楊世雄，張 玲，張雪梅，李 雪，梁葉星，張歡歡，熊家艷，高飛虎

（1. 重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，重慶 401329；2. 重慶西南師范大學(xué)出版社有限公司，重慶 400716）

0 引言

糯玉米，又稱蠟質(zhì)玉米、粘苞米等，起源于中國，是西南地區(qū)種植的硬質(zhì)玉米發(fā)生了基因突變，經(jīng)過人工長期篩選逐漸出現(xiàn)了糯質(zhì)類型，屬于特種玉米[1]。糯玉米淀粉，區(qū)別于普通玉米淀粉最大不同是其含有的幾乎是支鏈淀粉，具有很好的凍融穩(wěn)定性、透明度高、不易老化等優(yōu)點，因而被廣泛應(yīng)用在食品中[2]。但是，未經(jīng)任何改性的糯玉米淀粉存在對溫度、pH 值和貯藏時間不穩(wěn)定性等缺點[3]。為了改變這種現(xiàn)狀和擴大其在食品工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用范圍，將糯玉米淀粉通過改性使其理化特性發(fā)生改變或賦予新的特性，從而克服其在應(yīng)用中的不足。與原淀粉相比，改性淀粉具有凍融穩(wěn)定性高、透明度高、溶解度高、凝膠性強、耐高溫、耐低溫等特性[4]。

速凍食品是指在-30 ℃或更低溫下，使食品在30 min 內(nèi)通過最大冰晶生成帶，冰晶粒子小于100 μm，中心溫度在-18 ℃以下并在此溫度的環(huán)境中貯藏、流通和銷售的一類冷凍食品[5]。近年來，消費者對速凍食品的需求日益增加，速凍食品越來越受到消費者及加工業(yè)者的青睞。然而速凍食品在運輸、儲存和消費過程中，都會面臨無法保證持續(xù)低溫冷藏條件，因溫度波動會導(dǎo)致產(chǎn)品口感變差、失水變硬等問題[6]。糯玉米改性淀粉因具有更好的凍融穩(wěn)定性、透明度及保水性等，在食品中工業(yè)中被得到廣泛的應(yīng)用。一般來說，速凍食品具有安全、營養(yǎng)、便捷、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點，尤其是在日本、美國及歐洲發(fā)展迅速，市場需求量很大[7]。

1 糯玉米淀粉的改性方法

改性淀粉是利用物理、化學(xué)或酶的方法來改變天然淀粉原有的性質(zhì)，通過引入取代基或?qū)⒃矸鄯肿忧袛?、重排、氧化等得到性質(zhì)有所改變或強化淀粉衍生物。按照淀粉改性方式的不同，可分為物理改性、化學(xué)改性、酶法改性和復(fù)合改性[8]。

常見淀粉改性方式見圖1。

圖1 常見淀粉改性方式

1.1 物理改性

物理改性是通過加熱、擠壓、輻射等物理方法使淀粉結(jié)構(gòu)和性質(zhì)發(fā)生變化，生成工業(yè)所需要的淀粉改性技術(shù)。通過物理改性生產(chǎn)的淀粉有預(yù)糊化淀粉、微細(xì)化淀粉、輻射處理淀粉及顆粒態(tài)冷水可溶淀粉等[9]。物理改性技術(shù)在生產(chǎn)食品工業(yè)所需淀粉時有著很大的優(yōu)越性，不僅沒有化學(xué)試劑的殘留，而產(chǎn)品的性質(zhì)也會得到明顯改善。物理改性技術(shù)主要包括加熱、輻射、微波和超聲波，主要用來改變淀粉的顆粒結(jié)構(gòu)和分子量等，從而提高淀粉的加工性能[10-12]。任瑞林等人[13]將糯玉米淀粉通過高靜壓改性后理化性質(zhì)發(fā)生了較大變化，尤其是通過600 MPa處理的高靜壓糯玉米淀粉具有明顯的高黏度且穩(wěn)定的優(yōu)點，在速凍食品中可以作為增稠劑、穩(wěn)定劑等。

1.2 化學(xué)改性

化學(xué)改性是通過化學(xué)試劑對原淀粉進(jìn)行處理，因結(jié)構(gòu)變化而引起其性質(zhì)的改變，從而達(dá)到應(yīng)用要求?？傮w上可把化學(xué)改性淀粉分為兩大類，一類是改性后淀粉的分子量降低，如酸解淀粉、氧化淀粉等；另一類是改性后淀粉的分子量增加，如交聯(lián)淀粉、酯化淀粉、醚化淀粉及接枝共聚淀粉等[14]。糯玉米經(jīng)過醚化處理得到羥丙基淀粉可以較大程度提高凍融穩(wěn)定性和透明度[15]，經(jīng)過酯化處理得到的乙酰化淀粉可以不同程度地改善凍融穩(wěn)定性[16]。周中凱等人[17]通過研究檸檬酸酯化對脫支糯玉米淀粉微球理化性質(zhì)的影響，結(jié)果表明糯玉米淀粉脫支處理后形成的脫支糯玉米淀粉微球檸檬酸酯化淀粉的抗消化和熱穩(wěn)定性能均有所提高。Shogren R L 等人[18]研究了糯玉米辛烯基琥珀酸淀粉酯中辛烯基琥珀酸基團(tuán)在糯玉米淀粉顆粒內(nèi)外的分布情況，為進(jìn)一步解釋辛烯基琥珀酸淀粉酯的結(jié)構(gòu)和物理特性之間的關(guān)系提供了依據(jù)。Zhu W 等人[19]研究發(fā)現(xiàn)，糯玉米淀粉經(jīng)辛烯基琥珀酸酯化改性后，辛烯基琥珀酸淀粉酯糊液的峰值黏度升高，凍融穩(wěn)定性得到改善。

1.3 酶法改性

酶法改性是通過酶解來改變淀粉分子的大小和結(jié)構(gòu)，不同的淀粉酶對淀粉的作用方式也不同，具有高度的專一性。主要依靠不同淀粉酶和改變處理條件獲取所需要的淀粉。以此改善淀粉的加工性能，提高淀粉營養(yǎng)價值，拓展其應(yīng)用領(lǐng)域。常用的淀粉酶有α - 淀粉酶、β - 淀粉酶和葡萄糖淀粉酶等。孫步云[20]通過α - 淀粉酶和堿性蛋白酶分步酶解改性，改善了玉米的糊化特性，玉米品質(zhì)得到明顯改善。肖云鵬等人[21]研究了酶解處理對糯玉米淀粉多層次結(jié)構(gòu)特性及熱性質(zhì)的影響，結(jié)果表明酶解處理可引起糯玉米淀粉顆粒結(jié)構(gòu)的改變、破壞結(jié)晶結(jié)構(gòu)層和無定型層，改變淀粉顆粒生長環(huán)結(jié)構(gòu)，降低結(jié)晶度，而且酶解過程可顯著降低淀粉顆粒粒徑。

1.4 復(fù)合改性

復(fù)合改性是采用2 種或2 種以上的改性處理方法而得到的淀粉，如醚化- 酯化淀粉、交聯(lián)- 酯淀粉、酯化- 氧化淀粉等。Zhou Y 等人[22]用物理改性和酶改性結(jié)合的方法制得秈稻抗性淀粉，結(jié)果表明復(fù)合改性后的淀粉改善了抗消化性能。Mirmoghtadaie L 等人[23]采用先交聯(lián)后乙酰酯化的改性方法處理燕麥原淀粉，并對得到的復(fù)合改性淀粉進(jìn)行理化性質(zhì)的研究。結(jié)果表明，復(fù)合改性淀粉的脫水縮合作用、溶脹系數(shù)及糊液的糊化溫度等都得到了改善。Deetae P 等人[24]對大米進(jìn)行了交聯(lián)- 磷酸復(fù)合改性后，改性后的淀粉糊液穩(wěn)定性和凍融穩(wěn)定性較單獨改性均有更進(jìn)一步的提高。

2 糯玉米改性淀粉在速凍食品中的應(yīng)用

隨著生活節(jié)奏的加快，很多人已習(xí)慣于食用簡單、快捷方便的食品。因此，近年來我國速凍食品行業(yè)的發(fā)展速度非?？欤谑称防洳睾瓦\輸過程中，由于自身升華的作用，會導(dǎo)致速凍食品的水分流失，進(jìn)而導(dǎo)致食品質(zhì)量和口感下降[25]。糯玉米改性淀粉在速凍食品中的重要作用是增稠、改善質(zhì)構(gòu)、抗老化和提高感官品質(zhì)等。例如，湯圓經(jīng)冷凍后皮易裂，更不能反復(fù)冷凍融化，在制作湯圓時加入適量的醚化糯玉米淀粉，便能有效避免湯圓皮破裂和淀粉回生，減少蒸煮時的糊湯現(xiàn)象，降低湯內(nèi)固形物含量。

2.1 在速凍餃子中的應(yīng)用

速凍餃子因為食用方便、快捷，同時又具備了傳統(tǒng)手工水餃的營養(yǎng)和風(fēng)味，深受人們的喜愛。糯玉米改性淀粉具有良好的凍融穩(wěn)定性和成膜性，但是速凍餃子在加工過程中由于技術(shù)、設(shè)備及工藝不成熟等會導(dǎo)致產(chǎn)品存在表皮凍裂、顏色加深、湯汁渾濁等問題[26]。糯玉米改性淀粉良好的凍融穩(wěn)定性和水溶性經(jīng)過水解之后，擁有較好的酸堿穩(wěn)定性，對速凍餃子的凍融穩(wěn)定性和透明度均有很大改善。辛志平[27]研究表明，加入羥丙基淀粉制成的餃子皮黃度低，表面更光亮，面筋網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)增強，貯存中的水分損失小。Lawal O S[28]研究發(fā)現(xiàn)醋酸酯淀粉可以讓面筋與淀粉顆粒結(jié)合得更好，有利于形成黏彈性和延伸性更好的面團(tuán)，在和面加入醋酸淀粉可以降低餃子的凍裂率。

2.2 在速凍湯圓中的應(yīng)用

速凍湯圓的發(fā)展極其迅速，是整個速凍食品行業(yè)中不可或缺的一部分，速凍湯圓在速凍食品中的比例占到5%～10%。速凍湯圓在有一定冷藏時間段內(nèi)能夠保證其產(chǎn)品的品質(zhì)，但隨著時間的延長，運輸、銷售過程中溫度的起伏變化等會造成湯圓的開裂、塌陷和水分損失等現(xiàn)象，進(jìn)而使得其口感變變差。改性后的糯玉米淀粉具有更好的黏度和透明度，且穩(wěn)定性也會增加，能夠有效增加湯圓的細(xì)膩程度和耐煮性質(zhì)。朱嬋嬋[29]研究發(fā)現(xiàn)羥丙基糯玉米淀粉能夠使湯圓質(zhì)地柔軟、黏聚性好，且具有優(yōu)良的保水性和凍融穩(wěn)定性，經(jīng)過反復(fù)多次凍融后糯米粉團(tuán)架構(gòu)緊密，沒有斷層現(xiàn)象。肖甚圣等人[30]研究了酯化糯玉米淀粉和預(yù)糊化糯玉米淀粉對糯米粉團(tuán)冷凍特性的影響，結(jié)果顯示添加1%預(yù)糊化糯玉米淀粉制成的粉團(tuán)冷凍特性最好。

2.3 在速凍肉丸中的應(yīng)用

速凍肉丸由于方便食用、美味可口，深受人們的青睞。但是，速凍肉丸在貯藏、運輸和銷售的過程中容易受到外界因素如溫度變化的影響，其品質(zhì)會發(fā)生較大變化，而添加糯玉米淀粉可以很好地維持肉丸品質(zhì)的穩(wěn)定性，同時賦予肉丸較佳的口感[31]。Serdaroglu M等人[32]研究發(fā)現(xiàn)，添加玉米淀粉和5%或10%的脂肪可提高肉丸的保水性。魏曉明等人[31]研究了糯玉米淀粉對速凍肉丸品質(zhì)的影響，結(jié)果表明添加6%的糯玉米淀粉可以很好地維持肉丸品質(zhì)的穩(wěn)定性，同時賦予肉丸較佳的口感。

2.4 其他

糯玉米改性淀粉因其在速凍食品中具有良好的凍融穩(wěn)定性和透明度，因此在其他速凍食品中被作為品質(zhì)改良劑也被經(jīng)常應(yīng)用。董凡晴等人[33]將羥丙基糯玉米淀粉添加至冷凍麻團(tuán)中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)當(dāng)添加3.1%的羥丙基糯玉米淀粉時，麻團(tuán)復(fù)熱后的脆性得到改善。此外糯玉米改性淀粉被應(yīng)用在冷凍面團(tuán)等其他速凍食品中已改善其品質(zhì)。

3 結(jié)語

糯玉米淀粉因其幾乎含有100%的支鏈淀粉而具有特殊的理化性質(zhì)和加工性能，尤其是在凍融穩(wěn)定特性、透明度和膨脹性方面具有特定的優(yōu)勢，其在速凍食品方面的應(yīng)用是其他淀粉難以替代的。國內(nèi)外學(xué)者對糯玉米淀粉的改性和應(yīng)用已經(jīng)進(jìn)行了大量的研究。但目前研究中仍然存在以下問題。

首先，生產(chǎn)上對糯玉米改性淀粉的制備方法還是以化學(xué)法為主，使改性淀粉中有一定的化學(xué)試劑殘留，在食品中應(yīng)用存在一定安全隱患；其次，多數(shù)研究主要集中改性淀粉得率、理化特性及應(yīng)用等方面，如通過添加凍融性穩(wěn)定較好的糯玉米改性淀粉來提升速凍食品的品質(zhì)，鮮有對改善過程中的機理進(jìn)行深入研究。因此，針對糯玉米淀粉在速凍食品中的應(yīng)用研究還存在一定的盲目性，在很大程度上阻礙了糯玉米改性淀粉在速凍食品中的應(yīng)用。

針對糯玉米改性淀粉在速凍食品中應(yīng)用存在的問題，今后的研究應(yīng)側(cè)重于以下幾個方面：①糯玉米改性淀粉的安全綠色制備工藝研究；②糯玉米改性淀粉凍融穩(wěn)定性與其他理化特性間的內(nèi)在影響關(guān)系；③糯玉米改性淀粉在改善速凍食品品質(zhì)過程中的機理分析，為糯玉米改性淀粉在速凍食品中的應(yīng)用提供理論支撐。