淀粉抗老化研究进展
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食品中淀粉老化机理的研究现状
唐定邦;姜建国;山长柱
【期刊名称】《中国食品工业》
【年(卷),期】2007(000)001
【摘要】近年来,国际上对食品中淀粉的结构与特性进行了诸多研究,这些研究逐步使淀粉的糊化和老化过程及机理越来越清晰。
在对比研究直链淀粉和支链淀粉糊化、老化的差异和淀粉糊化和老化的内部动力学因素,分析由老化引起的淀粉质食品品质的变化规律后,为食品品质的预测和控制、保藏和食品的加工提供了有效的保障和便捷,在食品行业有着重大的实际意义。
【总页数】2页(P36-37)
【作者】唐定邦;姜建国;山长柱
【作者单位】黄海粮油工业(山东)有限公司;黄海粮油工业(山东)有限公司;黄海粮油工业(山东)有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TS2
【相关文献】
1.变性淀粉在造纸、食品工业中的应用研究现状 [J], 刘彩芬
2.淀粉老化机理及影响因素的研究 [J], 孟祥艳
3.微波辐射对淀粉结构特性的影响及其在淀粉类食品加工中应用的研究进展 [J], 袁璐;胡婕伦;殷军艺
4.淀粉基水性异氰酸酯木材胶黏剂老化机理研究 [J], 时君友;王垚
5.淀粉的老化机理及抗老化研究 [J], 李慧娟;柴松敏
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淀粉老化的名词解释淀粉是一种常见的碳水化合物,在大米、小麦、马铃薯等许多食物中都存在。
然而,随着时间的推移,淀粉会发生老化的过程,这不仅影响了食物的质量,还可能对人体健康产生一定的影响。
本文将深入探讨淀粉老化的定义、原因以及其对食品和人体的影响。
一、淀粉老化的定义及过程淀粉老化指的是淀粉分子结构的逐渐变化和降解的过程。
淀粉由两种不同的多糖组成:支链淀粉和直链淀粉。
支链淀粉结构复杂,分支较多,更容易受到老化的影响。
而直链淀粉则相对稳定。
在淀粉分子老化过程中,支链淀粉的分支链不断缩短,分子链长度减少,最终形成的小分子可以被称为糊精。
淀粉老化的过程受到多种因素的影响,包括温度、湿度、pH值、储存条件以及存在于淀粉中的酶等。
一旦淀粉开始老化,其物理性质、营养价值和储存寿命都会发生改变。
二、淀粉老化的影响1. 食品品质变化淀粉是食物中的一个重要成分,其老化过程会导致食品的外观、口感和质地发生变化。
例如,在面包中,淀粉老化会导致面团变硬、口感变差,从而影响面包的风味和质量。
类似地,老化的淀粉也会影响米饭、面条等食品的口感和质地。
2. 营养价值降低淀粉老化还会导致食品中的淀粉变得难以消化吸收。
正常情况下,淀粉被酶分解为葡萄糖,以供身体吸收利用。
然而,老化的淀粉分子结构复杂,酶很难降解,导致葡萄糖的释放速度减慢。
这意味着食品中的淀粉可能无法被充分消化吸收,从而降低其提供能量的效果。
三、淀粉老化的原因1. 酶的影响淀粉老化过程中,存在于淀粉中的酶是一个重要的因素。
酶是一种生物催化剂,可以加速淀粉分子结构的降解和变化。
常见的淀粉酶包括淀粉酶和α-淀粉酶。
它们能够将淀粉分子中的化学键断裂,从而导致淀粉老化的发生。
2. 温度和湿度温度和湿度也是影响淀粉老化的重要因素。
较高的温度和湿度可以加速酶的活动,进而加快淀粉分子的降解过程。
因此,适宜的储存条件是延缓淀粉老化的关键。
通常情况下,干燥、低温的储存环境可以最大程度地减缓淀粉老化的速度。
第28卷 第2期2014年 5月齐 鲁 工 业 大 学 学 报JOURNALOFQILUUNIVERSITYOFTECHNOLOGYVol.28 No.2May. 2014收稿日期:2013-11-09基金项目:济南市科技计划项目(201102037);山东省高等学校科技计划项目(J11LC12)作者简介:张静静(1988-),女,山东省高密市人,齐鲁工业大学在读硕士研究生,研究方向:食品资源开发.倡通讯作者:崔波,男,教授,博士,研究方向:食品工程.E-mail:cuibopaper@163.com.文章编号:1004-4280(2014)02-0011-04变性淀粉在食品中的应用研究进展张静静1,梁 艳1,宫丽华2,崔 波1倡(1.齐鲁工业大学山东省轻工助剂重点实验室,山东济南250353;2.齐鲁工业大学校医院,山东济南250353)摘要:淀粉作为一种可再生的天然资源,已成为重要的工业原料。
由于原淀粉的许多固有性质(冷水不溶性,糊液在酸、热、剪切作用下不稳定)限定了淀粉的工业应用,人们根据淀粉的结构和理化性质开发了淀粉的变性技术,即变性淀粉。
随着变性淀粉诸多优良性质的显现,其在国内外食品行业的应用也越来越广泛。
本文介绍了变性淀粉的制备方法及应用领域,并对变性淀粉的发展做了展望。
关键词:变性淀粉;食品工业;应用;应用机理中图分类号:TS236.9 文献标识码:AAdvanceinresearchesonchemicallymodifiedstarchusedinfoodZHANGJing-jing1,LIANGYan1,GONGLi-hua2,CUIBo1倡(1.ShandongProvincialKeyLaboratoryofFineChemicals,QiluUniversityofTechnology,Jinan250353,China;2.QiluUniversityofTechnologyHospital,Jinan250353,China)Abstract:Starchhasbecomeakindofimportantindustrialrawmaterialasrenewablenaturalresources.Becausemanyinherentqualitiesoftheoriginalstarch(infusibilityincoldwater,instabilityofpasteliquidinacid,heatandshearingaction)limititsindustrialapplication.Sopeopledevelopedmodifiedtechnologyaccordingtothestarchstructureandphysicalandchemicalproperties,namedmodifiedstarch.Withmanygoodpropertiesofthemodifiedstarch,itsapplicationinfoodindustryisbecomingmoreandmorewidelyathomeandabroad.Thispaperintroducespreparationmethodsofmodifiedstarch,domain,andprospectsthedevelopmentofmodifiedstarch.Keywords:Modifiedstarch;foodindustry;application;applicationmechanism0 引言在植物中,淀粉在组织发育良好的颗粒中以储备碳水化合物的形式存在,但它不溶于冷水(维尔茨1986)。
防止淀粉老化的措施淀粉是一种常见的多糖类化合物,广泛应用于食品、药物、纸浆和纺织品等多个领域。
然而,淀粉在长期储存或暴露于湿度和温度变化的环境下容易发生老化现象。
淀粉老化会导致食品口感变硬、纸张易碎以及药物效力下降等问题。
因此,为了避免淀粉老化,我们可以采取一些措施。
1. 使用添加剂添加剂可以有效延缓淀粉老化过程。
一种常见的添加剂是抗老化剂,如抗坏血酸和硫酸亚铁等。
这些抗老化剂能够抑制淀粉的氧化反应,减缓老化速度。
在食品工业中,添加剂已经被广泛用于防止淀粉老化,维持食品的质量和口感。
2. 控制湿度湿度是淀粉老化的重要因素之一。
在高湿度环境下,淀粉颗粒吸收水分,膨胀并失去结晶性,从而导致老化。
因此,要防止淀粉老化,必须控制存储环境的湿度。
通常,淀粉应存放在相对湿度低于60%的干燥环境中,以保持其质量和长期储存的稳定性。
3. 控制温度温度是淀粉老化的另一个重要因素。
高温会加速淀粉的分解和氧化过程,促使淀粉老化。
因此,要有效地防止淀粉老化,必须控制存储环境的温度。
通常,淀粉的存储温度应低于30摄氏度,甚至更低,以减缓淀粉老化速度。
4. 包装和密封适当的包装和密封可有效保护淀粉免受湿度和氧气的影响,从而延缓淀粉老化。
在食品工业中,常用的包装材料包括塑料袋、密封罐和铝箔袋等。
这些包装材料具有良好的防潮和氧气屏障性能,能够保持淀粉的干燥和稳定。
5. 适当的处理和储存淀粉在加工过程中也可能会发生老化。
适当的淀粉处理方法和储存条件可以有效延缓淀粉老化。
在加工过程中,要避免过度加热或反复加工,以减少淀粉分子的破坏。
在储存过程中,要选择适当的容器和储存方式,避免阳光直射、高温和潮湿环境。
6. 定期检测和监控定期检测和监控淀粉的质量和稳定性是防止淀粉老化的重要步骤。
通过检测淀粉中的水分、氧化物含量和颗粒大小等指标,可以及时发现淀粉老化的迹象,并采取相应的措施进行调整和保护。
综上所述,防止淀粉老化需要综合考虑多方面的因素,如添加剂的使用、湿度和温度的控制、适当的包装和密封、合理的处理和储存方法,以及定期检测和监控等。
大米淀粉的性质及开发前景一、大米淀粉理化性质及功能特性大米淀粉颗粒较小,在3~8卩m之间,颗粒度均一,呈多角形。
由于大米淀粉颗粒和均质后的脂肪球具有几乎相同的尺寸,质构非常柔滑似奶油,具有脂肪的口感,且容易涂抹开。
蜡质米淀粉除了有类似脂肪的性质外,还具有极好的冷冻-- 解冻稳定性,可防止冷冻过程中的脱水收缩。
此外,大米淀粉还具有低过敏的特性以及很好的可消化性,消化率高达98%~ 100%,可应用于婴儿食品和其它一些特殊食品中。
大米淀粉为高结晶性淀粉,属于A 型衍射图谱;当大米淀粉在偏振光下观察,具有双折射现象,淀粉颗粒在光学显微镜图示偏光十字;大米淀粉颗粒具有渗透性,水和溶液能够自由渗入颗粒内部。
淀粉颗粒内部有结晶和无定形区域,后者有较高的渗透性,化学反应主要发生在此区域;大米淀粉的水吸收率和溶解度在60~80C间缓缓上升,在90~95C间急剧上升;大米淀粉粒不溶于一般有机溶剂,能溶于二甲亚砜和二甲亚酰胺,淀粉结构之紧密程度与酶之溶解度呈负相关;水结合力的强弱与淀粉颗粒结构的致密程度有关。
籼米和粳米水结合力一般为107%~120%,而糯米则较高,可达128%~129%;米粒外层部分的淀粉粒径较中心部分淀粉的小0.5~1.5um 。
直链淀粉含量比中心部分低20%~30%。
外层部分的淀粉含有较多的络合蛋白质,而含结合脂类较少。
外层淀粉含油酸、亚油酸较多, 而含十四烷酸、棕榈酸则较少。
大米淀粉中直链淀粉含量分布较广,能生产出不同直链淀粉含量的普通大米淀粉和直链淀粉含量相当低(小于2%)的蜡质大米淀粉。
普通大米淀粉和蜡质大米淀粉的主要区别在于淀粉胶的特性和温度稳定性(包括热稳定性和冻熔稳定性)。
蜡质大米淀粉具有优于其它非蜡质和蜡质淀粉的冻熔稳定性。
在一项研究中发现,干基含量5 %的蜡质大米淀粉糊经过20 个冻熔周期不会发生脱水收缩,相比之下,蜡质玉米淀粉或蜡质高粱淀粉仅在3个冻熔周期内表现稳定,玉米淀粉在一个冻熔周期后会出现脱水收缩。
淀粉的老化:淀粉溶液经缓慢冷却或淀粉凝胶经长期放置,会变为不透明甚至产生沉淀的现象,被称为淀粉的老化,实质是糊化后的分子又自动排列成序,形成高度致密的,结晶化的,不溶解性分子微束。
美拉德反应:食品中的还原糖(主要是葡萄糖)的羰基同游离氨基酸或蛋白质分子中氨基酸残基之间的化学反应,又叫羰氨反应,会引起食物的褐变。
油脂的氢化:油脂中不饱和脂肪酸在催化剂(通常用金属镍)作用下在不饱和双键上加氢,从而把在室温下液态的油变成固态的酯,这个过程叫做氢化。
同质多相:化学组成相同而晶体结构不同的一类化合物,但熔化时可产生相同的液相。
食品风味化学:研究食品风味成分的风味,分析方法,生成途径及在贮藏和加工中变化的科学。
夏伦贝格尔的AH/B理论:该理论认为,风味单位是由共价结合的氢键键合质子和位置距离质子大约3A的电负性轨道产生的结合,化合物分子中有相邻的电负性原子是产生甜味的必须条件,其中一个原子还必须具有氢键键合的质子,氧,氮,氯原子在甜味分子中可以起到这个作用,羟基氧原子可以在分子中作为AH或B。
淀粉的糊化:淀粉粒在适当温度下,在水中溶胀分裂形成均匀糊状溶液的过程,其本质是微观结构从有序转化为无序。
同质多晶:具有相同的化学组成,具有相同的晶体形态,融化时具有相同液相的现象。
风味:是人以口腔为主的感觉器官对食品产生的综合感觉(嗅觉,味觉,视觉及触觉)。
滞后现象:采用回吸的方法描制的MSI和采用解吸的方法绘制的MSI并不互相重叠的现象。
脂肪的同质多晶:指化学组成,相同的脂肪具有相同的晶型,主要是∂β和βγ型,但熔化时具有相同的液相。
食品化学:从化学角度和分子水平研究食品组成特性及其在加工贮藏中的变化的科学。
AW:同温度下食品中的水蒸气分压与纯水蒸气压之比。
阈值:是由总体中个体代表所决定的,在一个规定的介质中,将选定的风味物质配成一系列浓度,然后由风味感官评价人员感觉其最低浓度,最后根据评论小组中一半评审员所能感觉到的这种化合物的最低浓度范围称之为阈值。
简述淀粉老化的原因,如何控制淀粉的老化?日常生活中凉的馒头、米饭放置一段时间后会变得硬和干缩;凉粉变得硬而不透明;年糕等糯米制品粘糯性变差,这些都是淀粉的老化所致。
含淀粉的粮食经加工成熟,是将淀粉糊化,而糊化了的淀粉在室温或低于室温的条件下慢慢地冷却,经过一段时间,变得不透明,甚至凝结沉淀,这种现象称为淀粉的老化,俗称"淀粉的返生"。
"老化"是"糊化"的逆过程,"老化"过程的实质是:在糊化过程中,已经溶解膨胀的淀粉分子重新排列组合,形成一种类似天然淀粉结构的物质。
值得注意的是:淀粉老化的过程是不可逆的,比如生米煮成熟饭后,不可能再恢复成原来的生米。
老化后的淀粉,不仅口感变差,消化吸收率也随之降低。
米煮成熟饭后,不可能再恢复成原来的生米。
老化后的淀粉,不仅口感变差,消化吸收率也随之降低。
淀粉的老化首先与淀粉的组成密切相关,含直链淀粉多的淀粉易老化,不易糊化;含支链淀粉多的淀粉易糊化不易老化。
玉米淀粉、小麦淀粉易老化,糯米淀粉老化速度缓慢。
食物中淀粉含水量30%~60%时易老化;含水量小于10%时不易老化。
面包含水30%~40%,馒头含水44%,米饭含水60%~70%,它们的含水量都在淀粉易发生老化反应的范围内,冷却后容易发生返生现象。
食物的贮存温度也与淀粉老化的速度有关,一般淀粉变性老化最适宜的温度是2~10℃,贮存温度高于60℃或低于-20℃时都不会发生淀粉的老化现象。
烹调中还采用降低水分含量和低温贮藏淀粉制品的办法延缓和阻止淀粉的老化。
需贮存的馒头、面包、凉粉、米饭等,不宜存放在冰箱保鲜室。
因为保鲜室的温度恰好是淀粉变性老化最适宜的温度,最好把它们放入冷冻室速冻起来,就可以阻止这些食品中淀粉的老化,使之仍保持糊化后的α-型状态。
加热后再食用口感如初、香馨松软。
食品工业中将刚刚糊化的淀粉迅速骤冷脱水,或在80℃以上迅速脱水制作方便面、方便粥,这种食品吃时再复水贮存时不会发生老化现象。
D0I:10.13995/j.ski.11-1802/te.018256馒头保鲜技术研究进展韩昊天,李向阳,吴澎*(山东农业大学食品学院,山东省高校食品加工技术与质量控制重点实验室,山东泰安,271018)摘要馒头作为我国主要的日常主食之一,在人F的饮食中具有不可替代的地位&馒头老化或变质后,口感会变差,营养价值降低,因此馒头的保鲜成为人F日益关注的问题。
目前馒头保鲜主要有抗老化、抑菌和风味保持3个方面:通过添加保鲜剂的应用和抗老化物质的添加来抑制淀粉的老化;运用物理、化学及生物方法抑制微生物对馒头的污染;改良制作工艺对馒头的风味进行改善和保持&该文总结分析了馒头保鲜技术的研究进展及发展趋势,指出存在的问题,提出了合理化建议,为今后馒头保鲜技术的发展提供理论参考&馒头不仅是我国北方地区的传统主食,也是部分南喜爱的食品之一,拥久的,在日常生活饮食中具有重要地位。
当今社会迅速,馒头的制作也由传统的手工业向工业化生变,伴随生产速度的加快,保存短、常温储藏易发霉、易老化等保鲜问题成为制约馒头工业化生产的瓶颈⑴。
馒头老化后风味变差,营养价值降低,霉后存在全隐患%,馒头如何保为亟待解决的问题,馒头的保鲜技术也成为很多学者们共同探讨的话题%目前馒头的保鲜技术主要从淀粉的抗老化、抑制微生物污染保持馒头风味3个方面展开。
1抗老化的机理研究与应用老化是指淀粉质食物在成熟之后随着时间的推移而发生的由软变硬、组织松散、风味口感变差的一变化(2),老化的过程,再变回原来的%馒头的老化主由淀粉老化的,因此,探究淀粉的抗老化机理何抑制淀粉的老化就显为重要%1.1老化的机理淀粉在化后,已经溶解膨胀的淀粉分子重新排,形成一似天然淀粉结构的物质,这就是淀粉的老化%馒头中的淀粉老化后会使馒头变硬,,而且会使消化吸收率降低,对其营第一作者:硕士研究生(吴澎副教授为通讯作者,E-mail:wu-penggu ai@)%基金项目:,十三五-国家重点研发计划课题大宗油料适度加工与综合利用技术及智能装备研发与示范(2016YFD0401400)收稿日期:2018-07-11,改回日期:2018-12-03养价值产生不利的影响。
淀粉抗老化研究进展 杨龙 (青岛农业大学,食品科学与工程学院,山东,青岛,266109)
摘要:淀粉的老化是现如今困扰世界的科学难题,目前抗老化的方法主要有淀粉酶法和生物化学法,本文分析总结了现在国内外淀粉抗老化的方法及成果,较全面的总结了生物酶、乳化剂、 亲水性胶体、海藻糖、硫酸钠、蛋白质、脂质等物质,高静水压处理、pH、水分含量等因素的抗回生作用,从而便于对各种方法进行比较,得出最好的方法,对今后的研究有一定的指导意义。 关键词:淀粉 抗老化 研究进展
The Development of Starch Anti-retrogradation
Yanglong College of Food Science and Engineering, Master of Food Science Qingdao Agricultural University 266109,Qingdao,Shandong,China Abstract: Starch retrogradation is a scientific problem which perplexes the world. N- owadays, amylase method and biochemistry methods are the main ideas for anti-retro- gradation. The methods and achievement of anti-retrogradation researched at home a- nd abroad was analyzed and summarized in this paper. The materials of enzymes, em- ulsifiers, hydrophilic colloids, trehalose, sodium sulphate, protein, lipid and influenci- ng factors of High Hydrostatic Pressure, pH and the amount of water were also sum- marized, and then, by comparisom, the best mothod, as the guide for the later reseach, was put forward. Keywords: Starch Anti-retrogradation Biological Enzyme 新制作的谷物食品,如面包、馒头、蛋糕等,都具有内部组织结构松软、有弹性、口感良好的特点,但经过完全糊化的淀粉,在较低温度下自然冷却或缓慢脱水干燥,就会使已破坏的淀粉分子氢键发生再度结合,胶体发生析水使部分分子重新变成有序排列,结晶沉淀,这种现象被称为淀粉的回生。回生淀粉难以复水,因此蒸煮熟后的馒头、米饭、米粉焙烤的面包等放置一段时间会变硬而难以消化吸收,从而使食品的质构与消化性劣化[1]。世界上每年都因老化问题浪费大量的粮食。随着人们生活节奏的加快及主食工业化的趋势,延长食品的货架期显得尤为迫切,因而如何使食品长时间保持优良的食用性能成为越来越多的人关注的焦点。大量实验事实表明,谷物食品的老化主要是由于淀粉的老化引起的,有效的解决了淀粉老化问题,谷物食品的老化问题也就迎刃而解。本文就将对现在国内外的淀粉抗回生的方法进行总结。 1 淀粉的理化特性 淀粉是植物在生长过程中贮备的营养物质,是谷物籽粒最基本的成分之一,占干基总重的50%~80%不等。从化学组成来看,淀粉是由众多葡萄糖残基单元组成的多糖,分子量从几万至几百万,按分子结构不同可分为直链淀粉和支链淀粉。 1.1 直链淀粉 直链淀粉的分子并不是完全伸直的,根据X-衍射分析表明,它具有次级结构,即是说由于分子内氢键的关系,使分子链卷曲成螺旋状,估计每六个葡萄糖残基组成螺旋的一个节距。 2.2支链淀粉 支链淀粉分子具有高度的支叉结构,其分子中有主链,其上分出分支,各个葡萄糖残基之间均以α-D-(1,4)-糖苷键相连接,但在分支上有以α-D-(1,6)-糖苷键相连接的葡萄糖残基。主链中每隔6~9个葡萄糖残基就有一个分支,每个分支含有约15~18个葡萄糖残基,平均每24~30个葡萄糖残基就有一个非还原性尾端,整个分子形成一个巨大的网络结构[2]。 3 淀粉抗老化途径 回生是直链淀粉及支链淀粉的直线部分趋向于平行排列,从无定形态回复到结晶体,这样会使体系能量最低,更加稳定。这种趋于平行排列的趋势是一系列老化现象的直接内在推动力。回生的过程就是随着分子重新排列的进行,淀粉糊化后的胶体结构被破坏,吸水能力下降,水分析出。回生的结果就是水分散失,淀粉链重新由无定形态变为晶体,回生后的淀粉粘度降低,硬度升高,使得食品的品质急剧下降,失去实用价值。目前对于淀粉回生的研究很多,所得出的抗回生方法亦很多。从某种意义上说,已糊化淀粉的回生趋势是很难避免的,但是在清楚了解淀粉的回生机理之后,就能够充分利用这些机理,采用有效措施来延缓淀粉老化,将由淀粉回生带来的不良影响降至最低。目前利用以下几种方法来解决淀粉回生问题,取得了就较为满意的效果。 3.1 生物酶 目前食品工业一般不采用化学方法,而广泛地采用食品添加剂如海藻糖、亲水性胶体、乳化剂、多糖类、低聚糖、食用胶类等,防止各种淀粉的老化[3]。尽管这些添加剂对淀粉的回生有很明显的抑制作用,然而,它们一般只可以延长 5~30d,远远达不到人们所希望的效果。生物酶法是一种很好的抑制淀粉回生的方法,通过在馒头、面包和米粉等的制作过程中添加淀粉酶,可有效延长米面制品的保鲜时间,是一种较具有前途的方法[4]。 研究表明,直链淀粉分子长短及直、支链的比例与回生速率呈高度相关[5]。因此,我们可以利用淀粉酶,对淀粉进行一定程度地降解,通过改变链长,增强分子链排列的无序性来延缓回生,具有良好的应用效果。效果较明显的有以下几种淀粉酶: 3.1.1 α-淀粉酶 淀粉酶是一种内切酶,以随机的方式从淀粉分子内部水解α-1,4-糖苷键,从而改变直链淀粉及支链淀粉直线性侧链的聚合度,使淀粉水解产生可溶性糊精。而这种糊精的含量与食品的老化速率的下降呈正相关[5],其错综复杂的排列方式可有效干扰淀粉的结晶。但过量的糊精会使面包馒头等食品瓤心发粘,影响口感,加酶量过大时还会出现塌架问题。因此在应用中应将淀粉酶的添加量与其耐热程度、口感等方面综合考虑[6]。 3.1.2 β-淀粉酶 β-淀粉酶是一种端切酶,可以从淀粉分子的非还原端开始,依次切下两个葡萄糖单位,即一个麦芽糖分子,从而缩短直链淀粉及支链淀粉直线分支的长度,减少其重结晶趋势。木俣六司研究β-淀粉酶对米饭回生的影响后表明淀粉酶可以显著抑制米饭的回生硬化[7]。孙庆杰等人利用β-淀粉酶抑制米粉的回生,生产的保鲜米制品1年内不回生,在分子水平上解决了米制品回生的难题[8]。因此β-淀粉酶成为对淀粉回生机理研究的一个有力工具。 β-淀粉酶处理支链淀粉的外侧短链被部分降解,聚合度降低,姚远通过高效排阻色谱证实β-淀粉酶的处理可以使部分支链淀粉外侧短链聚合度降低2~3个葡萄糖单位。部分支链淀粉外侧短链聚合度降低,淀粉分子的成核和结晶速度降低,回生受到抑制[9]。另外,经β-淀粉酶处理后的大米支链淀粉结晶熔化热焓有所降低,表明其结晶度降低,回生受到抑制。酶解程度越大,抑制效果越明显[10]。β-淀粉酶可有效降低支链分子外支链的长度,使其聚合度低于10,而无法形成双螺旋结构。同样,亦有专利报道,对淀粉或面粉进行β-淀粉酶处理,制作出防止回生老化的物料用于糕饼类[11]。 3.1.3 葡萄糖淀粉酶 葡萄糖淀粉酶作用于淀粉时从非还原尾端开始,依次逐个切下一个葡萄糖单位,并将葡萄糖分子的构型由α-型转变为β-型,葡萄糖淀粉酶的专一性较差,它可以水解α-1,3-糖苷键和α-1,6-糖苷键,但是速度较慢,其抑制淀粉回生的机理与β-淀粉酶相似。 3.1.4 支链酶 支链酶是一种新型酶制剂,能够催化糖原中的α-1,6-糖苷键的合成,从而生成具有分支的葡聚糖支链淀粉。支链淀粉是在储存过程中不易于重新结合的分子,这主要是因为支链形成的立体形的空间位阻对有序构象干扰的一种直接后果。通过支链酶将分支点引入到天然淀粉的直线型直链淀粉中,以及将α-1,6分支进一步引进到已经具有分支的支链淀粉部分,都能有效的抑制淀粉的回生[12]。
3.2 物理化学方法 3.2.1 乳化剂的作用 乳化剂作为最主要的一类食品添加剂,在淀粉类食品抗老化方面有着显著的作用效果,是最理想的抗老化剂和保鲜剂。乳化剂抗老化保鲜的作用效果是淀粉分子及乳化剂自身的结构特征决定的。乳化剂能够同淀粉分子发生相互作用形成稳定的复合物,这一点在保持淀粉类食品品质方面有着特殊的,但乳化剂同直链淀粉及支链淀粉有着不同的意义作用方式。我们一般都把直链淀粉看作是以线型分子式存在的,但糊化的直链淀粉并不是线型的,而是在分子内氢键的作用下发生链卷曲,形成α-螺旋状结构,这种α-螺旋状结构的内部形成一个疏水腔,具有疏水作用。乳化剂的疏水基团进入α-螺旋结构内并在这里与淀粉以疏水方式结合起来,形成一种稳定的强复合物。因而直链淀粉在淀粉粒中被固定下来,向淀粉周围自由水中溶出的直链淀粉减少,防止了因淀粉粒之间的再结晶而发生老化。支链淀粉的直链状螺旋结构少,与乳化剂形成复合物的能力较小,但乳化剂可以借助氢键加成到淀粉表面上,即支链淀粉的外部分枝上,而发生支链淀粉与乳化剂的相互作用。 3.2.2 亲水性胶体作用 除淀粉酶制剂和乳化剂外,一些亲水性胶体也具有良好的保鲜、防老化性能。亲水性胶体之所以具有保鲜性能主要有以下原因:第一,具有良好的成膜性,能够防止食品在加工或贮藏过程中水分的散失;第二,多数胶体本身是多糖,其羟基能与淀粉链上的羟基及周围的水分形成大量的氢键,起到阻止淀粉回生的作用;第三,胶体大多数都具有很高的吸水、持水能力,从而大大提高了食品的含水总量,对食品失水老化起到延缓作用[13]。 3.2.3 海藻糖的作用 研究认为,海藻糖良好的持水性能确保较多的结合水分子接近淀粉分子,这事实上起到了对分子链的稀释作用,同时又提高了分子链周围的微区粘度,从而延缓了分子链的迁移速率,降低了回生速率[14]。且宋云平等研究表明配方为白砂糖浓度1%、海藻糖浓度1%时海藻糖抑制糯米粉老化的效果尤为明显[15]。 3.2.4 硫酸钠的作用 Hardeep Singh Gujral等的研究指出SLS(硫酸钠)含量的提高能够显著延缓淀粉的变硬和重聚,在室温下贮藏10天的蛋糕依然柔软表明SLS能够显著抑制淀粉的回生[16]。其试验含有0.1%的SLS的淀粉凝胶在5℃条件下贮存5天不发