月桂酸對不同直鏈淀粉含量小麥淀粉黏滯性和質構特性的影響

宋一諾 謝新華 艾志錄 王 娜 徐 超 潘治利 賀 平

月桂酸對不同直鏈淀粉含量小麥淀粉黏滯性和質構特性的影響

宋一諾 謝新華 艾志錄 王 娜 徐 超 潘治利 賀 平

（河南農業大學食品科學技術學院，鄭州 450002）

為了解月桂酸對小麥淀粉黏滯性和質構特性的影響，利用X-射線衍射儀、快速黏度分析儀和質構儀測定月桂酸和3種不同直鏈淀粉含量小麥淀粉混合體系的晶體結構、黏滯性和質構特性。結果表明：復合指數隨月桂酸用量和直鏈淀粉含量的增加而增大；小麥淀粉的晶體結構為A-型，淀粉和月桂酸復合后出現V-型結構吸收峰，結晶度隨復合指數增大而增大；月桂酸顯著影響小麥淀粉的黏滯性和質構特性，使小麥淀粉的最終黏度增大，熱糊黏度、硬度和咀嚼性減小。1.5%的月桂酸與小麥淀粉復合程度最大，對淀粉黏滯性和質構特性的影響最大。

月桂酸 小麥淀粉 黏滯性 質構特性

小麥淀粉由直鏈淀粉和支鏈淀粉組成，直鏈淀粉是由α-1，4糖苷鍵連接而成的直鏈狀分子。在分子內氫鍵的作用下，直鏈淀粉分子鏈會發生卷曲形成疏水腔，可以與碘、脂質和某些有機化合物絡合，進而改變淀粉基食品的物化性質，而脂質作為一種重要的食品成分，其與淀粉形成的復合物更為常見［1］。淀粉與脂質絡合后，淀粉的水溶性和膨脹能力降低，糊化溫度升高［2］。有研究指出乳化劑能與直鏈淀粉形成絡合物，進而降低蛋糕硬度，提升其回復性、彈性和咀嚼性［3］。Zhou 等［4］研究發現，硬脂酸能顯著降低大米淀粉的峰值黏度和老化焓，但亞油酸對大米淀粉的性質影響較小。謝新華等［5］研究表明脂肪酸碳鏈越短，淀粉與脂肪酸的復合程度越大，其對淀粉流變性的影響越大。

脂質對淀粉性質的調節作用不僅受脂質類型的影響，還受直鏈淀粉含量的影響。脂質主要是與淀粉中的直鏈淀粉分子絡合，直鏈淀粉含量是影響淀粉-脂質復合規律的重要因素［6］。有研究顯示添加同量的共軛亞油酸使普通玉米淀粉的峰值黏度增加，對高直鏈玉米淀粉和蠟質玉米淀粉的糊化性質影響不顯著［7］。Chang等［8］研究了直鏈淀粉含量對淀粉-月桂酸復合體系性質的影響，發現高直鏈玉米淀粉和普通玉米淀粉均能與月桂酸復合，且復合程度隨直鏈淀粉含量的增加而增大。Ai等［9］研究發現脂質能顯著影響普通及高直鏈玉米淀粉的質構特性，但對蠟質玉米淀粉性質的影響很小。本研究選用3種不同直鏈淀粉含量的普通小麥淀粉與月桂酸制備復合物，利用X-射線衍射儀、快速黏度分析儀和質構儀分析月桂酸對小麥淀粉晶體結構、黏滯性和質構特性的影響，以期更全面地認識淀粉-脂質復合規律，為小麥淀粉深加工提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

鄭9694、周27、周22小麥：河南省農科院；月桂酸：分析純，天津市光復精細化工研究所；標準直鏈淀粉A-0512和支鏈淀粉A-8515：美國Sigma公司。

1.2 試驗儀器

T6型紫外可見分光光度計：北京普析通用有限公司；BrukerD8型X-射線衍射儀：德國布魯克公司；Super-3型快速黏度測定儀：澳大利亞Newport Scientific儀器公司；TA-XT2i型質構儀：英國Stable Micro System有限公司。

1.3 方法

1.3.1 小麥淀粉制備及基本組分測定

將小麥粉用適量水和成面團，室溫靜置20 min后水洗；將得到的淀粉漿過100目篩后靜置4 h，再在3 000 r／min下離心15 min，棄去上清液和上層顏色較深部分；然后參考陸大雷等［10］的方法對下層淀粉脫脂；將脫脂后的淀粉40℃鼓風干燥36 h，粉碎后過100目篩得淀粉成品。直鏈淀粉含量測定參考GB 7648—1987［11］；水分含量測定參考GB 12087—1989［12］；蛋白質含量測定參考GB 2905—1982［13］；粗脂肪含量測定參照GB 5009.6—2003［14］。

1.3.2 小麥淀粉-月桂酸復合指數測定及黏滯特性測定

按照美國谷物化學協會規程AACC 76-21［15］要求，將淀粉和蒸餾水加入快速黏度分析儀的鋁罐中，然后將月桂酸分別按不同用量（0.5%、1.0%、1.5%）加入鋁罐。每個樣品重復3次。從RVA中獲得的淀粉糊于4℃下放置12 h后40℃烘干，研磨機磨成粉后過100目篩待用。復合指數的測定參照文獻［16］的方法。

1.3.3 小麥淀粉晶體結構測定

將樣品置于長方形鋁片的孔中，隨后壓緊測定，測試條件為：管電壓40 kV，管電流30 mA，掃描速度2（°）／min，掃描區域5 ～35°，采樣步寬0.02°，掃描方式為連續，重復次數為1。

1.3.4 小麥淀粉凝膠質構特性測定

RVA測定完的樣品在4℃下密封放置12小時形成凝膠，參數設定：TPA壓縮模式，探頭P／0.5，測前速度為1.0 mm／s，測試速度1.0 mm／s，測后速度1.0 mm／s，觸發力5.0 g，壓縮程度40%，每個樣品重復3次。

1.3.5 數據處理

數據表示為3次試驗數據的平均值加減標準差。所得數據采用SPSS 13.0數據分析軟件進行處理和分析，圖表繪制采用Origin7.5軟件。

2 結果分析

2.1 月桂酸對復合指數及小麥淀粉黏滯性的影響

表1是小麥淀粉基本組分。表2和表3是月桂酸對復合指數及小麥淀粉黏滯性的影響結果。對于同一種小麥淀粉，分別添加0.5%、1.0%和1.5%的月桂酸后，復合指數隨月桂酸用量的增加而增大；對于3種不同小麥淀粉，月桂酸用量相同時，復合指數隨直鏈淀粉含量的增加而增大。

未添加月桂酸時，3種小麥原淀粉的峰值黏度、熱糊黏度和最終黏度均隨著直鏈淀粉含量的增加而降低；添加月桂酸后，小麥淀粉的最終黏度增大，熱糊黏度降低。對于同一種小麥淀粉，最終黏度隨月桂酸用量的增加而增大，月桂酸用量為1.5%時，小麥淀粉的最終黏度最大；對于3種不同小麥淀粉，月桂酸用量相同時，直鏈淀粉含量不同，復合物黏滯性指標無規律性變化。

由表3可以看出，直鏈淀粉含量、月桂酸用量及其交互作用對小麥淀粉黏滯性都有顯著影響。直鏈淀粉含量對小麥淀粉峰值黏度的影響更顯著，月桂酸用量對小麥淀粉熱糊黏度和最終黏度的影響更顯著。

表1 小麥淀粉基本組分／%

表2 月桂酸對復合指數及小麥淀粉RVA特征值的影響

表3 小麥淀粉RVA特征值方差分析

2.2 月桂酸對小麥淀粉晶體結構的影響

小麥淀粉及小麥淀粉-月桂酸復合物的X-衍射圖譜如圖1所示。

由圖1a可以看出，未添加月桂酸時，小麥原淀粉在15°、17°、18°和23°附近有明顯特征衍射峰存在，為典型的A-型結晶結構。糊化淀粉的X衍射圖譜中無衍射峰出現，淀粉的晶體結構被破壞。回生樣品（糊化淀粉4℃貯藏12 h）在17°和23°附近出現A-型結構的衍射峰，表明淀粉顆粒半結晶結構的形成；20°附近的微弱小峰，為V-型結構的衍射峰，這可能是由于內源脂與淀粉形成了復合物（表1）。

添加月桂酸后，V-型結構的衍射峰強度增大，A-型結構的衍射峰強度減小，表明V-型結構和A-型結構的形成過程間存在競爭；隨著月桂酸用量的增加，V-型結構的衍射峰逐漸增強，A-型結構的衍射峰逐漸減弱，月桂酸用量為1.0%和1.5%時，A-型結構的特征峰已經消失，樣品呈現典型的V-型結晶結構，可以推斷，月桂酸和直鏈淀粉形成了V-型結晶復合物，這與Godet等［17］的研究結果基本一致。

圖1 小麥淀粉及小麥淀粉-月桂酸復合物的X-射線衍射圖

圖1 b顯示，未添加月桂酸時，3種小麥原淀粉均呈現A-型結晶結構；圖1c顯示，添加月桂酸后，鄭9694僅含V-型結構的吸收峰，周27和周22包括V-型結構和A-型結構的吸收峰，這可能是由于復合程度差異所致。不同直鏈淀粉含量的小麥淀粉的相對結晶度存在差異，周27最大，周22次之，鄭9694最小；鄭9694與月桂酸形成復合物的結晶度最大，周27次之，周22最小，這與復合指數測定結果基本一致。

2.3 月桂酸對小麥淀粉凝膠質構特性的影響

表4和表5顯示了月桂酸對小麥淀粉凝膠質構特性的影響。未添加月桂酸時，隨著直鏈淀粉含量的增加，3種小麥淀粉凝膠硬度、彈性和咀嚼性逐漸增大，內聚性先增大后減小。添加月桂酸后，小麥淀粉凝膠硬度和咀嚼性顯著下降，彈性和內聚性無明顯變化。

對于同一種小麥淀粉，硬度和咀嚼性隨著月桂酸用量的增加而逐漸降低，月桂酸用量為1.5%時，小麥淀粉凝膠硬度最小，這與復合指數的測定結果相吻合；對于3種不同小麥淀粉，月桂酸用量相同時，隨著直鏈淀粉含量的增加，硬度和咀嚼性未呈現規律性變化。

表4 月桂酸對小麥淀粉凝膠質構特性的影響

從表5可以看出，直鏈淀粉含量、月桂酸用量及其交互作用都顯著影響小麥淀粉凝膠的硬度和咀嚼性，對彈性和內聚性的影響不顯著，并且月桂酸用量對小麥淀粉凝膠硬度和咀嚼性的影響更顯著。

表5 小麥淀粉凝膠質構特性方差分析

3 討論

月桂酸和直鏈淀粉可以形成單螺旋復合物，影響直鏈淀粉的雙螺旋交聯纏繞和結晶，進而影響小麥淀粉的理化性質［18］。小麥淀粉和月桂酸的復合程度隨直鏈淀粉含量和月桂酸用量的增加而增大。小麥原淀粉的晶體結構為A-型結晶結構，其相對結晶度與直鏈淀粉含量呈反向關系［19-20］。添加月桂酸后，樣品圖譜中出現V-型結構的衍射峰，隨著月桂酸用量的增加，V-型結構的衍射峰逐漸增強；月桂酸用量為1.0%和1.5%時，樣品呈現典型的V-型結晶結構。

小麥淀粉黏滯性是評價其加工品質的重要指標。不同來源淀粉的顆粒結構不同，淀粉黏滯性存在差異。3種小麥淀粉的黏度隨直鏈淀粉含量的增加而降低，可能是因為糊化過程中，淀粉顆粒吸水膨脹，直鏈淀粉抑制支鏈淀粉伸展，阻礙淀粉顆粒膨脹破裂，抑制直鏈淀粉向外滲漏，使得淀粉糊黏度降低，并且隨直鏈淀粉含量增加，阻礙作用增強，黏度降低［21-22］。

加入月桂酸后，小麥淀粉熱糊黏度減小，最終黏度增大。在糊化過程中，淀粉顆粒吸水膨脹，顆粒外圍支鏈淀粉被脹裂，內部直鏈淀粉滲漏出來，月桂酸同直鏈淀粉迅速形成單螺旋復合物，減弱了直鏈淀粉分子的定向遷移趨勢，造成熱糊黏度降低；在冷卻過程中，三維淀粉凝膠網絡逐漸形成，直鏈淀粉雙螺旋是形成三維凝膠網絡結構的連接點，月桂酸-直鏈淀粉復合物分散于直鏈淀粉雙螺旋間，使得凝膠網絡連接點之間的間隔更大，直鏈淀粉雙螺旋聚集的緊密程度降低，導致最終黏度增大［23］。

淀粉乳糊化后冷卻會形淀粉凝膠，淀粉凝膠特性與淀粉基食品的品質密切相關。隨直鏈淀粉含量的增大，淀粉凝膠硬度增大，這同Ishiguro等［24］的研究結果一致，但梁靈等［25］認為直鏈淀粉含量與淀粉凝膠質構特性無顯著相關性，不同的結論可能是樣本數量不同、直鏈淀粉含量選取范圍不同所致。添加月桂酸后，淀粉凝膠硬度的降低，可能是由于月桂酸和直鏈淀粉形成單螺旋復合物，阻礙了直鏈淀粉分子雙螺旋交聯纏繞和結晶，減弱了小麥淀粉分子間的作用力，凝膠質地更為柔軟。

對于同一種小麥淀粉，月桂酸用量越大，對小麥淀粉的最終黏度、硬度和咀嚼性的影響越大，這與Tang等［23］的研究結果一致，可能是月桂酸與淀粉復合程度的差異所致。對于3種不同小麥淀粉，月桂酸用量相同時，隨著直鏈淀粉含量的增加，小麥淀粉的黏滯性和質構特性無規律性變化。這可能是相對于直鏈淀粉含量的變化，3種小麥淀粉分子精細結構等的差別更大，淀粉和脂質、水及淀粉分子自身間的相互作用存在較大差異，進而對混合體系的黏滯性和質構特性造成不同程度的影響［26-27］。

4 結論

隨著直鏈淀粉含量和月桂酸用量的增加，小麥淀粉和月桂酸的復合程度逐漸增大。

未添加月桂酸時，小麥原淀粉的X衍射圖譜為A-型結晶結構，直鏈淀粉含量越大，結晶度越小。加入月桂酸后，混合體系包含月桂酸-直鏈淀粉復合物結晶結構和淀粉顆粒半結晶結構；隨著月桂酸用量增加，復合程度增大，A-型結構逐漸減弱，V-型結構逐漸增強；月桂酸用量為1.5%時，月桂酸-直鏈淀粉復合物呈典型的V-型結晶結構。

未添加月桂酸時，隨著直鏈淀粉含量增大，小麥淀粉的熱糊黏度和最終黏度減小，硬度和咀嚼性增大。添加月桂酸后，小麥淀粉熱糊黏度、硬度和咀嚼性減小，最終黏度增大；并且隨著月桂酸用量的增加，小麥淀粉的最終黏度逐漸增大，硬度和咀嚼性逐漸減小。

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Effect of Luaric Acid on the Viscosity and Textural Properties of Wheat Starch with Varying Amylose Content

Song Yinuo Xie Xinhua Ai Zhilu Wang Na Xu Chao Pan Zhili He Ping
（College of Food Science and Technology，Henan Agricultural University，Zhengzhou 450002）

The effect of lauric acid on the viscosity and textural properties of wheat starches with different amylose content was studied by X-ray diffractometer，rapid visco analyzer and texture analyzer.The results showed that the complexing index gradually increased with the increasing amylose content and lauric acid level.The wheat starch was in A-type crystal structure.With the recombination oflauric acid，X-ray diffraction pattern of wheat starch generates V-type peak and the relative crystallinity gradually increased with complexing index.Lauric acid could change the viscosity and textural properties of wheat starch observably.After adding lauric acid，the holding viscosity，hardness and chewiness were decreased，whereas the final viscosity was increased.Lauric acid at 1.5%level had the highest ability to form the complex and the most outstanding effect on the viscosity and textural properties of wheat starch.

lauric acid，wheat starch，viscosity properties，textural properties

TS231

A

1003-0174（2016）09-0052-06

國家自然科學基金（31101341），“十二五”國家科技支撐計劃（2012BAD37B06-04）

2015-01-28

宋一諾，女，1990年出生，碩士，食品科學

謝新華，男，1976年出生，副教授，谷物化學及速凍食品