食品中的典型組分，研究超高壓對(duì)淀粉的影響不僅有利于高壓改性淀粉制備及其性質(zhì)的合理調(diào)控，也有利于淀粉質(zhì)食品的加工。

由于發(fā)現(xiàn)了超高壓糊化現(xiàn)象而使利用超高壓改性淀粉的研究重點(diǎn)集中在超高壓糊化淀粉性質(zhì)的分析上［4-5］。研究表明，超高壓糊化淀粉較傳統(tǒng)溫度糊化淀粉表現(xiàn)出較高的儲(chǔ)存模量和凝膠強(qiáng)度，且抗凝沉性更強(qiáng)［6-8］。但不同類型淀粉糊化難易度有所差異，一般認(rèn)為具有B型結(jié)晶的淀粉更耐高壓。例如Oh等［9］在相同條件下（600 MPa）處理淀粉，發(fā)現(xiàn)B型馬鈴薯淀粉偏光十字未消失，普通玉米淀粉及普通大米淀粉部分糊化，而蠟質(zhì)玉米淀粉、蠟質(zhì)大米淀粉以及木薯淀粉則完全糊化。然而，在低于超高壓糊化條件下處理后淀粉結(jié)構(gòu)是否發(fā)生改變，變化規(guī)律等相關(guān)問(wèn)題研究較少。部分研究認(rèn)為，低于超高壓糊化條件處理淀粉后，淀粉結(jié)構(gòu)性質(zhì)并不會(huì)發(fā)生明顯改變，但也有研究提出了不同結(jié)論，例如劉培玲等［10］利用X -射線衍射（XRD）技術(shù)研究并提出了淀粉乳超高壓處理過(guò)程中隨著處理壓力的增加會(huì)經(jīng)歷壓縮韌化、晶體解體以及重結(jié)晶三步作用階段。

研究選擇玉米淀粉為原料，在不同處理壓力，不同保壓時(shí)間條件下處理淀粉，通過(guò)對(duì)作用前后淀粉顆粒結(jié)構(gòu)和結(jié)晶結(jié)構(gòu)的研究并結(jié)合糊化特性的分析，了解玉米淀粉超高壓糊化過(guò)程及糊化參數(shù)，明晰玉米淀粉在超高壓處理（尤其是低于糊化條件下處理）過(guò)程中其結(jié)構(gòu)、性質(zhì)變化規(guī)律，為超高壓技術(shù)更好地應(yīng)用于淀粉改性及淀粉質(zhì)食品超高壓加工提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

玉米淀粉，食品級(jí)：黃龍食品工業(yè)有限公司；HPP.L3-600／0.6超高壓實(shí)驗(yàn)機(jī)：天津華泰森淼生物工程技術(shù)股份有限公司；DZ-5002S真空包裝機(jī)：星火（中國(guó)）包裝機(jī)械有限公司；BK5000光學(xué)顯微鏡：西安中顯光電科技有限公司；D／max2200PC X-射線衍射儀：日本島津公司；Q2000差示掃描量熱儀：美國(guó)TA公司；TechMaster快速黏度分析儀：RVA波通瑞華科學(xué)儀器（瑞典）公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 超高壓改性淀粉的制備

配制20%（m／m）淀粉乳100 g于耐高壓聚丙烯袋中，用真空包裝機(jī)進(jìn)行熱封抽真空后，置于超高壓裝置中，在一定壓力條件（400～600 MPa）下超高壓處理，壓力維持5～30 min后降壓，溫度保持在25℃，樣品取出后用無(wú)水乙醇洗滌3次后于40℃干燥、粉碎后過(guò)300目篩，即得超高壓改性淀粉。

1.2.2 光學(xué)顯微鏡觀察淀粉顆粒形態(tài)

將淀粉用水分散形成淀粉乳，取適量淀粉乳滴在載玻片上，蓋上蓋玻片后，用光學(xué)顯微鏡進(jìn)行觀察并拍攝處理前后的玉米淀粉的顆粒形態(tài)照片，放大倍數(shù)為400倍。通過(guò)對(duì)不同條件處理樣品之間進(jìn)行比較，觀察其差異。

1.2.3 玉米淀粉糊化及黏度特性分析

淀粉樣品配制成5%（m／m）的淀粉懸浮液28 g，開(kāi)始測(cè)定。由分析軟件獲得淀粉在糊化過(guò)程中的黏度變化曲線，通過(guò)該曲線獲得淀粉糊化過(guò)程的特征參數(shù)。

1.2.4 玉米淀粉XRD分析

將預(yù)先平衡水分的待測(cè)定淀粉粉末樣品平鋪于樣品池中，放入X-射線衍射儀樣品臺(tái)中進(jìn)行測(cè)試，采用波長(zhǎng)為0.154 2 nm的單色Cu-Kα射線。測(cè)試條件為：管壓40 kV，管流40 mA，掃描區(qū)域2θ＝4°～60°，步長(zhǎng)0.02°，連續(xù)掃描，掃描時(shí)間為15 s。采用Jade6.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，圖譜經(jīng)過(guò)平滑后計(jì)算譜線與基線之間的面積A，描出微晶分割線并扣除，獲得譜線與分割線間的面積B，測(cè)定淀粉的相對(duì)結(jié)晶度RC＝B／A×100%［11］。

1.2.5 玉米淀粉DSC分析

配置30%（m／m）的淀粉乳10 mg，利用液體盤(pán)（盤(pán)901683.901，蓋子901684.901）密封后在10℃保持5 min，然后以10℃／min的速率從10℃升溫至100℃。用TA Universal Analysis 2000軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。糊化焓以淀粉干基計(jì)（J／g干淀粉）。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS13.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。多邊形或圓形存在，部分顆粒中心具有裂紋。經(jīng)400 MPa超高壓處理30 min后，淀粉仍能保持其顆粒結(jié)構(gòu)，且無(wú)明顯顆粒膨脹現(xiàn)象（如圖1b、圖1c）。處理壓力增加到500 MPa（圖1d～圖1g），保壓時(shí)間為5～15 min時(shí)，淀粉顆粒形貌逐漸發(fā)生變化，顆粒結(jié)構(gòu)由臍點(diǎn)開(kāi)始遭到破壞，呈現(xiàn)一定程度的膨脹，且隨著保壓時(shí)間的延長(zhǎng)，膨脹顆粒比例逐漸增加；當(dāng)保壓時(shí)間達(dá)到15 min時(shí)，幾乎所有的顆粒均呈現(xiàn)膨脹現(xiàn)象，表明此時(shí)淀粉發(fā)生完全糊化。當(dāng)壓力增加至600 MPa后，保壓時(shí)間僅5 min，淀粉原有顆粒結(jié)構(gòu)已被明顯破壞，淀粉發(fā)生完全糊化（圖1 h））。結(jié)果表明，利用超高壓糊化淀粉時(shí)，處理壓力較保壓時(shí)間對(duì)淀粉結(jié)構(gòu)的影響更為明顯，400 MPa超高壓處理并未明顯影響淀粉顆粒形貌，而經(jīng)500 MPa處理20 min或600 MPa僅處理5 min，淀粉可被完全糊化。

圖1 超高壓處理前后玉米淀粉的光學(xué)顯微圖（×400）

2 結(jié)果與分析

2.1 光學(xué)顯微分析

由圖1a可知，玉米淀粉顆粒相對(duì)較小，主要以

2.2 黏度分析

圖2為超高壓處理前后玉米淀粉的RVA黏度曲線，表1為黏度曲線對(duì)應(yīng)特征值。由圖2a可知，玉米淀粉呈現(xiàn)典型的B型黏度曲線，即具有峰值黏度，但峰值黏度和衰減值（峰值黏度與谷值黏度之差）較小［12-13］，由于峰值黏度主要反應(yīng)淀粉糊化過(guò)程中顆粒結(jié)構(gòu)破裂前的最大膨脹程度，而玉米淀粉相對(duì)于其他類型淀粉（例如馬鈴薯淀粉、紅薯淀粉）膨脹力相對(duì)較小，加之玉米淀粉不含有馬鈴薯淀粉中有利于提高淀粉糊黏度的磷酸基團(tuán)且含有較多脂類化合物，因而呈現(xiàn)出較低的峰值黏度［14-15］。

400 MPa超高壓作用后，隨著保壓時(shí)間的增加，淀粉各特征黏度降低，尤其是峰值黏度和破損值下降相對(duì)明顯，但黏度曲線整體形狀變化不大。而當(dāng)500 MPa超高壓處理5～10 min時(shí)，淀粉的黏度曲線較原淀粉明顯下降，峰值黏度降低40%以上，此時(shí)淀粉結(jié)構(gòu)遭到破壞，但未被完全糊化，大部分顆粒在加熱過(guò)程中仍具有膨脹特性，因而RVA曲線中仍具有峰值黏度；而當(dāng)保壓時(shí)間超過(guò)15 min后，樣品的黏度曲線中峰值黏度消失，結(jié)合光學(xué)顯微圖可知，此時(shí)淀粉已完全糊化，內(nèi)部結(jié)構(gòu)受到破壞，顆粒體積增大，在加熱過(guò)程中淀粉繼續(xù)膨脹能力有限，淀粉整體黏度較低，且無(wú)峰值黏度。當(dāng)超高壓處理壓力達(dá)到600 MPa，保壓時(shí)間為5 min時(shí)，淀粉黏度曲線急劇下降，這表明600 MPa超高壓處理能快速導(dǎo)致淀粉完全糊化。此外，此時(shí)峰值黏度、谷值黏度、衰減值及回生值均無(wú)法獲得，但最終黏度隨著保壓時(shí)間的增加而逐漸降低，且明顯低于500 MPa處理后的淀粉樣品，表明600 MPa處理對(duì)淀粉結(jié)構(gòu)的影響更加明顯。

圖2 超高壓處理前后玉米淀粉的RVA曲線

表1 超高壓處理前后玉米淀粉黏度曲線特征值

2.3 結(jié)晶結(jié)構(gòu)分析

利用XRD對(duì)超高壓作用前后淀粉顆粒的結(jié)晶結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，如圖3。由圖3可知，玉米原淀粉XRD圖中2θ＝15°、17°、18°和23°有較強(qiáng)的衍射峰，呈現(xiàn)出明顯的A型結(jié)晶結(jié)構(gòu)［16］。400 MPa超高壓處理后衍射峰仍存在，這表明400 MPa超高壓處理后淀粉并未形成新的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，且玉米淀粉不會(huì)被糊化，這與光學(xué)顯微鏡觀察數(shù)據(jù)一致。如圖2b，當(dāng)處理壓力增加到500 MPa，隨著保壓時(shí)間的增加，A型結(jié)晶衍射峰逐漸降低，但2θ＝13°和20°的V型特征峰衍射強(qiáng)度逐漸增加，表明淀粉結(jié)晶結(jié)構(gòu)由A型向V型轉(zhuǎn)化［13］。當(dāng)保壓時(shí)間達(dá)到15 min或者600 MPa處理5 min后，XRD譜圖中A型衍射峰完全消失，并呈現(xiàn)明顯的V型衍射峰，這表明此時(shí)淀粉完全糊化。前人研究［17-18］認(rèn)為具有A型結(jié)晶結(jié)構(gòu)的淀粉在超高壓處理過(guò)程中其結(jié)晶結(jié)構(gòu)容易向B型或非晶轉(zhuǎn)變，然而在本研究中，并未發(fā)現(xiàn)類似現(xiàn)象，這可能與原料來(lái)源及處理?xiàng)l件差異有關(guān)。研究結(jié)果表明，玉米淀粉經(jīng)500 MPa處理15 min或600 MPa處理5 min即可完全糊化，但400 MPa并不會(huì)使玉米淀粉出現(xiàn)明顯糊化現(xiàn)象。淀粉結(jié)晶類型由A型向V型轉(zhuǎn)化可能與構(gòu)成A型結(jié)晶的天然雙螺旋在淀粉糊化過(guò)程中解旋，并重新形成單螺旋的V型結(jié)晶有關(guān)。

圖3 超高壓處理前后玉米淀粉的X-射線衍射圖

利用Jade6.0軟件參照前人方法［11］，對(duì)超高壓處理前后淀粉樣品的相對(duì)結(jié)晶度（RC）進(jìn)行了計(jì)算，見(jiàn)表2。由表可得，當(dāng)處理壓力為400 MPa時(shí)，相對(duì)于原淀粉，隨著保壓時(shí)間的增加，RC先增加后降低。這表明，在處理壓力較低，保壓時(shí)間較短的超高壓作用條件下，淀粉內(nèi)部可能發(fā)生了結(jié)構(gòu)重組，導(dǎo)致結(jié)晶結(jié)構(gòu)更加完美，進(jìn)而導(dǎo)致RC增加。

當(dāng)處理壓力達(dá)到500 MPa時(shí)，相對(duì)于原淀粉，RC均表現(xiàn)為隨著保壓時(shí)間的增加迅速降低，這表明當(dāng)處理壓力高于500 MPa時(shí)，超高壓所提供的能量能直接快速破壞淀粉晶體結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致A型晶體遭到破壞。進(jìn)一步觀察發(fā)現(xiàn)，當(dāng)500 MPa處理15 min以及600 MPa處理5 min，RC均降低到15%以下且數(shù)值接近，這與上述處理?xiàng)l件下淀粉完全糊化的結(jié)論相一致。

表2 超高壓處理前后玉米淀粉相對(duì)結(jié)晶度RC（%）

2.4 DSC分析

XRD研究表明，400 MPa超高壓處理時(shí)，隨著保壓時(shí)間的增加，淀粉RC呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢(shì)。為了進(jìn)一步分析，利用DSC研究了400 MPa保壓不同時(shí)間淀粉的糊化過(guò)程熱性質(zhì)。由表3可知，當(dāng)處理壓力為400 MPa時(shí)，相對(duì)于原淀粉，隨著保壓時(shí)間的延長(zhǎng)，ΔH呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)。這表明400MPa處理?xiàng)l件下，ΔH的變化趨勢(shì)與RC結(jié)果具有一定相關(guān)性。而對(duì)于淀粉糊化溫度，隨著作用時(shí)間增加，To，Tp先增大后減小，而Tc降低，即糊化區(qū)間（Tc-To）變窄；進(jìn)一步增加作用時(shí)間，To，Tp和Tc并無(wú)明顯變化。

通常意義上的淀粉韌化主要是在高水分條件下對(duì)淀粉進(jìn)行的熱處理，且處理溫度高于淀粉玻璃化轉(zhuǎn)變溫度但低于其糊化溫度。韌化最大的特點(diǎn)在于提高淀粉的熱穩(wěn)定性，即糊化溫度的升高、糊化區(qū)間變窄和糊化焓值的增加［19］。劉培玲等［10］對(duì)蠟質(zhì)玉米淀粉乳進(jìn)行超高壓處理過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)了類似現(xiàn)象，并提出不斷提高超高壓壓力，淀粉會(huì)依次經(jīng)歷壓縮韌化（≤300 MPa）、晶體解體（450 MPa）以及重結(jié)晶（≥600 MPa）三步作用階段。從本試驗(yàn)的結(jié)果可知，玉米淀粉在400 MPa超高壓處理過(guò)程中，同時(shí)存在韌化作用和晶體解體作用。當(dāng)保壓時(shí)間較短時(shí)，壓縮韌化占主要地位，因而RC，To，Tp和ΔH呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)。隨著保壓時(shí)間的增加，晶體解體逐漸占優(yōu)，RC，To，Tp和ΔH持續(xù)下降。由于韌化作用可能導(dǎo)致400 MPa超高壓作用后淀粉乳在加熱過(guò)程中膨脹性降低，直鏈淀粉溶出減少［20］，因此相比于原淀粉，其RVA曲線，尤其是峰值黏度出現(xiàn)了一定程度的降低。

表3 超高壓處理（400 MPa）前后玉米淀粉糊化溫度和糊化焓

3 結(jié)論

適宜條件的超高壓處理能使淀粉糊化，處理壓力為500 MPa及600 MPa時(shí)完全糊化所需時(shí)間分別為15 min和5 min，此時(shí)淀粉顆粒逐漸膨脹，結(jié)構(gòu)被破壞，結(jié)晶結(jié)構(gòu)由A型向V型轉(zhuǎn)化。隨著處理壓力和保壓時(shí)間的增加，RVA曲線各特征值（峰值黏度、谷值黏度、衰減值、最終黏度）逐漸降低，玉米淀粉B型黏度曲線發(fā)生變化，完全糊化后淀粉RVA曲線無(wú)峰值黏度，因此該指標(biāo)可作為淀粉完全糊化的判定依據(jù)。

然而，當(dāng)壓力較低時(shí)（400 MPa），處理30 min后淀粉也不會(huì)被糊化，但淀粉結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生一定程度的變化，表現(xiàn)為相對(duì)結(jié)晶度RC、糊化溫度To，Tp及糊化焓ΔH隨著保壓時(shí)間的增加呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢(shì)，表明淀粉顆粒內(nèi)部存在韌化作用和晶體解體作用，在保壓時(shí)間相對(duì)較短時(shí)，韌化作用占優(yōu)，作用時(shí)間延長(zhǎng)后，晶體解體作用占優(yōu)。

參考文獻(xiàn)

［1］胡愛(ài)軍，李倩，鄭捷，等.雙頻超聲對(duì)紅薯淀粉結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的影響［J］.高校化學(xué)工程學(xué)報(bào)，2014，28（2）：370-375 Hu Aijun，Li Qian，Zheng Jie，et al.Effects of Dual-Frequency Ultrasound on Structure and Properties of Sweet Potato Starch［J］.Journal of Chemical Engineering of Chinese Universities，2014，28（2）：370-375

［2］Kim H S，Kim B Y，Baik M Y.Application of ultra high pressure（UHP）in starch chemistry［J］.Critical Reviews in Food Science and Nutrition，2012，52（2）：123-141

［3］陳復(fù)生.食品超高壓加工技術(shù)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005 Chen Fusheng.Ultra high pressure technology of food［M］. Beijing：Chemical Industry Press，2005

［4］Hu X T，Xu X M，Jin Z Y，et al.Retrogradation properties of rice starch gelatinized by heat and high hydrostatic pressure（HHP）［J］.Journal of Food Engineering.2011，106：262-266

［5］Yang Z，Gu Q F，Hemar Y.In situ study of maize starch gelatinization under ultra-high hydrostatic pressure using X-ray diffraction［J］.Carbohydrate Polymers.2013，97：235-238

［6］Tan F J，Dai W T，Hsu K C.Changes in gelatinization and rheological characteristics of japonica rice starch induced by pressure／heat combinations［J］.Journal of Cereal Science，2009，49（2）：285-289

［7］Vittadini E，Carini E，Chiavaro E，et al.High pressure-induced tapioca starch gels：physico-chemical characterization and stability［J］.European Food Research and Technology，2008，226（4）：889-896

［8］Hu X T，Xu X M，Jin Z Y，et al.Retrogradation properties of rice starch gelatinized by heat and high hydrostatic pressure（HHP）［J］.Journal of Food Engineering，2011，106（3）：262-266

［9］Oh H E，Pinder D N，Hemar Y，et al.Effect of high-pressure treatment on various starch-in-water suspensions［J］. Food Hydrocolloids.2008，22（1）：150-155

［10］劉培玲，沈群，胡小松，等.X射線衍射法研究不同類型淀粉高靜壓處理后晶體結(jié)構(gòu)的變化［J］.光譜學(xué)與光譜分析，2012，32（9）：2579-2582 Liu Peiling，Shen Qun，Hu Xiaosong，et al.X-ray diffraction study of high hydrostatic pressure on crystalline structure of different type starches［J］.Spectroscopy and Spectral Analysis，2012，32（9）：2579-2582

［11］陳翠蘭，張本山，陳福泉.淀粉結(jié)晶度計(jì)算的新方法［J］.食品科學(xué)，2011，32（9）：68-71 Chen Cuilan，Zhang Benshan，Chen Fuquan.A novel method for calculating starch crystallinity［J］.Food Science，2011，32（9）：68-71

［12］李娜，張英華.用RVA儀分析玉米淀粉的糊化特性［J］.中國(guó)糧油學(xué)報(bào)，2011，26（6）：20-24 Li Na，Zhang Yinghua.Analysis on pasting properties of maize starch by RVA［J］.Journal of the Chinese Cereals and Oils Association，2011，26（6）：20-24

［13］Schoch T J，Maywald E C.Preparation and properties of various legume starches［J］.Cereal Chemistry，1968，45，564-573

［14］任瑞林，劉培玲，包亞莉，等.高靜壓物理變性法對(duì)糯玉米淀粉理化性質(zhì)的影響［J］.中國(guó)糧油學(xué)報(bào)，2015，30（3）：23-29 Ren Ruilin，Liu Peiling，Bao Yali，et al.Physicochemical properties of noncrystalline granular waxy maize starch prepared by high hydrostatic pressure［J］.Journal of the Chinese Cereals and Oils Association，2015，30（3）：23-29

［15］張曉，高德榮，呂國(guó)鋒，等.糯小麥與其他作物淀粉特性的比較研究［J］.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，46（3）：2183-2190 Zhang Xiao，Gao Derong，Lü Guofeng，et al.Comparision of the starches properties of waxy wheat and other crops［J］. Scientia Agricultura Sinica，2013，46（3）：2183-2190

［16］Lopez-Rubio A，F(xiàn)lanagan B M，Gilbert E P，et al.A novel approach for calculating starch crystallinity and its correlation with double helix content：A combined XRD and NMR study［J］.Biopolymers，2008，89（9）：761-768

［17］Katopo H，Song Y，Jane J L.Effect and mechanism of ultrahigh hydrostatic pressure on the structure and properties of starches［J］.Carbohydrate Polymers，2002，47（3）：233-244

［18］葉懷義，楊素玲，徐倩.高壓對(duì)淀粉粒結(jié)晶結(jié)構(gòu)的影響［J］.中國(guó)糧油學(xué)報(bào)，2000，15（6）：24-28 Ye Huaiyi，Yang Suling，Xu Qian.The effect on crystal structure of starch grain by high pressure［J］.Journal of the Chinese Cereals and Oils Association，2000，15（6）：24-28

［19］Tester R F，Stéphane J J D.Annealing of starch：a review［J］.Macromolecules，2000，27：1-12

［20］Jayakody L，Hoover R.Effect of annealing on the molecular structure and physicochemical properties of starches from different botanical origins-a review［J］.Carbohydrate Polymers.2008，74：691-703.

Effects of Ultra High Pressure on Structure and Pasting Properties of Corn Starch

Pu Huayin1，2Wang Le1Huang Junrong1Chen Yanchun1Li Hongliang1

（School of Food and Biological Engineering，Shaanxi University of Science and Technology1，Xi′an 710021）
（Engineering Research Center of Starch and Vegetable Protein Processing，Ministry of Education，South China University of Technology2，Guangzhou 510640）

The effects of ultra high pressure on structure and pasting properties of corn starch were investigated by using light microscope，X-ray diffractometer，Differential Scanning Calorimeter and rapid viscosity analyzer.The results showed that ultra high pressure treatment could induce starch gelatinization.Corn starches were completely gelatinized treated at 500 MPa for 15 min or at 600 MPa for 5 min.However，starches were not gelatinized even at 400 MPa for 30 min.During ultra pressure-induced gelatinization，the structure of starch granules was gradually destroyed and swelled，whereas the crystal structure was transformed from the A-type crystallite to the V-type crystallite.In addition，the peak viscosity in RVA viscosity curve was disappeared.Ultra high pressure treatment under suitable conditions could result in the annealing and crystal disintegration of starch granules.The internal annealing effect of starch prevailed over after a pressure treatment at 400 MPa for 5～10 min，so the relatively crystallinilities，gelatinization temperature（To，Tp）and enthalpy were increased，while the peak viscosity was decreased in RVA curves.

ultra high pressure，corn starch，crystal structure，pasting properties

TS231

A

1003-0174（2017）01-0024-06

國(guó)家自然科學(xué)基金（31371786），陜西科技大學(xué)科研啟動(dòng)基金（BJ14-14），淀粉與植物蛋白深加工教育部工程研究中心開(kāi)放課題（2013-ERC-05）

2015-05-20

蒲華寅，男，1986年出生，博士，講師，淀粉資源開(kāi)發(fā)與利用

黃峻榕，女，1971年出生，博士，教授，博士生導(dǎo)師，淀粉資源開(kāi)發(fā)與利用