王存堂，高增明，姜辰昊，孔保華

（1.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150030；2.齊齊哈爾大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，黑龍江 齊齊哈爾 161006）

淀粉是一種可再生和降解的植物資源，在食品加工和飼料加工等領(lǐng)域被普遍使用[1]。玉米淀粉是來源最為廣泛、價(jià)格最為低廉的淀粉，因?yàn)槠渚哂休^好的流變和凝膠特性，通常被用作食品、化妝品等加工中的增稠劑、黏合劑、穩(wěn)定劑等[2]。蠟質(zhì)玉米淀粉（waxy corn starch，WCS），支鏈淀粉含量在95%以上，在食品加工業(yè)中被廣泛應(yīng)用，然而幾乎都需要加熱糊化后才能應(yīng)用[3]。但淀粉在糊化后放置容易回生，導(dǎo)致產(chǎn)品硬度增加、品質(zhì)劣變，貨架期縮短，在食品工業(yè)中的應(yīng)用受到限制[4]。為了克服這些缺點(diǎn)，可以通過化學(xué)（低聚糖類、乳化劑、親水性膠體以及植物多酚類物質(zhì)）、物理（高溫、高壓、輻射）的方式，使得淀粉結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而抑制淀粉回生程度，克服應(yīng)用時(shí)的缺陷，增加蠟質(zhì)玉米產(chǎn)品的附加值，適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展。

茶葉中富含的多酚類成分具有很好的生物活性，如抗氧化活性、抗菌活性等，是國家公認(rèn)的無毒多功能食品添加劑來源。茶葉中的多酚類物質(zhì)為水溶性單寧，主要包括兒茶素、表兒茶素、表兒茶素沒食子酸酯、表沒食子兒茶素、表沒食子兒茶素沒食子酸酯幾種單體[5]。在本研究中采用茶葉的乙醇提取物而不是水提物，主要為減少茶葉中水溶性成分如蛋白以及多糖對(duì)淀粉的影響。目前，已有部分關(guān)于植物多酚抑制淀粉回生及對(duì)淀粉消化性能影響的相關(guān)報(bào)道。例如，黑茶多酚提取物能顯著抑制WCS和不同水稻品種淀粉的回生，但對(duì)馬鈴薯淀粉的糊化和回生特性無明顯影響[6]，然而茶葉多酚提取物可顯著抑制大米、玉米和馬鈴薯淀粉的回生[7]。原花青素能夠抑制大米淀粉的老化[8]，阿魏酸能夠抑制WCS的老化[9]。然而茶葉多酚類物質(zhì)作為茶葉中的主要生物活性成分，其提取物對(duì)蠟質(zhì)WCS的理化性質(zhì)、回生及消化性能影響的綜合評(píng)價(jià)鮮見報(bào)道。因此，在本研究中，將茶葉乙醇提取物（ethanol extract of tea，EET）添加到WCS中，通過分析WCS的透光率、老化度、溶解度、膨脹度以及凝膠強(qiáng)度的變化，探討EET對(duì)WCS理化性質(zhì)的影響；采用差示掃描量熱儀（differential scanning calorimetry，DSC）測(cè)定其糊化和回生的熱力學(xué)性質(zhì)，X射線衍射（X-ray diffraction，XRD）儀測(cè)定其結(jié)晶結(jié)構(gòu)，紅外光譜測(cè)定1047/1022的比值，掃描電鏡測(cè)定其微觀結(jié)構(gòu)，綜合評(píng)價(jià)EET對(duì)WCS回生的抑制作用，同時(shí)分析了EET對(duì)WCS體外消化性能的影響。從而為茶多酚的廣泛應(yīng)用、WCS類產(chǎn)品的品質(zhì)控制以及相關(guān)功能性食品（抗性淀粉）的開發(fā)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鐵觀音 福建省安溪四進(jìn)有限公司；WCS（含水率14.32%） 市售；豬胰α-淀粉酶（20 000 U/mL）、糖化酶（100 000 U/g）、乙醇、無水醋酸鈉、冰醋酸、3,5-二硝基水楊酸、酒石酸鉀鈉、重苯酚、氫氧化鈉、亞硫酸鈉（以上均為分析純） 天津凱通化學(xué)試劑公司。

1.2 儀器與設(shè)備

YB-2500A多功能粉碎機(jī) 永康市速鋒工貿(mào)有限公司；RE-52AA旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器 上海亞榮生化儀器公司；2.5LfreezePrysystem真空冷凍干燥機(jī) 美國Labconco公司；C-LM型數(shù)顯式剪切力儀 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院；STA449F3同步熱分析儀 德國耐馳有限公司；Specdrum紅外光譜儀 美國PE公司；XRD儀 德國BRUKER-AXS有限公司；UV-5100紫外-可見分光光度計(jì)上海元析儀器有限公司；S-3400掃描電子顯微鏡 日本日立公司。

1.3 方法

1.3.1 EET的制備

稱取鐵觀音200 g進(jìn)行粉碎，加入400 mL 70%乙醇溶液室溫下浸提2 h后，離心取上清液。將沉淀再次進(jìn)行上述提取過程，合并2 次上清液。將合并后的上清液在50 ℃真空濃縮，再將濃縮液冷凍干燥即為EET（得率為14.35%，總酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)52.31%），將EET貯存于-20 ℃冰箱中備用。

1.3.2 回生WCS透光率測(cè)定

準(zhǔn)確稱量1.0 g WCS，分別加入占WCS質(zhì)量的0%、1.0%、2.5%、5.0%、10.0%的EET進(jìn)行混合，再加入100 mL蒸餾水配制成淀粉溶液，在90 ℃加熱30 min并不斷攪拌，冷卻到室溫，搖勻后在620 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度，并將樣品在4 ℃分別冷藏1、3、5、7 d后，將樣品搖勻在620 nm波長(zhǎng)處測(cè)定淀粉溶液的吸光度，根據(jù)朗伯比爾定律A=lg（1/T）計(jì)算透光率T[10]。

1.3.3 回生WCS老化度測(cè)定

取1.0 g WCS，分別加入占WCS質(zhì)量的0%、1.0%、2.5%、5.0%、10.0%的EET進(jìn)行混合，再加入25 mL蒸餾水配制成淀粉溶液，在90 ℃加熱30 min并不斷攪拌，冷卻到室溫，將其分裝到離心管中，并在4 ℃靜置冷藏1、3、5、7 d后，記錄上清液的體積。以上清液占淀粉糊總體積的百分比表征為淀粉的老化度[11]。

1.3.4 WCS溶解度、膨脹度測(cè)定

準(zhǔn)確稱量1.0 g WCS，分別加入占WCS質(zhì)量的0%、1.0%、2.5%、5.0%、10.0%的EET進(jìn)行混合，再加入25 mL蒸餾水配制成淀粉溶液，在90 ℃加熱30 min并不斷攪拌，冷卻到室溫，在4 000 r/min離心10 min，將上清液倒入培養(yǎng)皿中在水浴鍋上蒸干，并在105 ℃烘箱中烘干至質(zhì)量恒定。稱取被溶解淀粉的質(zhì)量記為A，淀粉總質(zhì)量1.0 g，記為W。按式（1）計(jì)算淀粉的溶解度S，離心管剩余淀粉糊的質(zhì)量計(jì)為P，按式（2）計(jì)算淀粉的膨脹度B[12]：

1.3.5 回生WCS凝膠強(qiáng)度測(cè)定

按照廖盧艷等[13]的方法并做修改。準(zhǔn)確稱量20 g WCS，分別加入占WCS質(zhì)量的0%、1.0%、2.5%、5.0%、10.0%的EET進(jìn)行混合，再加入25 mL蒸餾水配制成淀粉溶液，在90 ℃加熱30 min使其糊化，冷卻至室溫后，裝進(jìn)10 mL的注射器中冷卻，并在4 ℃冷藏1、3、5、7 d后，形成直徑為1.5 cm的圓柱形凝膠。測(cè)試前將凝膠倒出切成1.5 cm×2 cm的小圓柱形體在CL-M型剪切力儀上進(jìn)行凝膠強(qiáng)度測(cè)定，凝膠柱被切斷時(shí)所受的力（N）即為凝膠強(qiáng)度。N值越大，說明凝膠強(qiáng)度越大。

1.3.6 WCS回生樣品的制備

取WCS 10 g，分別加入占淀粉干質(zhì)量0%、1.0%、2.5%、5.0%、10.0%的EET混合，并加入20 mL水后在121 ℃糊化20 min。將糊化后樣品放入4 ℃冰箱內(nèi)分別貯存5、10、15 d后，將樣品凍干后研磨，過120 目篩后，備用。

1.3.7 糊化和回生WCS的熱力學(xué)性質(zhì)測(cè)定

采用DSC法對(duì)糊化和回生WCS的熱力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行測(cè)定[5]。分別添加0%、1.0%、2.5%、5.0%、10.0%的EET于WCS中。稱取2 mg EET-淀粉混合樣品加入PE坩堝中，按1∶2質(zhì)量比加入蒸餾水。將樣品密封后，在4 ℃放置平衡24 h。樣品平衡后在DSC上進(jìn)行糊化，條件是以10 ℃/min從30 ℃加熱到120 ℃，以空坩堝作參比，氮?dú)鉃檩d氣，流速為20 mL/min。從糊化曲線中確定出淀粉的糊化起始溫度To、峰值溫度Tp、終止溫度Tc和糊化焓值（ΔHg）。然后測(cè)定1.2.6節(jié)中回生EET-WCS樣品的To、Tp、Tc，和回生焓值（ΔHr），加熱條件與糊化條件相同，從回生曲線中確定并計(jì)算樣品的回生率DR（%），即相同EET添加量WCS的回生焓和糊化焓的比值，即DR/%=（ΔHr/ΔHg）×100。

1.3.8 回生WCS的紅外光譜測(cè)定

采用傅里葉紅外光譜儀對(duì)回生15 d的添加不同量EET-WCS樣品進(jìn)行測(cè)定[14]。準(zhǔn)確稱取1 mg樣品與150 mg KBr進(jìn)行混合，充分研磨壓片制樣，進(jìn)行紅外光譜掃描，測(cè)量范圍為4 000～400cm-1，掃描次數(shù)為16 次，分辨率4 cm-1。并通過所得數(shù)據(jù)計(jì)算1047/1022的比值間接代表回生程度的大小。

1.3.9 回生WCS的XRD射線衍射的測(cè)定

采用全自動(dòng)X射線衍射儀對(duì)回生15 d的WCS進(jìn)行晶型進(jìn)行掃描，采用銅靶測(cè)定[4]。條件電壓40 kV，衍射角的旋轉(zhuǎn)范圍為5°～30°，掃描速率為2.0°/min，步長(zhǎng)0.02°，結(jié)果用Origin 8.5進(jìn)行積分計(jì)算相對(duì)結(jié)晶度。

1.3.10 回生WCS顆粒電鏡掃描

對(duì)回生15 d添加不同量EET的WCS樣品進(jìn)行電鏡掃描。掃描電壓10.00 kV，電流64.0 μA。將不同的樣品做好記錄，平穩(wěn)地固定于直徑1.0 cm的樣品臺(tái)上，噴金鍍膜，在掃描電子顯微鏡下，分別用800、10 000的放大倍數(shù)、不同角度進(jìn)行觀察拍照[15]。

1.3.11 回生WCS體外消化能力測(cè)定

根據(jù)Englyst法進(jìn)行體外消化測(cè)試，分別配制含0%、1.0%、2.5%、5.0%、10.0% EET的WCS樣品，用離心管準(zhǔn)確稱取100 mg樣品，加入pH 5.2的醋酸鈉緩沖液25 mL，混勻后繼續(xù)加入5 mL豬胰腺α-淀粉酶（20 000 U/mL）和α-葡萄糖苷酶（10 000 U/mL）的混合酶溶液，加入玻璃珠2 顆并混勻，放置在恒溫（37 ℃）振蕩氣浴鍋中，在反應(yīng)第20、120分鐘時(shí)分別取出1 mL溶液，用5 mL 95%的乙醇進(jìn)行滅酶，1 500 r/min離心10 min，然后取上清液1 mL，加入2 mL DNS后沸水浴5 min，定容至15 mL，在520 nm波長(zhǎng)處測(cè)其吸光度。每個(gè)實(shí)驗(yàn)平行測(cè)定3 次。以葡萄糖為標(biāo)準(zhǔn)品，做標(biāo)準(zhǔn)曲線，方程式為y=1.613 4x-0.083 2，R2=0.999 1，根據(jù)葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算淀粉在第20分鐘和第120分鐘生成還原糖的含量[16]。

式中：G20為酶水解20 min后產(chǎn)生的葡萄糖含量/mg；FG為酶水解處理前淀粉中游離葡萄糖含量/mg；G120為酶水解120 min后產(chǎn)生的葡萄糖含量/mg；TS為樣品中總淀粉含量/mg。

1.4 數(shù)據(jù)處理

2 結(jié)果與分析

2.1 EET對(duì)WCS透光率的影響

淀粉的透光率代表了淀粉的凝沉能力，由于淀粉與水共熱的條件下，淀粉分子吸水膨脹，支鏈和直鏈分子不斷進(jìn)行交聯(lián)作用，交聯(lián)程度越大透光率越低，反之締合程度越小，透光率越高[11]。同時(shí)隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，淀粉回生程度的增加也會(huì)導(dǎo)致淀粉透光率下降。

圖 1 EET添加量對(duì)WCS回生過程中透光率的影響Fig. 1 Effect of added EET on the light transmittance of WCS during retrogradation

由圖1可知，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，添加不同量的EET淀粉的透光率逐漸下降。同時(shí)，添加EET促使WCS透光率顯著增加。當(dāng)EET添加量為2.5%，WCS透光率的增加值更高。在糊化WCS貯存第7天時(shí)，添加了EET的WCS透光率均顯著高于對(duì)照組樣品在第0天的透光率。此外，糊化WCS貯存至第7天時(shí)，與第1天相比，對(duì)照組WCS的透光度下降了76.94%，而EET添加量為2.5%的WCS透光率僅下降了34.97%，說明EET對(duì)WCS的透光率下降有很好的抑制效果。肖遙[16]研究發(fā)現(xiàn)，花青素、兒茶素、咖啡酸、綠原酸、沒食子酸、單寧酸、阿魏酸等可促使高直鏈淀粉糊的透光率下降，然而對(duì)蠟質(zhì)WCS，花青素和兒茶素可促使其透光率顯著增加，而咖啡酸、綠原酸、沒食子酸以及單寧酸對(duì)其透光率的影響不顯著，阿魏酸則導(dǎo)致蠟質(zhì)WCS透光率顯著下降。同時(shí)何財(cái)安等[10]研究也發(fā)現(xiàn)，苦蕎多酚的添加可使蕎麥淀粉和小麥淀粉的透光率顯著下降。由此可知，多酚類物質(zhì)對(duì)淀粉糊透光率的影響受到多酚結(jié)構(gòu)以及淀粉結(jié)構(gòu)的雙重影響，EET提取物中多酚類物質(zhì)的多羥基結(jié)構(gòu)可以阻礙淀粉分子之間的交聯(lián)，從而使得淀粉分子不能形成有序的排列，導(dǎo)致透光率的上升[9]。而過量的提取物除了與淀粉分子結(jié)合干擾其內(nèi)部重組，剩余的EET提取物則游離在淀粉糊的周圍阻礙了光線的傳遞，導(dǎo)致其透光率有所下降。

2.2 EET對(duì)WCS老化度的影響

淀粉的凝沉性可以用淀粉的持水能力大小表示。糊化后的淀粉分子在冷卻的過程中，分子與分子之間無序的狀態(tài)開始互相碰撞、結(jié)合，而在這個(gè)過程中同時(shí)伴隨著水分的析出而導(dǎo)致淀粉的持水能力下降。淀粉析出的水分越多，則說明淀粉的持水能力越小，表明淀粉的老化度增加[12]。由圖2可以看出，隨著回生時(shí)間的延長(zhǎng)，WCS的老化度也隨之增加。但是，EET的添加促使WCS老化度下降。與對(duì)照組相比，在不同的回生時(shí)間，EET添加量為2.5%的WCS老化度下降最大，說明添加EET對(duì)WCS的回生有抑制效果，且對(duì)WCS回生的抑制程度隨EET添加量的增加呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。此外，EET的添加對(duì)WCS老化速率也呈現(xiàn)出顯著的抑制效果，對(duì)照組樣品第1天的老化度為45.12%，而到第7天的老化度則上升至80.16%，老化度增加了77.78%；而添加2.5% EET的WCS樣品在回生7 d后的老化度僅上升了23.72%。Karim等[17]研究表明，淀粉和酚類化合物的相互作用是通過羥基形成的氫鍵結(jié)合。需要考慮的是，EET（主要是多酚）富含較多的羥基，這些羥基可能增加淀粉分子鏈與鏈之間的空間位阻，從而增加淀粉的持水能力，達(dá)到延緩WCS的老化的效果[18]。

圖 2 EET添加量對(duì)回生WCS凝沉性的影響Fig. 2 Effect of added EET on aging degree of WCS during retrogradation

2.3 EET對(duì)WCS溶解度、膨脹度的影響

淀粉的溶解度和膨脹度是淀粉與水在加熱的條件下最基本的物理性質(zhì)之一，可以通過溶解度和膨脹度的大小直觀判斷淀粉與水之間相互作用力的強(qiáng)弱。淀粉在常溫下不溶于水，但是淀粉在受熱時(shí)，直鏈淀粉析出和水分子不斷形成氫鍵，淀粉開始少量溶解，隨著加熱時(shí)間的延長(zhǎng)，未溶解的淀粉開始吸水膨脹，分子內(nèi)部的作用力不斷減小，膨脹度增大[14]。由圖3可知，EET的添加顯著增加了WCS糊的溶解度和膨脹度。與對(duì)照組相比，當(dāng)EET添加量為2.5%時(shí)，WCS糊溶解度和膨脹度分別增加了183.33%和62.07%。但當(dāng)EET添加量增大至5.0%、10.0%時(shí)，WCS糊溶解度和膨脹度的增加沒有顯著變化。這可能是因?yàn)镋ET中羥基基團(tuán)能夠進(jìn)入到淀粉分子的內(nèi)部從而產(chǎn)生一定的空間位阻，導(dǎo)致直鏈、支鏈淀粉不能重新聚合，從而暴露出更多的氫鍵與水結(jié)合，使淀粉糊的溶解度增大。同時(shí)多酚類物質(zhì)也阻礙了淀粉分子之間的聚合力，使其內(nèi)部結(jié)構(gòu)變得蓬松，從而膨脹度增大。但是過量的提取物會(huì)與淀粉分子競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合水，減少了淀粉分子與水的接觸，從而限制了WCS溶解度和膨脹度的增大[18]。

圖 3 EET添加量對(duì)WCS溶解度和膨脹度的影響Fig. 3 Effect of added EET added on solubility and swelling power of WCS

2.4 EET對(duì)回生WCS凝膠強(qiáng)度的影響

淀粉糊化后在冷卻的過程中，分子內(nèi)部相互交纏形成一個(gè)三維的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的凝膠狀態(tài)，其具有一定的強(qiáng)度[19]。淀粉類食物在貯存過程中，老化導(dǎo)致淀粉類食品的硬度增加，口感變差。因此硬度變化是淀粉類食物最主要的感官特性之一，因此也是淀粉類食品最重要的評(píng)價(jià)指標(biāo)。不同植物多酚通過與淀粉形成氫鍵、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，從而改變凝膠的質(zhì)構(gòu)特性[14]。

圖 4 EET添加量對(duì)WCS凝膠強(qiáng)度的影響Fig. 4 Effect of added EET on gel strength of WCS during retrogradation

從圖4可知，在貯存過程中，WCS凝膠的強(qiáng)度呈總體升高的趨勢(shì)，而且凝膠的強(qiáng)度隨著EET添加量的增加而降低。任順成等[12]研究發(fā)現(xiàn)，將蘆丁和槲皮素添加到小麥淀粉中，其凝膠強(qiáng)度顯著下降。吳麗晶等[20]研究也發(fā)現(xiàn)，將茶多酚添加到甘薯淀粉，其凝膠強(qiáng)度顯著下降，同時(shí)也抑制了回升過程中凝膠強(qiáng)度的增加速度。直鏈淀粉在糊化后的冷卻過程中迅速形成短程有序的半結(jié)晶結(jié)構(gòu)，這賦予了凝膠最初的強(qiáng)度。淀粉在回生過程中，支鏈淀粉以直鏈淀粉形成的短鏈且有序半結(jié)晶結(jié)構(gòu)為核心，逐漸通過分子間以及分子內(nèi)的氫鍵逐漸形成長(zhǎng)鏈且有序的結(jié)晶結(jié)構(gòu)[21]，引起WCS凝膠的強(qiáng)度逐漸增大。加入EET之后，多酚類成分通過氫鍵與淀粉相互作用，抑制了淀粉的結(jié)晶過程，從而降低了WCS凝膠的強(qiáng)度。此外，EET的添加，還抑制了WCS凝膠在回生過程中強(qiáng)度增加的速度。從第1天到第7天，對(duì)照組WCS的凝膠強(qiáng)度增加了約1 倍，而EET添加量為10%的樣品組的凝膠強(qiáng)度僅增加67.66%。說明加入EET（主要是多酚）之后，WCS的結(jié)晶過程被抑制，結(jié)晶所需要的時(shí)間更長(zhǎng)。

2.5 EET對(duì)WCS糊化和回生熱力學(xué)性質(zhì)的影響

淀粉的糊化焓值代表在與水共熱的條件下，解開淀粉分子中雙螺旋結(jié)構(gòu)能量的大小，其本質(zhì)是親水性的羥基基團(tuán)與支鏈淀粉的側(cè)鏈相互作用，并在不同程度上結(jié)合到淀粉顆粒的無定形區(qū)域，從而改變結(jié)晶區(qū)和無定形基質(zhì)之間的耦合能力[22]。

表 1 EET添加量對(duì)WCS糊化熱力學(xué)特性影響Table 1 Effect of added EET on gelatinization thermodynamic properties of WCS

如表1所示，添加EET的WCS與對(duì)照組相比，WCS的糊化溫度和ΔHg（糊化焓值）均顯著下降（P＜0.05），這說明添加EET后，WCS顆粒能夠在較低的溫度下發(fā)生膨脹糊化。這與Wu Yue等[5]研究的茶多酚對(duì)大米淀粉糊化焓值的影響結(jié)果相似，茶多酚含有較多的羥基，容易與淀粉的側(cè)鏈發(fā)生相互作用，并與淀粉的非結(jié)晶區(qū)域發(fā)生不同程度的結(jié)合，從而改變晶體與非晶體之間的耦合矩陣，使得淀粉在糊化時(shí)所需的能量減小。同時(shí)，隨著EET添加量的增加，WCS的糊化時(shí)的To（初始溫度）、Tp（峰值溫度）、Tc（終值溫度）均低于對(duì)照組，且呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢(shì)。

淀粉低溫貯藏的過程中淀粉分子通過氫鍵形成晶體聚合物，而回生焓值（ΔHr）則是這些重新聚合的晶體發(fā)生熔融所需要的能量值，所以可以使用ΔHr代表淀粉回生程度[23]。由表2可知，隨著回生時(shí)間的延長(zhǎng)，所有樣品的ΔHr和DR均呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，這說明淀粉重結(jié)晶熔融所需的能量增加、淀粉回生現(xiàn)象加劇。同時(shí)EET的添加對(duì)淀粉的ΔHr的影響也顯著，且隨著添加量的增加淀粉的ΔHr呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢(shì)。說明EET可以延緩淀粉的回生程度，這個(gè)結(jié)果與Xiao Huaxi等[6]研究發(fā)現(xiàn)茶多酚可降低大米淀粉老化焓值的結(jié)果相似，淀粉中的羥基易與淀粉中的羥基形成氫鍵，以此干擾淀粉多聚物鏈的結(jié)合，從而使得回生淀粉的重結(jié)晶在熔融時(shí)所需的能量下降。同時(shí)過量的EET可在淀粉表面形成水化層，使得淀粉外層不能直接與水進(jìn)行接觸，表現(xiàn)為吸熱焓值的增加[5]。此外，與對(duì)照組相比，添加2.5%的EET的WCS，在回生第5、10、15天時(shí)，其DR分別下降了24.72%、24.81%、10.23%，說明淀粉在回生后期，側(cè)鏈緩慢老化過程的累積效應(yīng)所致，同時(shí)促使EET對(duì)WCS回生的抑制效果減弱。

表 2 EET添加量對(duì)WCS回生熱力學(xué)特性及DR值的影響Table 2 Effect of added EET on regeneration thermodynamic properties and DR of WCS

2.6 EET對(duì)WCS紅外光譜的影響

紅外光譜法通過淀粉的分子結(jié)構(gòu)對(duì)紅外波長(zhǎng)的敏感程度的不同，從而對(duì)回生淀粉進(jìn)行定性分析，反映了淀粉在回生過程中分子內(nèi)部化學(xué)鍵的偏移變化[24]。如圖5所示，不同EET添加量的WCS，在回生15 d后，在3 400 cm-1有一個(gè)很強(qiáng)的吸收峰，代表著WCS分子中—OH締合作用。隨著EET添加量的增大，吸收峰逐漸向低波長(zhǎng)移動(dòng)，從3 442 cm-1移動(dòng)到3 410 cm-1，代表淀粉分子和EET中的氫鍵作用力不斷增強(qiáng)。在2 935 cm-1處的吸收峰代表著—CH2—伸縮振動(dòng)，在1 642 cm-1處是羰基C＝O的特征吸收峰，小于1 022 cm-1處，則是與葡萄糖分子吡喃環(huán)的彎曲振動(dòng)有關(guān)[25]。因此可以看出，當(dāng)?shù)矸叟cEET混合后，并沒有新的吸收峰出現(xiàn)，說明EET提取物與淀粉之間的作用只是氫鍵的互相締合，而不是產(chǎn)生新的化學(xué)基團(tuán)和淀粉分子之間相互作用。

圖 5 EET添加量對(duì)WCS紅外光譜的影響（回生15 d）Fig. 5 Effect of added EET on FTIR spectra of WCS retrograded for 15 days

淀粉在糊化后低溫貯存，由于其處于熱力學(xué)不穩(wěn)定狀態(tài)，無序的淀粉分子鏈重新定向排列、內(nèi)部水分逐漸喪失，從無序結(jié)構(gòu)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橛行蚪Y(jié)構(gòu)，促使淀粉回生程度逐漸越大[5]。Goodfellow等[26]通過對(duì)淀粉結(jié)構(gòu)分析指出可以用紅外光譜800～1 200 cm-1之間吸光度比值表征淀粉的短程有序性，其中1 022 cm-1處與淀粉無定形區(qū)域相關(guān)，而1 047 cm-1與淀粉有序程度相關(guān)，因此可以將吸收峰1047/1022處吸光度比值確定結(jié)晶區(qū)域的有序性，也即可以代表淀粉回生程度的大小。從表3可知，將EET加入WCS中，回生15 d后的1047/1022的比值均有所下降，淀粉的有序結(jié)構(gòu)程度下降，及EET可抑制WCS的回生程度。而添加2.5%的EET-WCS，其1047/1022吸光度的比值從空白對(duì)照組的1.27下降到了1.06，下降幅度較大，說明添加2.5%的EET對(duì)WCS回生有最佳的抑制效果。

表 3 EET添加量對(duì)1047/1022比值的影響（回生15 d）Table 3 Effect of added EET on 1047/1022 ratio of WCS retrograded for 15 days

2.7 EET對(duì)WCS的XRD射線衍射圖的影響

XRD分析測(cè)定的是不同EET添加量時(shí)WCS樣品在回生后的最終重結(jié)晶情況。而當(dāng)?shù)矸刍厣?5 d后，16.9°（2θ）處有很強(qiáng)的衍射峰，這是B-型結(jié)晶典型的特征[27]。

圖 6 EET添加量對(duì)回生WCS的XRD射線衍射圖的影響（回生15 d）Fig. 6 Effect of added EET on X-ray diffraction profile of WCS retrograded for 15 days

如圖6所示，當(dāng)添加不同量的EET后，淀粉回生樣品在16.9°（2θ）處的衍射強(qiáng)度均有所下降，說明EET的添加可有效抑制WCS的回生。這可能是由于EET（主要是多酚類物質(zhì)）含有大量的羥基，可以通過非共價(jià)相互作用與直鏈淀粉或者支鏈淀粉的部分分支之間發(fā)生相互作用，限制了淀粉分子之間的重結(jié)晶，從而抑制淀粉的回生過程[28]。

由表4可知，添加不同量的EET的淀粉相對(duì)結(jié)晶度均有所下降。與對(duì)照組相比，添加2.5%的EET的淀粉相對(duì)結(jié)晶度下降了42.64%，但是當(dāng)EET的添加量為5.0%和10.0%時(shí)，其相對(duì)結(jié)晶度僅僅分別下降了29.89%和22.23%。說明EET的添加量與WCS相對(duì)結(jié)晶度下降并沒有呈現(xiàn)濃度依賴關(guān)系，當(dāng)EET添加量為2.5%時(shí)可達(dá)到較好的抑制淀粉回生的效果。

表 4 EET添加量對(duì)WCS相對(duì)結(jié)晶度的影響（回生15 d）Table 4 Effect of added EET on relative crystallinity of WCS retrograded for 15 days

2.8 EET對(duì)回生WCS微觀結(jié)構(gòu)的影響

圖 7 EET對(duì)回生WCS微觀結(jié)構(gòu)的影響Fig. 7 Scanning electron micrograph images showing the influence of added EET on microstructure of WCS

由圖7a、c可以看出，在回生15 d后，對(duì)照組的WCS表面是不規(guī)則的粗糙多孔結(jié)構(gòu)。而加入2.5%的EET的淀粉表面結(jié)構(gòu)平整，粗糙度降低。這可能是由于冷藏條件下的回生WCS，在冷凍干燥時(shí)水分升華，對(duì)照組的不規(guī)則多孔結(jié)構(gòu)是由于孔洞內(nèi)水分損失造成的。而添加EET的淀粉分子的羥基與提取物中的含有大量羥基的多酚類物質(zhì)的羥基形成氫鍵，從而在冷凍升華干燥后仍然能夠保持較為光滑的表面形態(tài)[15]。

2.9 EET對(duì)WCS體外消化的影響

表 5 EET添加量對(duì)回生WCS體外消化的影響Table 5 Effect of added EET on in vitro digestive properties of retrograded WCS

由表5可知，隨著EET添加量的增加，使WCS中RDS含量下降，SDS和RS的含量增加，并呈現(xiàn)濃度依賴關(guān)系。當(dāng)EET添加量為5.0%時(shí)，與對(duì)照組相比，4 ℃回生5 d的WCS中的RDS下降了37.45%，SDS和RS分別增加了約2 倍和12 倍。此外，隨著回生時(shí)間的延長(zhǎng)，對(duì)照組WCS中的RDS含量下降較快，而隨著EET添加量增大，WCS中RDS的含量下降趨勢(shì)明顯減緩，這也說明EET的添加抑制了WCS的回生過程。這可能由于EET中多酚類物質(zhì)的多羥基結(jié)構(gòu)形成較多的氫鍵，同時(shí)淀粉的顆粒表面被多酚類物質(zhì)的多羥基結(jié)構(gòu)緊緊包圍，減少了酶對(duì)淀粉消化作用的表面積[29]。Sun Lijun等[30]認(rèn)為，多酚對(duì)淀粉體外消化的抑制作用，既有抑制α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶等關(guān)鍵消化酶的作用，也有多酚與淀粉相互作用的結(jié)果。因此，植物多酚類提取物或純多酚與淀粉的共存體系可為開發(fā)預(yù)防和治療II型糖尿病的替代品提供理論依據(jù)。

3 結(jié) 論

當(dāng)EET添加量為2.5%時(shí)，WCS的透光率、溶解度、膨脹度增加值最高而老化度下降最低。隨著EET的添加量的增加，WCS的凝膠強(qiáng)度逐漸下降。

當(dāng)EET添加量為2.5%時(shí)，WCS的糊化溫度下降最大，糊化焓值、回生淀粉的熔融溫度、回生焓值、DR、1047/1022的比值以及相對(duì)結(jié)晶度下降最大。EET的添加促使WCS回生淀粉表面微觀結(jié)構(gòu)較為平滑。

EET的加添，導(dǎo)致WCS的消化性能下降，使WCS中的RDS含量下降，SDS和RS的含量增加。