淀粉作為食品的重要組分，不僅可提供人體所必需的能量，還可影響淀粉類食品的質(zhì)構(gòu)、口感、可接受性等品質(zhì)屬性。淀粉類食品大多經(jīng)歷了某種形式的加工或烹飪，導(dǎo)致淀粉吸水膨脹形成具有一定黏度的糊狀體系，但在降溫和儲(chǔ)存過程中，淀粉分子在空間構(gòu)象上經(jīng)重排后，會(huì)形成有序、穩(wěn)定的凝膠結(jié)構(gòu)，這一現(xiàn)象被稱為淀粉老化或回生。

 

　　淀粉老化通常會(huì)導(dǎo)致淀粉類食品品質(zhì)的劣變，如質(zhì)構(gòu)劣化、透明度下降、口感粗糙等，從而縮短淀粉類食品的貨架期，降低消費(fèi)者的可接受程度。例如在饅頭、面包、糕點(diǎn)中，由于淀粉含量高，隨著儲(chǔ)存時(shí)間的延長，就會(huì)由軟變硬，組織松散，風(fēng)味消失。

 

　　然而，淀粉的老化行為在某些加工應(yīng)用中也是可取的，例如，在早餐谷物和脫水土豆泥的生產(chǎn)過程中，淀粉老化可改變產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和感官性能，并能形成抗性淀粉。鑒于此，如何合理調(diào)控淀粉的老化程度并考查體系的老化特性，對(duì)于淀粉類食品的加工和食用品質(zhì)的改良均具有重要意義。

 

 

　　淀粉老化的本質(zhì)是部分或完全糊化的淀粉分子由高能無序狀態(tài)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍苡行驙顟B(tài)的一個(gè)熱力學(xué)平衡過程，即淀粉分子鏈通過分子內(nèi)或分子間氫鍵的結(jié)合、排列和聚集，構(gòu)成有序化排列的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)。

 

　　淀粉的老化過程可分為短期老化和長期老化。其中，短期老化發(fā)生在淀粉糊化后的初始階段，滲漏的直鏈淀粉分子發(fā)生定向遷移形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；長期老化則一般會(huì)超過幾周時(shí)間，主要是由于支鏈淀粉具有高分支結(jié)構(gòu)，在聚合時(shí)受到較強(qiáng)的抑制作用，老化進(jìn)程較慢。長期老化在整個(gè)淀粉老化過程中占主要作用，是導(dǎo)致淀粉體系品質(zhì)變化的主要原因。

 

　　對(duì)于非蠟質(zhì)淀粉，老化會(huì)導(dǎo)致淀粉糊轉(zhuǎn)變成具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的牢固凝膠；而對(duì)于蠟質(zhì)淀粉，老化則導(dǎo)致淀粉糊形成軟凝膠，其含有聚集體但沒有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

 

　　通常，淀粉凝膠的強(qiáng)度與直鏈淀粉含量有關(guān)。直鏈淀粉的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可為淀粉凝膠提供彈性和抗變形強(qiáng)度，而僅含有聚集體的軟凝膠則顯示出更好的滲透性、更強(qiáng)的黏性和黏聚性。直鏈淀粉分子間氫鍵的可用性降低會(huì)破壞軟凝膠內(nèi)部的長程相互作用，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的黏聚性降低。

 

　　淀粉老化是一個(gè)持續(xù)的過程，其最初涉及直鏈淀粉分子的快速重結(jié)晶，然后是支鏈淀粉分子的緩慢重結(jié)晶。直鏈淀粉的老化決定了淀粉凝膠的初始硬度，以及淀粉類食品的黏性和消化率。面包、蛋糕的老化與儲(chǔ)存時(shí)間和淀粉結(jié)晶度有關(guān)，主要是由支鏈淀粉的老化所導(dǎo)致。

 

 

　　含淀粉食品在儲(chǔ)藏期間的老化是不可避免的，目前，全世界均未徹底解決食品老化問題，老化也不可能被完全抑制，但可以被有效的技術(shù)措施所延緩。根據(jù)淀粉老化機(jī)理及影響因素，可采用以下相應(yīng)的調(diào)控技術(shù)延緩老化。

 

　　一、添加酶制劑

 

　　淀粉酶和蛋白酶等廣泛地應(yīng)用在淀粉質(zhì)食品中，淀粉酶分為α-淀粉酶、β-淀粉酶、真菌淀粉酶等。其中抗老化效果最好的是α-淀粉酶。由于烘烤過程中產(chǎn)生低分子量糊精，α-淀粉酶通過干擾支鏈淀粉老化過程從而抑制淀粉長期老化。但過量的α-淀粉酶會(huì)使淀粉質(zhì)食品發(fā)粘，影響口感，結(jié)構(gòu)塌架。

 

　　Palacios 等將α-淀粉酶應(yīng)用于米飯中，由于支鏈淀粉側(cè)鏈短鏈增多，從而抑制米飯老化。陳秋平等在饅頭中添加適量的細(xì)菌α－淀粉酶，不僅能改善饅頭感官品質(zhì)，還可以抑制饅頭在儲(chǔ)存過程中的老化現(xiàn)象。Dang 等從苧麻葉中提取的β－淀粉酶對(duì)淀粉質(zhì)食品也有抗老化后的作用。

 

　　G4 酶是一種新型淀粉酶，可將淀粉支鏈切短，產(chǎn)生四糖，從而降低支鏈淀粉側(cè)鏈長度。姬娜等用G4 淀粉酶處理小麥淀粉，發(fā)現(xiàn)有明顯的抗老化效果。此外，還可以使用酶來分解麩皮或麩質(zhì)蛋白質(zhì)等，將分解產(chǎn)物加入淀粉質(zhì)食品中，同樣能起到很好的抗老化作用。

 

　　二、添加乳化劑

 

　　在食品中添加乳化劑不僅可以延緩淀粉老化，還可起到保鮮作用。糊化后的直鏈淀粉分子呈雙螺旋結(jié)構(gòu)，此時(shí)其內(nèi)部是疏水的，乳化劑的疏水基團(tuán)進(jìn)入其內(nèi)部，形成不溶性的包合絡(luò)合物，可以通過抑制直鏈淀粉重結(jié)晶間接抑制支鏈淀粉重結(jié)晶進(jìn)而起到抗老化效果。

 

　　乳化劑還可以通過直接影響食品中水分的分布來延緩老化。Prakaywatchara 等在無麩質(zhì)添加四種乳化劑，均能抑制淀粉老化，并且在具有1% 甘油單酯和甘油的樣品中發(fā)現(xiàn)最低的老化焓。

 

　　Fadda 等認(rèn)為乳化劑降低了面團(tuán)吸水溶脹能力，使更多水分轉(zhuǎn)移至蛋白質(zhì)而使面團(tuán)變得蓬松柔軟，間接阻礙淀粉老化。

 

　　Yu 等在小麥淀粉中添加硬脂酸和海藻酸鈉，提高了糊化初始溫度并有效抑制了淀粉的老化。

 

　　李立華等研究硬脂酰乳酸鈉和β－環(huán)糊精兩種乳化劑對(duì)鮮濕面抗老化作用，得出了直鏈淀粉-乳化劑-脂質(zhì)復(fù)合物抑制了鮮濕面老化新結(jié)論。

 

　　三、添加親水膠體

 

　　親水膠體多為一種能溶于水的天然多糖大分子及其衍生物，一定條件下充分水合可以形成黏稠的溶液或凝膠，該特性使其在食品中具有質(zhì)構(gòu)改良及控水等特殊作用。常見的食品親水膠體有瓜爾膠、黃原膠、卡拉膠等。

 

　　一般來說，親水膠體主要通過影響直鏈淀粉－直鏈淀粉和支鏈淀粉－支鏈淀粉之間的相互作用促進(jìn)短期老化并延緩了長期老化，且水解膠體對(duì)淀粉老化的抑制在很大程度上取決于親水膠體濃度的大小。

 

　　何承云等研究了黃原膠、海藻酸鈉和卡拉膠對(duì)饅頭的抗老化作用，通過正交實(shí)驗(yàn)獲得最佳復(fù)配比。

 

　　Ai 等在米糕中添加酶、乳化劑和親水膠體三類添加劑，比較發(fā)現(xiàn)海藻酸鈉是唯一一種在儲(chǔ)存期間顯著降低米糕硬化率的添加劑。

 

　　劉海燕等認(rèn)為適量添加膠體可以顯著提高面包的比容，改善面包的質(zhì)構(gòu)特性，有效地抑制面包老化。但關(guān)于親水膠體對(duì)淀粉老化的影響尚未得出一般性結(jié)論。

 

　　四、添加變性淀粉

 

　　不同種類的變性淀粉對(duì)谷物制品品質(zhì)起著不同的作用，適量的變性淀粉可以延緩老化，改善產(chǎn)品品質(zhì)。一些變性淀粉中常引入改性親水基團(tuán)，如醋酸根、羥丙基等，這些親水基團(tuán)能夠控制體系中水分的流動(dòng)和滲出；同時(shí)還能阻礙淀粉分子間氫鍵的脫水縮合作用，從而延緩老化。

 

　　另外，一些變性淀粉（ 如馬鈴薯變性淀粉） 具有良好的加工特性，如持水性好、膨潤能力大、低溫穩(wěn)定性好、口感溫和，不僅可以延緩谷物制品老化，還可以改善其品質(zhì)。

 

　　謝少梅等研究發(fā)現(xiàn)預(yù)糊化馬鈴薯變性淀粉可提高面包的品質(zhì)，隨著其添加量的增加，抗老化效果表現(xiàn)為先增后減的趨勢(shì)，但未研究該趨勢(shì)出現(xiàn)的原因。

 

　　黃麗等研究了羥丙基二淀粉磷酸酯（ HPDSP）對(duì)鮮濕方便米線長期老化特性的影響，發(fā)現(xiàn)添加15% HPDSP 的樣品組與空白組相比，硬度峰值降低了46.9%；樣品組的相對(duì)結(jié)晶度為2.22%，遠(yuǎn)低于空白組的10.17%；樣品組的回生焓值降到1.28 J /g，比空白組下降72.1%，可見HPDSP 可顯著延緩鮮濕

 

　　方便米線老化。

 

　　五、非淀粉糖類

 

　　非淀粉糖類通過與淀粉分子發(fā)生相互作用形成復(fù)合物，或通過與淀粉持水性的不同，對(duì)谷物制品老化產(chǎn)生影響。Zeng 等研究發(fā)現(xiàn)低聚果糖對(duì)小麥淀粉老化具有良好的延緩作用。

 

　　Banchathanakij 等研究發(fā)現(xiàn)不同來源的β -葡聚糖都能延緩大米淀粉老化，其延緩老化的機(jī)理在于吸收水分，減弱了淀粉分子的移動(dòng)；不同來源的β -葡聚糖延緩老化的效果不同，來自大麥和燕麥的β -葡聚糖可以溶于水，更大程度阻礙淀粉分子移動(dòng)，所以延緩老化的效果更好。

 

　　Klinmalai 等研究發(fā)現(xiàn)殼聚糖對(duì)米線的水分含量沒有影響，但降低了其pH 值和白度，延緩了米線凝膠硬度和黏性的增加，并有效保持了米線凝膠的黏結(jié)性和彈性。另外，膳食纖維也可延緩谷物制品的老化。

 

　　六、其他抗淀粉老化方法

 

　　除了使用傳統(tǒng)的添加劑實(shí)現(xiàn)抗老化效果，還有一些物理、生物等方法也可以實(shí)現(xiàn)。Zhang 等研究了茶多酚、茶水溶性提取物、茶多糖和綠茶粉四種茶葉衍生物對(duì)小麥淀粉老化的影響，結(jié)果表明四種物質(zhì)對(duì)小麥淀粉的短期老化和長期老化均有抑制作用。

 

　　張春媛研究了茶多糖對(duì)小麥淀粉的老化作用，得到相同結(jié)果。Niu 等研究了米糠蛋白水解物對(duì)大米淀粉的抑制作用。許晨等在玉米淀粉中添加5%原花青素很好的抑制了淀粉老化。

 

　　Niu 等研究得到豬血漿蛋白水解物對(duì)玉米淀粉短期老化有潛在抑制作用。田耀旗利用超高壓技術(shù)抑制大米淀粉的老化。

 

　　夏文等利用超微粉碎技術(shù)破壞木薯淀粉顆粒表面結(jié)構(gòu)，對(duì)其短期老化有一定的延緩作用。另外還有一些復(fù)合添加劑的應(yīng)用，可以有效發(fā)揮各種食品添加劑的互補(bǔ)作用，與添加某種單一的添加劑相比，其有更好的風(fēng)味與口感，更容易被消費(fèi)者所接受，淀粉抗老化的效果也更好。

 

　　因此，抗老化劑的使用與新型抗老化劑的研究對(duì)抑制淀粉老化有著重要意義。

 

　　本文著重闡述了淀粉老化及不同添加物對(duì)調(diào)控淀粉老化的影響，淀粉老化是一個(gè)不可逆的過程，會(huì)對(duì)食品品質(zhì)產(chǎn)生巨大影響，淀粉改性是一個(gè)非常復(fù)雜的體系，目前的研究還很有限，依舊采用傳統(tǒng)的方式方法，隨著時(shí)間的推移，這些方法已經(jīng)跟不上發(fā)展的需要，所以要有一些新的調(diào)查和研究出現(xiàn)。

 

　　通過添加不同的物質(zhì)來抑制淀粉老化，有些方面還存在爭(zhēng)議，這就需要對(duì)淀粉內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，從而更深刻地了解老化的機(jī)制，這也是今后發(fā)展的方向。

 

　　參考文獻(xiàn)：