任順成，孫曉莎

蘆丁和槲皮素對(duì)小麥淀粉理化特性的影響

任順成，孫曉莎

（河南工業(yè)大學(xué)糧油食品學(xué)院，小麥和玉米深加工國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室，河南 鄭州 450001）

在低質(zhì)量分?jǐn)?shù)蘆丁和槲皮素存在條件下，研究小麥淀粉的熱特性、微觀(guān)結(jié)構(gòu)、流變特性、糊化特性、質(zhì)構(gòu)的變化，以及蘆丁和槲皮素對(duì)小麥淀粉-碘復(fù)合物的影響。結(jié)果表明：加入蘆丁或槲皮素后，小麥淀粉的糊化初始溫度、糊化峰值溫度和糊化最終溫度無(wú)顯著變化，老化焓值分別增加85.71%和85.71%，老化度分別增加156.09%和93.24%；同時(shí)，電子顯微鏡結(jié)果也證明蘆丁或槲皮素加快了老化進(jìn)程；小麥淀粉的儲(chǔ)存模量和損耗模量降低；淀粉黏度結(jié)果表明蘆丁和槲皮素分別使小麥淀粉的峰值黏度減小5.56%和18.10%、最低黏度減小6.41%和21.32%、最終黏度減小3.28%和14.22%以及峰值時(shí)間減小1.93%和4.16%，回生值增加3.36%和0.52%，成糊溫度升高0.63%和3.25%；蘆丁和槲皮素分別使小麥淀粉的硬度降低44.60%和34.52%、黏性降低60.79%和30.95%、彈性降低2.94%和3.13%，黏聚性增加16.13%和16.13%；槲皮素能與小麥淀粉發(fā)生較強(qiáng)的相互作用，且能形成V型包合物?？傮w而言，蘆丁和槲皮素能顯著影響小麥淀粉的理化特性。

蘆??；槲皮素；小麥淀粉；理化特性

多酚普遍存于植物界，具有多種保健功能，在化學(xué)、醫(yī)學(xué)和流行病學(xué)領(lǐng)域的研究愈加重視，如抗氧化、抗動(dòng)脈硬化、抗癌、抗細(xì)菌和抗病毒活性[1]。黃酮作為多酚中的一大類(lèi)化合物，種類(lèi)眾多，其中槲皮素是高抗氧化活性的類(lèi)黃酮系列的代表性物質(zhì)，在水果和蔬菜中較為常見(jiàn)[2]，而蘆?。ㄩ纹に?3-O-蕓香糖苷）是苦蕎中最主要的黃酮類(lèi)化合物。

目前，國(guó)內(nèi)外有關(guān)酚類(lèi)化合物對(duì)淀粉特性影響的研究主要集中在茶多酚、阿魏酸和其他植物提取物，其中關(guān)于茶多酚對(duì)淀粉特性影響的報(bào)道較多，包括淀粉的流變、糊化、回生、凝膠特性和消化性等[3-4]。研究結(jié)果表明，多酚類(lèi)物質(zhì)可以與淀粉分子產(chǎn)生復(fù)雜的相互作用，由于生物小分子的作用特異性和生物大分子的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性，兩者可以通過(guò)氫鍵、疏水鍵和靜電力等發(fā)生相互作用，作用力強(qiáng)弱受各自的結(jié)構(gòu)特征[5-8]以及反應(yīng)體系中發(fā)生的物理、化學(xué)變化如水活度[8-9]、pH值和溫度[9]等所影響，且這種相互作用會(huì)改變淀粉的熱特性、微觀(guān)結(jié)構(gòu)、流變特性、糊化特性和質(zhì)構(gòu)參數(shù)等，進(jìn)而影響淀粉類(lèi)產(chǎn)品的質(zhì)量。

有研究表明苦蕎食品對(duì)糖尿病人具有良好的降血糖功效[10-11]，作為苦蕎功能特性的重要物質(zhì)蘆丁和槲皮素發(fā)揮了重要作用。通過(guò)研究小麥淀粉與蘆丁及槲皮素之間的相互作用，對(duì)提高苦蕎食品及相關(guān)淀粉類(lèi)食品的加工特性和功能特性具有積極的指導(dǎo)意義，但該方面的研究鮮有報(bào)道。因此本實(shí)驗(yàn)以小麥淀粉為研究對(duì)象，添加一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的蘆丁和槲皮素，借助差示掃描量熱儀、掃描電子顯微鏡、流變儀、快速黏度分析儀和質(zhì)構(gòu)分析儀測(cè)定小麥淀粉理化性質(zhì)的改變，探討蘆丁和槲皮素與小麥淀粉之間的相互作用，為弄清蘆丁或槲皮素對(duì)淀粉類(lèi)食品特性的影響，開(kāi)發(fā)蘆丁和槲皮素功能性食品提供一定的理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

小麥淀粉 南京甘汁園糖業(yè)有限公司；蘆丁、槲皮素（純度95%） 上海源葉生物有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

Pyris-1差示掃描量熱儀 美國(guó)Perkin Elmer公司；su8010場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡 江蘇萬(wàn)科科教儀器有限公司；DHR-1流變儀 美國(guó)TA公司；Super4快速黏度檢測(cè)儀 澳大利亞Newport Scientif i c有限公司；TA.XT.Plus質(zhì)構(gòu)儀 英國(guó)Stable Micro System公司；UV-752紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì) 上海菁華科技儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 熱力學(xué)特性

準(zhǔn)確稱(chēng)取3.0 mg添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.50%蘆丁或槲皮素的小麥淀粉和7.5 μL的去離子水混合，密封壓蓋后放入4 ℃平衡12 h，用差示掃描量熱儀進(jìn)行升溫測(cè)定，以空坩堝作參比。升溫范圍為25～95 ℃，升溫速率為5 ℃/min。從熱力學(xué)特性曲線(xiàn)可知糊化初始溫度、糊化峰值溫度、糊化最終溫度、糊化焓值。將測(cè)完糊化參數(shù)后的坩堝取出，4 ℃放置7 d后測(cè)定其老化焓值和老化度等老化參數(shù)，操作過(guò)程同糊化過(guò)程。

1.3.2 微觀(guān)結(jié)構(gòu)的測(cè)定

準(zhǔn)確稱(chēng)取3.0 g添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.50%蘆丁或槲皮素的小麥淀粉，與25 mL去離子水混合均勻，95 ℃恒溫水浴中糊化20 min。冷卻至室溫后凍干、粉碎，過(guò)0.15 mm×0.15 mm的篩孔，采用掃描電子顯微鏡對(duì)蘆丁或槲皮素與淀粉的復(fù)合物進(jìn)行微觀(guān)結(jié)構(gòu)觀(guān)察，將少量的粉末分散在載物臺(tái)上的雙面導(dǎo)電膠上，加速電壓20 kV，真空條件下噴金處理后觀(guān)察。

小麥淀粉和蘆丁或槲皮素的混合物糊化過(guò)程同上，冷卻至室溫后在4 ℃放置7 d后凍干，測(cè)定復(fù)合物的微觀(guān)結(jié)構(gòu)。

1.3.3 動(dòng)態(tài)流變特性

準(zhǔn)確稱(chēng)取3.0 g添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.50%蘆丁或槲皮素的小麥淀粉，與25 mL去離子水混合均勻，95 ℃恒溫水浴中糊化20 min。冷卻至室溫后立即測(cè)定樣品儲(chǔ)存模量和損耗模量隨振蕩頻率的變化。動(dòng)態(tài)黏彈性測(cè)定條件：在應(yīng)變力0.5%條件下，25 mm平板，間隙1 mm，測(cè)試溫度25 ℃，振蕩頻率0.1～10 Hz，對(duì)樣品進(jìn)行振蕩掃描。

1.3.4 快速黏度分析

準(zhǔn)確稱(chēng)取3.0 g分別添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.50%蘆丁或槲皮素的小麥淀粉，與25 mL去離子水混合均勻，進(jìn)行淀粉黏度測(cè)定，過(guò)程參照GB/T 24853—2010《小麥、黑麥及其粉類(lèi)和淀粉糊化特性測(cè)定 快速粘度儀法》進(jìn)行測(cè)定。

1.3.5 凝膠強(qiáng)度和破裂距離

準(zhǔn)確稱(chēng)取6.0 g分別添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.15%、0.30%、0.45%、0.60%和0.75%蘆丁或槲皮素的小麥淀粉，溶于55 mL去離子水中，攪拌均勻后95 ℃水浴10 min，放置至室溫，采用P/5探頭，測(cè)前速率1 mm/s，測(cè)中速率0.5 mm/s，測(cè)后速率10 mm/s，位移15 mm，對(duì)淀粉凝膠進(jìn)行分析。

1.3.6 凝膠TPA特性

將質(zhì)構(gòu)儀設(shè)置為T(mén)PA模式，小麥淀粉凝膠處理方式同1.3.5節(jié)。第1次壓縮時(shí)的最大峰值代表硬度，第1次壓縮曲線(xiàn)達(dá)到零點(diǎn)到第2次壓縮曲線(xiàn)開(kāi)始之間的曲線(xiàn)的負(fù)面積代表黏性，2 次壓縮所做正功之比為黏聚性，第2次壓縮樣品恢復(fù)高度和第1次的壓縮變形量之比代表彈性。

1.3.7 蘆丁和槲皮素對(duì)小麥淀粉-碘復(fù)合物形成的影響

將1.5 g KI溶解在12.5 mL蒸餾水中，再加入0.635 g I2，用蒸餾水定容至50 mL。將溶液在4 ℃條件下避光儲(chǔ)存用作碘溶液。準(zhǔn)確稱(chēng)取50 mg添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.15%、0.30%、0.45%、0.60%和0.75%蘆丁或槲皮素的小麥淀粉，滴入9.0 mL濃度為1.0 mol/L的NaOH溶液和體積分?jǐn)?shù)95%乙醇溶液1.0 mL，定容至50 mL后放置30 min，分別取反應(yīng)液1.0 mL和碘液3.0 mL混合，放置10 min，于波長(zhǎng)620 nm處測(cè)吸光度。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

每次實(shí)驗(yàn)均進(jìn)行3 次平行，每個(gè)數(shù)據(jù)均為3 次平行實(shí)驗(yàn)的平均值，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)SPSS 16.0軟件分析，蘆丁和槲皮素對(duì)小麥淀粉特性的影響實(shí)驗(yàn)分析中采用最小顯著差異（P≤0.05）的方法。數(shù)據(jù)以±s表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 熱力學(xué)特性

圖1 添加0.25%蘆丁或槲皮素的小麥淀粉混合物的差示掃描量熱圖Fig. 1 DSC curves of wheat starch added with 0.25% rutin or quercetin

表1 添加0.25%蘆丁或槲皮素的小麥淀粉混合物的差示掃描量熱法分析結(jié)果Table 1 Retrogradation and gelatinization properties of wheat starch added with 0.25% rutin or quercetin

由表1可知，與對(duì)照組相比，在小麥淀粉中加入蘆丁或槲皮素后，糊化初始溫度、糊化峰值溫度和糊化最終溫度無(wú)顯著變化；在淀粉糊放置7 d后的測(cè)試中，蘆丁和槲皮素均顯著增大了小麥淀粉的老化焓值（分別增加了85.71%和85.71%）和老化度（分別增加了156.09%和93.24%），且槲皮素組的老化度小于蘆丁組。

淀粉在加入蘆丁或槲皮素前后，糊化溫度變化不顯著，表明糊化難度并未改變；老化度增加顯著，表明蘆丁和槲皮素加快了淀粉的老化速度。Guzar[4]和Wu Yue[12]等指出，茶多酚富含的羰基和羥基，可與淀粉分子的羥基通過(guò)范德華力和氫鍵誘導(dǎo)淀粉分子聚集，因此多酚能增加淀粉鏈與鏈之間的空間位阻，使分子的有序性重排降低，以此干擾了淀粉微晶束氫鍵的形成，進(jìn)一步延緩淀粉的老化。因此上述變化可能是蘆丁或槲皮素和小麥淀粉分子相互作用，對(duì)溶液酸堿度的改變和水分的重新分配[13-14]等共同影響的結(jié)果。

2.2 微觀(guān)結(jié)構(gòu)

圖2 蘆丁或槲皮素對(duì)小麥淀粉微觀(guān)結(jié)構(gòu)的影響Fig. 2 Effect of rutin or quercetin on the microstructure of wheat starch

有研究表明，槲皮素在絡(luò)合物中呈現(xiàn)的狀態(tài)為無(wú)定形晶體[15-17]，如圖2a、b所示，蘆丁呈現(xiàn)大小不一的粉狀，而槲皮素呈現(xiàn)針狀結(jié)晶。如圖2c～h所示，淀粉分子表面未發(fā)現(xiàn)明顯的粉狀物或針狀結(jié)晶，說(shuō)明蘆丁或槲皮素在和小麥淀粉共同糊化過(guò)程中可能發(fā)生了相互作用。相比于圖2c～e中小麥淀粉不再呈完整的片狀，而呈松散的絮狀，連接不再緊密，說(shuō)明蘆丁和槲皮素可抑制小麥淀粉糊化過(guò)程中的聚合，使糊化進(jìn)程減慢；且相比于圖2e，圖2d的片狀更加松散，說(shuō)明蘆丁更易抑制糊化進(jìn)程。相比于圖2f，圖2g和圖2h中小麥淀粉的基質(zhì)寬松度變差，硬塊程度增大，干燥過(guò)程中形成的網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)更加不明顯，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)組的小麥淀粉持水性變差，蘆丁或槲皮素促進(jìn)了小麥淀粉老化進(jìn)程；且相比于圖2h，圖2g的硬塊狀更密實(shí)，說(shuō)明蘆丁更易加速回生進(jìn)程。據(jù)報(bào)道，在儲(chǔ)存期間，具有持水能力的植物化學(xué)物質(zhì)分散在淀粉凝膠中，可抑制水的蒸發(fā)，進(jìn)而控制凝膠萎縮并幫助保持微觀(guān)結(jié)構(gòu)[18]，而蘆丁和槲皮素的非親水基團(tuán)，導(dǎo)致小麥淀粉糊化更加困難且老化速度加快。

2.3 動(dòng)態(tài)流變特性

圖3 添加0.50%蘆丁或槲皮素的小麥淀粉混合物的動(dòng)態(tài)流變掃描結(jié)果Fig. 3 Dynamic rheological curves of wheat starch added with 0.50%rutin or quercetin

由圖3可以看出，隨著掃描頻率的增加，添加蘆丁或槲皮素使小麥淀粉的儲(chǔ)存模量和損耗模量均降低，即彈性和黏性均降低，小麥凝膠體系變薄弱；且相比于蘆丁添加組，槲皮素添加組的儲(chǔ)存模量和損耗模量降低較少。儲(chǔ)存模量表示材料中貯存的能量或者表示在一個(gè)形變周期內(nèi)可恢復(fù)的能量，損耗模量指材料在發(fā)生形變時(shí)，由于不可逆的黏性形變而損耗的能量大小。由于黃酮的加入，小麥淀粉溶液電負(fù)性減弱，淀粉鏈之間的排斥作用減弱，進(jìn)而使得淀粉凝膠的結(jié)構(gòu)致密性、有序性降低[6,18]；其次，槲皮素和蘆丁由于其難溶于水的特性，可能與小麥淀粉中的直鏈淀粉或支鏈淀粉通過(guò)疏水作用結(jié)合到螺旋內(nèi)腔中，導(dǎo)致淀粉鏈之間交聯(lián)纏繞的機(jī)會(huì)減少，因此凝膠網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)度降低；最后，分散在水中的蘆丁或槲皮素吸附在小麥淀粉表面進(jìn)而抑制糊化過(guò)程中水分子進(jìn)入淀粉螺旋分子內(nèi)部[8]。

2.4 快速黏度分析

表2 添加不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)蘆丁或槲皮素的小麥淀粉的糊化特性Table 2 Pasting properties of wheat starch added with different concentrations of rutin or quercetin

由表2可知，小麥淀粉和蘆丁混合后，其峰值黏度、最低黏度、最終黏度和峰值時(shí)間分別降低5.56%、6.41%、3.28%和1.93%，回生值和成糊溫度分別升高3.36%和0.63%；小麥淀粉與槲皮素混合后，其峰值黏度、最低黏度、最終黏度和峰值時(shí)間分別降低18.10%、21.32%、14.22%和4.16%，回生值和成糊溫度分別升高0.52%和3.25%。這與文獻(xiàn)[18]的結(jié)果一致：一些植物化學(xué)提取物能顯著降低淀粉的最終黏度。峰值黏度反映小麥淀粉的分子間力，衰減值（即抗剪切和耐熱性能）反映淀粉糊的穩(wěn)定性，回生值則反映淀粉冷糊的穩(wěn)定性和老化趨勢(shì)[19]，表明蘆丁和槲皮素均減弱了小麥淀粉的分子間力，使淀粉糊穩(wěn)定性降低?？娿懙萚20]研究表明，禾谷類(lèi)淀粉的衰減值和易消化淀粉呈正相關(guān)關(guān)系，因此槲皮素使得小麥易消化淀粉顯著降低，對(duì)糖尿病人有利。由于植物多酚的濃度不同，化學(xué)組成不同，分子質(zhì)量不同以及結(jié)構(gòu)多樣性等，對(duì)小麥淀粉的糊化特性的影響也不同。相比蘆丁，槲皮素對(duì)小麥淀粉的峰值黏度、最低黏度、最終黏度、成糊溫度和峰值時(shí)間影響更顯著，蘆丁和槲皮素對(duì)小麥淀粉特性的影響不同，可能原因：1）槲皮素和蘆丁在淀粉鏈之間形成氫鍵的數(shù)量不同。與槲皮素相比，蘆丁結(jié)構(gòu)較大，平面性差，羥基較多，水溶性較強(qiáng)，因此蘆丁或作為架橋基團(tuán)，以氫鍵結(jié)合為主，在小麥淀粉鏈之間形成類(lèi)似架橋的結(jié)構(gòu)，使分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性發(fā)生變化，進(jìn)而影響小麥淀粉糊化老化等特性。而槲皮素分子更易進(jìn)入直鏈淀粉的螺旋型結(jié)構(gòu)中以疏水相互作用的方式存在。2）槲皮素和蘆丁對(duì)小麥淀粉體系中水分的影響不同。黃酮的羥基基團(tuán)與水分子作用形成少量氫鍵，阻礙了水分子運(yùn)動(dòng)，小麥淀粉鏈的活動(dòng)也會(huì)受到擠壓，蘆丁分子上較槲皮素更多的羥基會(huì)對(duì)自由水影響更多。3）蘆丁和槲皮素對(duì)小麥淀粉水溶液的酸堿度影響不同。蘆丁和槲皮素分子結(jié)構(gòu)中含有的酚羥基使溶液顯弱酸性，使得小麥淀粉溶液的電負(fù)性降低[21-22]，分子鏈之間排斥力降低，老化趨勢(shì)增強(qiáng)。在某種程度上，淀粉的糊化特性呈現(xiàn)對(duì)pH值的依賴(lài)性[23]，且Zhu Fan等[5,18]證明多酚類(lèi)物質(zhì)可以改變?nèi)芤旱膒H值和系統(tǒng)的離子強(qiáng)度。

2.5 凝膠強(qiáng)度和破裂距離的測(cè)定

淀粉凝膠是在溫度升高時(shí)，淀粉顆粒逐漸溶脹、破裂，直鏈淀粉從顆粒中逸出，彼此相互交聯(lián)而成。不同植物多酚通過(guò)與淀粉形成氫鍵、疏水鍵和范德華力，在不同程度上改變連續(xù)相的性質(zhì)和直鏈淀粉間的交互作用，從而改變凝膠質(zhì)構(gòu)[18]，其中凝膠質(zhì)構(gòu)可用凝膠強(qiáng)度和凝膠破裂距離表示。

圖4 添加不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)蘆丁或槲皮素的小麥淀粉的凝膠強(qiáng)度和破裂距離Fig. 4 Gel strength and rupture distance of wheat starch added with different concentrations of rutin or quercetin

由圖4可知，蘆丁使小麥淀粉凝膠強(qiáng)度增大（26.91%）顯著，破裂距離減?。?8.66%）顯著；槲皮素使小麥淀粉凝膠強(qiáng)度增大（50.25%）顯著，破裂距離減?。?2.01%）顯著。凝膠質(zhì)構(gòu)可以用淀粉凝膠受到壓迫時(shí)會(huì)逐漸引起變形，隨著壓力漸增，凝膠會(huì)發(fā)生破裂，此時(shí)探頭的下壓距離被稱(chēng)為凝膠破裂距離，該指標(biāo)反映凝膠的脆性和彈性，破裂距離越小，凝膠的彈性越差，脆性越好。小麥淀粉加入槲皮素和蘆丁后，其凝膠破裂距離均顯著減小，表示凝膠彈性變差。上述結(jié)果可歸因于小麥淀粉分子內(nèi)化學(xué)鍵、溶液酸堿性、自由水以及小麥淀粉分子粒徑的變化[12-13,24]。

2.6 凝膠質(zhì)構(gòu)特性的測(cè)定

表3 添加不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)蘆丁的小麥淀粉凝膠質(zhì)構(gòu)分析Table 3 Texture properties of wheat starch gels with different concentrations of rutin

表4 添加不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)槲皮素的小麥淀粉凝膠質(zhì)構(gòu)分析Table 4 Texture properties of wheat starch gels with different concentrations of quercetin

由表3可知，蘆丁使小麥淀粉的硬度降低44.60%、黏性降低60.79%、彈性降低2.94%以及黏聚性增加16.13%；由表4可知，槲皮素使小麥淀粉的硬度降低34.52%、黏性降低30.95%、彈性降低3.13%以及黏聚性增加16.13%。小麥淀粉凝膠的硬度、黏性和彈性顯著降低，黏聚性顯著增大。表明蘆丁或槲皮素的加入使得小麥淀粉凝膠口感更加柔軟，咀嚼時(shí)“橡膠”感減弱，同時(shí)，淀粉凝膠之間相互作用更強(qiáng)。產(chǎn)生上述結(jié)果的原因可解釋為：蘆丁或槲皮素與淀粉的相互作用會(huì)促進(jìn)淀粉分子聚集形成復(fù)合體，進(jìn)而阻礙直鏈淀粉的重排以及纏繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)的過(guò)程，使淀粉分子更易移動(dòng)[25]，而這種相互作用的主導(dǎo)因素之一可能與凝膠pH值的變化有關(guān)[26]。

2.7 蘆丁和槲皮素對(duì)小麥淀粉-碘復(fù)合物形成的影響

圖5 添加不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)蘆丁或槲皮素對(duì)小麥淀粉與碘形成復(fù)合物的影響Fig. 5 Effects of different concentrations of rutin or quercetin on the formation of wheat starch-iodine complexes

如圖5所示，蘆丁對(duì)小麥淀粉-碘復(fù)合物的形成影響不顯著，而槲皮素能顯著抑制該復(fù)合物的形成，且抑制作用隨質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加而增加，當(dāng)槲皮素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.75%時(shí)，小麥淀粉、碘和槲皮素混合液在波長(zhǎng)620 nm處的吸光度顯著降低14.29%，說(shuō)明槲皮素可能通過(guò)疏水相互作用，與小麥淀粉螺旋空腔結(jié)合，從而抑制淀粉-碘復(fù)合物的形成。

Wokadala等[27]指出：直鏈淀粉可與一系列小客體分子相互作用，可形成單一的、呈左手螺旋的V型直鏈淀粉包合物，且驅(qū)動(dòng)力是螺旋空腔內(nèi)的疏水性相互作用。據(jù)報(bào)道，蘆丁無(wú)法與高直鏈淀粉玉米淀粉形成V型包合物[28]，但Zhang Liming等[16]報(bào)道，槲皮素可與淀粉相互作用，形成新的晶體結(jié)構(gòu)。多酚或黃酮與淀粉空腔形成包合物可能與其分子大小，疏水能力強(qiáng)弱或直鏈淀粉螺旋空腔的尺寸等有關(guān)，由于蘆丁分子結(jié)構(gòu)中羥基較槲皮素多，疏水性更弱，且分子體積較槲皮素大，因而無(wú)法與淀粉形成相應(yīng)的包合物，抑制淀粉-碘復(fù)合物的形成的作用不顯著。Cohen[29]和Yang Liqun[30]等研究表明，酚類(lèi)化合物和直鏈淀粉螺旋的內(nèi)部腔絡(luò)合后具有耐洗滌特性，而那些未進(jìn)入空腔的酚類(lèi)則容易被洗掉，槲皮素進(jìn)入小麥淀粉螺旋空腔后的耐洗滌性，對(duì)淀粉類(lèi)食品品質(zhì)可能會(huì)產(chǎn)生重要影響。

3 結(jié) 論

加入蘆丁或槲皮素后，小麥淀粉的糊化初始溫度、糊化峰值溫度和糊化最終溫度無(wú)顯著變化，老化焓值分別增加85.71%和85.71%，老化度分別增加了156.09%和93.24%；蘆丁或槲皮素加快了老化進(jìn)程；添加蘆丁或槲皮素使小麥淀粉的儲(chǔ)存模量和損耗模量降低；蘆丁和槲皮素分別使小麥淀粉的峰值黏度減小5.56%和18.10%、最低黏度減小6.41%和21.32%、最終黏度減小3.28%和14.22%以及峰值時(shí)間減小1.93%和4.16%，回生值升高3.36%和0.52%，成糊溫度升高0.63%和3.25%；蘆丁和槲皮素分別使小麥淀粉的硬度降低44.60%和34.52%、黏性降低60.79%和30.95%、彈性降低2.94%和3.13%，黏聚性增加16.13%和16.13%；槲皮素能與小麥淀粉發(fā)生較強(qiáng)的相互作用，且能形成V型包合物。因此，蘆丁和槲皮素的加入能改善淀粉類(lèi)產(chǎn)品的品質(zhì)，也可作為一種提高抗性淀粉的物理改性方式。蘆丁或槲皮素與淀粉相互作用方式還有待于深入研究。

[1] SHAHIDI F, HO C. Phenolic compounds in foods and natural health products[M]. Washington: American Chemical Society, 2005: 1-8.DOI:10.1021/bk-2005-0909.

[2] 呂霞, 葉發(fā)銀, 劉嘉, 等. 膳食多酚對(duì)淀粉消化吸收的影響[J]. 中國(guó)糧油學(xué)報(bào), 2015, 30(6): 134-137. DOI:10.3969/j.issn.1003-0174.2015.06.027.

[3] SHEN W, XU Y, LU Y H. Inhibitory effects of citrus flavonoids on starch digestion and anti hyperglycemic effects in HepG2 cells[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2012, 60(38): 9609-9619.DOI:10.1021/jf3032556.

[4] GUZAR I. Effect of starch-polyphenol interactions on starch hydrolysis[D]. Guelph: Guelph University, 2012: 11-13.

[5] ZHU F. Interactions between starch and phenolic compound[J]. Trends in Food Science and Technology, 2015, 43(2): 129-143. DOI:10.1016/j.tifs.2015.02.003.

[6] CHAI Y W, WANG M Z, ZHANG G Y. Interaction between amylase and tea polyphenols modulates the postprandial glycemicresponse to high-amylose maize starch[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2013, 61(36): 8608-8615. DOI:10.1021/jf402821r.

[7] TAKAHAMA U, HIROTA S. Fatty acids, epicatechin-dimethylgallate,and rutin interact with buckwheat starch inhibiting its digestion by amylase: implications for the decrease in glycemic index by buckwheat flour[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2010, 58(23):12431-12439. DOI:10.1021/jf102313b.

[8] ZHANG H H, SUN B H, ZHANG S K, et al. Inhibition of wheat starch retrogradation by tea derivatives[J]. Carbohydrate Polymers,2015, 134: 413-417. DOI:10.1016/j.carbpol.2015.08.018.

[9] ZHU F, SAKULNAK R, WANG S. Effect of black tea on antioxidant, textural, and sensory properties of Chinese steamed bread[J]. Food Chemistry, 2016, 194: 1217-1223. DOI:10.1016/j.foodchen.2015.08.110.

[10] ZHU F. Chemical composition and health effects of tartary buckwheat[J]. Food Chemistry, 2016, 203: 231-245. DOI:10.1016/j.foodchem.2016.02.050.

[11] JUAN A, GIMENEZ B, HENRYK Z. Buckwheat as a functional food and its effects on health[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2015, 63(36): 7896-7913. DOI:10.1021/acs.jafc.5b02498.

[12] WU Y, LIN Q, CHEN Z, et al. The interaction between tea polyphenols and rice starch during gelatinization[J]. Food Science and Technology International, 2011, 17(6): 569-577. DOI:10.1177/1082013211399656.

[13] HAN H M, KOH B K. Effect of phenolic acids on the rheological properties and proteins of hard wheat flour dough and bread[J]. Journal of the Science of Food and Agriculture, 2011, 91(13): 2495-2499.DOI:10.1002/jsfa.4499.

[14] ZHU F, WANG Y J. Rheological and thermal properties of rice starch and rutin mixtures[J]. Food Research International, 2012, 49(2): 757-762. DOI:10.1016/j.foodres.2012.09.031.

[15] YANG Z G, AWUTI G, YI C, et al. Preparation and physicochemical characterization of quercetin-HP-β-CD inclusion complexes[J]. Journal of Chinese Pharmaceutical Sciences, 2006, 15(2): 69-75.

[16] ZHANG L M, YANG X, LI S, et al. Preparation, physicochemical characterization and in vitro digestibility on solid complex of maize starches with quercetin[J]. LWT-Food Science and Technology, 2011,44(3): 787-792. DOI:10.1016/j.lwt.2010.09.001.

[17] HUNG P V, PHAT N H, PHI N T L. Physicochemical properties and antioxidant capacity of debranched starch-ferulic acid complexes[J].Starch-St?rke, 2013, 65(5/6): 382-389. DOI:10.1002/star.201200168.

[18] ZHU F, CAI Y Z, SUN M, et al. Effect of phytochemical extracts on the pasting, thermal, and gelling properties of wheat starch[J]. Food Chemistry, 2009, 112(4): 919-923. DOI:10.1016/j.foodchem.2008.06.079.

[19] 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.

[20] 繆銘, 江波, 張濤. 淀粉的消化性能與RVA曲線(xiàn)特征值的相關(guān)性研究[J]. 食品科學(xué), 2009, 30(5): 16-19. DOI:10.3321/j.issn:1002-6630.2009.05.002.

[21] GUNARATNE A, CORKE H. Influence of prior acid treatment on acetylation of wheat, potato and maize starches[J]. Food Chemistry,2007, 105(3): 917-925. DOI:10.1016/j.foodchem.2007.04.042.

[22] GUNARATNE A, RANAWEERA S, CORKE H. Thermal, pasting,and gelling properties of wheat and potato starches in the presence of sucrose, glucose, glycerol, and hydroxypropyl beta-cyclodextrin[J].Carbohydrate Polymers, 2007, 70(1): 112-122. DOI:10.1016/j.carbpol.2007.03.011.

[23] BAO J, CORKE H. Pasting properties of gamma-irradiated rice starches as affected by pH[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2002, 50(2): 336-341. DOI:10.1021/jf010230c.

[24] 柴艷偉. 茶多酚對(duì)高直鏈淀玉米淀粉消化性的影響及機(jī)理[D].無(wú)錫: 江南大學(xué), 2013.

[25] 何財(cái)安, 張珍, 劉航, 等. 苦蕎多酚對(duì)苦蕎淀粉和小麥淀粉理化特性的影響[J]. 食品科學(xué), 2017, 38(9): 66-71. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201709011.

[26] ZHU F, WANG Y. Rheological and thermal properties of rice starch and rutin mixtures[J]. Food Research International, 2012, 49(2): 757-762. DOI:10.1016/j.foodres.2012.09.031.

[27] WOKADALA C O, SUPRAKAS S R, MOHAMMAD N E. V-amylose Structural characteristics, methods of preparation, significance, and potential applications[J]. Food Reviews International, 2012, 28(4):412-438. DOI:10.1080/87559129.2012.660718.

[28] ZHU F, WANG Y J. Characterization of modified high-amylose maize starch-α-naphthol complexes and their influence on rheological properties of wheat starch[J]. Food Chemistry, 2013, 138(1): 256-262.DOI:10.1016/j.foodchem.2012.09.097.

[29] COHEN R, SCHWARTZ B, PERI I, et al. Improving bioavailability and stability of genistein by complexation with high-amylose corn starch[J]. Journal of Agricultural & Food Chemistry, 2011, 59(14):7932-7938. DOI:10.1021/jf2013277.

[30] YANG L Q, ZHANG B F, YI J Z, et al. Preparation, characterization,and properties of amylose-ibuprofen inclusion complexes[J]. Starch-St?rke, 2013, 65(7/8): 593-602. DOI:10.1002/star.201200161.

Effects of Rutin and Quercetin on the Physicochemical Properties of Wheat Starch

REN Shuncheng, SUN Xiaosha
(National Engineering Laboratory of Wheat & Corn Further Processing, School of Food Science and Technology,Henan University of Technology, Zhengzhou 450001, China)

Changes in the thermal properties, microstructure, rheological properties, gelatinization properties and texture of wheat starch were examined in the presence of low-dose rutin or quercetin, as well as the effect of rutin and quercetin on wheat starch-iodine complex. It was found that the onset gelatinization temperature (T0), peak gelatinization temperature (TP)and gelatinization conclusion temperature (TC) of wheat starch did not change signif i cantly after adding rutin or quercetin.The retrogradation enthalpy (ΔH2) increased significantly by 85.71% and 85.71%, respectively, and the retrogradation degree (R) also increased signif i cantly by 156.09% and 93.24%, respectively. At the same time, electron microscopy showed that rutin and quercetin accelerated the retrogradation process, decreasing the storage modulus and loss modulus. Rapid visco analysis (RVA) results showed that rutin and quercetin decreased the peak viscosity of wheat starch by 5.56% and 18.10%, minimum viscosity by 6.41% and 21.32%, final viscosity by 3.28% and 14.22%, and peak time by 1.93% and 4.16%, and increased setback by 3.36% and 0.52%, and pasting temperature by 0.63% and 3.25%, respectively. Moreover,rutin and quercetin reduced the hardness of wheat starch by 44.60% and 34.52%, adhesiveness by 60.79% and 30.95%, and springiness by 2.94% and 3.13%, and increased cohesion by 16.13% and 16.13%, respectively. Quercetin could interact strongly with wheat starch, form V-type inclusion complex. In general, rutin and quercetin can signif i cantly inf l uence the physicochemical properties of wheat starch.

rutin; quercetin; wheat starch; physicochemical properties

10.7506/spkx1002-6630-201802005

TS201.2

A

1002-6630（2018）02-0025-06

任順成, 孫曉莎. 蘆丁和槲皮素對(duì)小麥淀粉理化特性的影響[J]. 食品科學(xué), 2018, 39(2): 25-30.

10.7506/spkx1002-6630-201802005. http://www.spkx.net.cn

REN Shuncheng, SUN Xiaosha. Effects of rutin and quercetin on the physicochemical properties of wheat starch[J]. Food Science,2018, 39(2): 25-30. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201802005. http://www.spkx.net.cn

2016-11-23

小麥和玉米深加工國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放課題（NL2016005）

任順成（1963—），男，教授，博士，研究方向?yàn)槭称窢I(yíng)養(yǎng)與功能食品。E-mail：scren@163.com