2 結果與分析

2.1 OA和Mal混合物對NCS糊化特性的影響

如表1所示，NCS的糊化溫度為76.10 ℃，單獨添加OA（NCS-OA2）或Mal（NCS-Mal2）后，糊化溫度分別升高至77.40 ℃和76.40 ℃，表明添加OA或Mal延緩了NCS的糊化進程；單獨添加OA或Mal后，NCS的峰值黏度從4 332 cP分別降低至4 056 cP和4 227 cP，表明添加油酸或麥芽糖醇降低了淀粉的糊化程度，這可能是因為OA和Mal能降低淀粉與水的結合能力。這與已有報道結果相似。Gao Jingyu等報道蒲公英根多糖可以提高玉米淀粉的糊化溫度，降低玉米淀粉的峰值黏度，且蒲公英根多糖添加量越大，糊化溫度和峰值黏度的變化越明顯。Wang Shujun等研究發現添加脂肪酸（豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸或OA）能提高天然小麥淀粉或玉米淀粉的糊化溫度，降低二者的峰值黏度。此外，添加OA+Mal混合物能不同程度地提高玉米淀粉的糊化溫度，其中NCSOA0.5Mal1.5的糊化溫度最大，為77.80 ℃，NCS-OA1Mal1的糊化溫度最小，為76.25 ℃。Wani等研究表明添加單硬脂酸甘油酯或硬脂酰乳酸鈉均可提高高粱淀粉的糊化溫度，降低高粱淀粉的峰值黏度。

這可能是因為當OA和Mal復配比例為0.5∶1.5時，兩者之間存在協同作用。Mal中的羥基結構與液態水的“晶格”結構相互作用，具有固定水的作用，因而添加一定比例的Mal可以與淀粉競爭水分，降低水分子與淀粉羥基之間的相互作用，延緩淀粉的吸水膨脹。而OA可以在淀粉顆粒表面形成一層保護膜，進一步抑制淀粉顆粒吸水溶脹，限制淀粉的糊化進程。而其他比例中OA和Mal可能沒有協同作用，抑制淀粉老化效果相對較弱。

表1 不同OA和Mal復配比下NCS的糊化特性參數

注：同列不同字母表示差異顯著（P＜0.05），下同。

由表1可知，NCS的衰減值和回生值分別為1 339 cP和1 436 cP；與NCS相比，單獨添加OA后，玉米淀粉的衰減值和回生值降低至1 142 cP和1 285 cP；單獨添加Mal后，玉米淀粉的衰減值和回生值分別降低至1 261 cP和1 328 cP。Wang Shujun等發現添加月桂酸降低了天然小麥淀粉和蠟質玉米淀粉的衰減值和回生值。Yang Kai等發現海藻酸鈉能顯著降低大米淀粉的衰減值和回生值，并指出海藻酸鈉可以降低糊化過程對大米淀粉顆粒的破壞作用，延緩淀粉老化。NCS-OA0.5Mal1.5的衰減值和回生值最低，分別比NCS降低了196 cP和218 cP。Fang Sheng等發現蔗糖脂肪酸酯能降低糯米粉的衰減值和回生值。這可能是因為Mal與直鏈淀粉或支鏈淀粉側鏈的羥基之間存在相互作用，同時糊化過程中OA與直鏈淀粉相互作用能形成穩定的直鏈淀粉-脂質復合物，提高淀粉糊的熱穩定性，抑制冷卻過程中直鏈淀粉或支鏈淀粉側鏈的重新締合，延緩淀粉的短期老化。

由上述結果可知，與單獨添加OA和Mal相比，復配比為0.5∶1.5的OA+Mal混合物對淀粉糊化行為影響更大，具有更好的抑制淀粉老化的作用，這可能與淀粉分子、糖醇分子和脂肪酸分子之間協同作用有關。

2.2 OA和Mal混合物對NCS流變學特性的影響

tanδ可以反映黏彈性樣品的相對黏性或彈性：tanδ小于1時，樣品表現出良好的彈性行為，tanδ大于1時，樣品表現出良好的黏性行為。如圖1所示，所有樣品的tanδ值均小于1，說明糊化后的淀粉樣品表現出良好的彈性行為，這與Zhao Yang等的研究結果一致。這可能是因為此過程中，淀粉分子重新排列，形成具有三維網絡結構的淀粉凝膠。隨著測試時間的延長，所有樣品的tanδ均逐漸下降，表明測試過程中樣品逐漸向類固體狀態轉變。測試時間相同時，單獨添加OA或Mal后，樣品的tanδ明顯增加，且單獨添加OA的tanδ大于單獨添加Mal的tanδ，表明添加OA和Mal延緩了淀粉老化。Tang Minmin等發現添加黃原膠能增加大米淀粉和玉米淀粉的tanδ值，且淀粉的tanδ值隨老化時間的延長而減小。Gao Jingyu等報道添加蒲公英根多糖增加了玉米淀粉的tanδ值。這可能是因為Mal分子與淀粉分子之間相互作用干擾了凝膠網絡結構的形成，因而形成較弱的凝膠。

此外，OA可以與直鏈淀粉形成淀粉-脂質復合物，阻止淀粉分子鏈交聯區的形成，凝膠結構被破壞。與NCS相比，添加OA+Mal混合物后，樣品的tanδ值明顯增加，當OA與Mal復配比例為0.5∶1.5時，樣品的tanδ值最大。莫呈鵬報道與天然玉米淀粉相比，淀粉-黃原膠-脂肪酸三元體系的tanδ值顯著升高，且高于淀粉-脂肪酸二元體系。Din等發現添加蔗糖脂肪酸酯能顯著提高玉米淀粉的tanδ值。這可能是因為Mal和淀粉分子的相互作用，以及淀粉-脂質復合物的形成，顯著抑制了淀粉的重結晶，最大程度延緩淀粉的老化。

圖1 不同OA和Mal復配比下NCS的tanδ

2.3 OA和Mal混合物對老化后NCS凝膠硬度的影響

由圖2可知，隨著貯存時間的延長，所有樣品的凝膠硬度都明顯增加，說明貯存過程中樣品逐漸發生老化。貯存時間相同時，與NCS凝膠相比，單獨添加OA或Mal的淀粉凝膠硬度顯著降低，表明添加OA和Mal均可抑制淀粉老化。Qiu Shuang等發現添加麥芽糖可以降低糯米淀粉凝膠硬度。Ding Shiyong等報道隨麥芽糖添加量的增加，同一貯存時間內的面包硬度降低。Mariscal-Moreno等報道添加棕櫚酸的玉米餅硬度顯著降低。添加不同配比OA+Mal混合物的凝膠硬度均低于NCS的凝膠硬度。其中，NCS-OA0.5Mal1.5的淀粉凝膠硬度低于單獨添加OA或Mal的淀粉凝膠硬度，表明OA和Mal之間存在協同作用，能更好地抑制淀粉老化。這可能是因為OA與直鏈淀粉形成復合物，而Mal分子中的羥基也可以與淀粉分子之間發生氫鍵相互作用，共同抑制淀粉分子間三維網絡結構的形成。因此，OA和Mal的協同作用可以更好地抑制淀粉的重結晶，延緩淀粉老化。

圖2 不同OA和Mal復配比下老化后NCS凝膠的硬度

小寫字母不同表示相同貯存時間內不同樣品間差異顯著；大寫字母不同表示相同樣品不同貯存時間差異顯著，圖4同。

2.4 OA和Mal混合物對NCS老化特性的影響

淀粉的ΔHg表示糊化過程中使淀粉結晶熔融或淀粉雙螺旋結構展開所需要的能量。如表2所示，不同復配比的OA+Mal混合物添加到NCS中，能顯著降低NCS的ΔHg，其中，NCS-OA0.5Mal1.5的ΔHg最低。Wang Lili等發現添加支鏈糊精降低了玉米淀粉的ΔHg。Wang Shujun等研究發現添加月桂酸或棕櫚酸顯著降低了小麥淀粉的ΔHg。這可能是因為OA在淀粉顆粒表面形成一層油膜，可阻止淀粉與水的相互作用；此外，Mal與淀粉競爭環境中的水分，減少了淀粉糊化過程中可利用水的含量，導致淀粉結晶區僅部分糊化，ΔHg降低。

表2 不同OA和Mal復配比下NCS凝膠的老化特性

注：R2.Avrami方程對觀測值的擬合程度。

淀粉的ΔHr通常表示支鏈淀粉在貯存過程中形成的結晶再次加熱熔融時所需的能量。如表2所示，隨貯存時間的延長，所有樣品ΔHr均增加，表明貯存過程中淀粉的重結晶程度增強，這與Yu Zhen等的研究結果一致。貯存時間相同時，加入OA或Mal，玉米淀粉的ΔHr從4.85 J/g分別顯著降低至2.36 J/g和4.01 J/g，即OA延緩玉米淀粉老化的效果優于Mal。Qiu Shuang等發現相同水分含量時，添加Mal或椰子油均可降低大米淀粉的ΔHr，且椰子油的效果更好。Wang Lili等證實支鏈糊精能降低玉米淀粉和蠟質玉米淀粉的ΔHr，抑制淀粉老化。

由表2可知，貯存時間相同時，與NCS相比，添加不同配比OA+Mal混合物均能顯著降低ΔHr，其中，NCS-OA0.5Mal1.5的ΔHr最低；貯存7 d時，NCS-OA0.5Mal1.5的ΔHr為2.86 J/g，低于貯存1 d的NCS。Oh等發現添加蔗糖脂肪酸酯顯著降低年糕的ΔHr。這可能是因為Mal增加體系的羥基數量，可以抑制支鏈淀粉重結晶，使ΔHr降低，而脂質與直鏈淀粉相互作用，形成直鏈淀粉-脂質復合物，可進一步阻礙淀粉鏈雙螺旋結構和結晶區的形成。上述結果表明，OA和Mal具有協同抑制玉米淀粉老化的作用，這與糊化特性測定結果一致。

R2越接近1，說明Avrami方程對于樣品ΔHr的擬合程度越好。如表2所示，所有樣品中R2均大于0.9，表明Avrami方程能很好地進行樣品重結晶動力學分析。指數n與晶體成核的性質和晶體形態有關，所有樣品中n均小于1，表明貯存過程中淀粉的重結晶遵循瞬時成核機制。k可以反映淀粉的老化速率。添加OA或Mal后，凝膠體系中k從0.55分別降低至0.36和0.49，說明添加Mal和OA均能延緩玉米淀粉老化，且添加OA的效果更好。Tian Yaoqi等發現與天然大米淀粉相比，添加β-環糊精能顯著降低大米淀粉的k，抑制大米淀粉的老化。Putseys等發現添加10%麥芽糖漿能使米糕淀粉的k從0.023降低至0.016，抑制貯存過程中米糕的老化。添加OA+Mal混合物也能明顯降低NCS的k，且與NCS-OA2和NCS-Mal2相比，NCS-OA0.5Mal1.5的k更小，表明復配比為0.5∶1.5的OA+Mal混合物延緩NCS老化的效果更好，這與ΔHr實驗結果一致。陳誠等研究發現添加蔗糖酯可以降低蛋糕的老化速率，與親水親油平衡值為5.0的蔗糖酯相比，親水親油平衡值為6.0的蔗糖酯親水性較好，多羥基結構可以與周圍水分子形成氫鍵，更好地抑制蛋糕老化。這可能是因為多羥基的Mal分子與淀粉分子發生氫鍵相互作用，OA和直鏈淀粉分子形成復合物，兩者共同抑制淀粉分子鏈間的重結晶，起到協同延緩淀粉老化效果。

2.5 OA和Mal混合物對老化后NCS凝膠結構的影響

R1047/1022表征淀粉中有序晶體結構與非晶態結構的相對數量。隨著貯存時間的延長，R1047/1022逐漸增加，表明在貯存過程中淀粉體系的有序度增加，結晶結構增多，老化程度增大。貯存時間相同時，與NCS相比，添加OA+Mal混合物后，均能顯著降低R1047/1022，且添加復配比為0.5∶1.5的OA+Mal混合物，R1047/1022降低最顯著，貯存1 d的凝膠R1047/1022降低了0.29，貯存7 d的凝膠R1047/1022降低了0.41。表明添加OA和Mal均能抑制淀粉凝膠短程有序結構的形成，且復配比為0.5∶1.5的OA+Mal混合物延緩NCS老化效果最好。Yan Huili等報道小麥淀粉-小麥胚芽油復合物的R1047/1022低于小麥淀粉，淀粉-脂質復合物能抑制小麥淀粉的重結晶。Zhang Xiaoyu等發現添加小分子糖能降低木薯淀粉的R1047/1022，即小分子糖可以延緩木薯淀粉凝膠的老化。這可能是因為Mal與淀粉分子鏈之間的強相互作用使淀粉非晶態區穩定，抑制非晶態區中淀粉分子的有序化進程。而Mal還可能與NCS競爭可利用的水，降低淀粉分子鏈的移動性，從而抑制淀粉的老化。另一個原因可能是OA與直鏈淀粉或支鏈淀粉側鏈之間存在相互作用，延緩淀粉分子之間的交聯和雙螺旋結構的形成。

2.6 OA和Mal混合物對老化后NCS凝膠相對結晶度的影響

隨著貯存時間的延長，所有樣品的相對結晶度均增大。NCS凝膠貯存時間從1 d延長至7 d時，相對結晶度從19.33%增加至21.31%。這與FTIR測試結果一致。添加OA或Mal均能降低NCS凝膠的相對結晶度，且OA的效果更好，說明兩者均可阻礙淀粉的重結晶。Liu Pengfei等發現添加脂肪酸降低甘薯淀粉的相對結晶度。Yang Kai等報道與大米淀粉相比，添加0.3%海藻酸鈉的大米淀粉相對結晶度值顯著降低。

由實驗結果可知，OA+Mal混合物能明顯降低NCS凝膠的相對結晶度，且OA與Mal復配比為0.5∶1.5時相對結晶度最低，貯存1 d和7 d凝膠的相對結晶度分別為8.08%和10.91%，明顯低于單獨添加OA或Mal的相對結晶度，說明OA+Mal混合物具有協同抑制淀粉老化的效果。Yu Zhen等報道同時添加硬脂酸和海藻酸鈉的玉米淀粉凝膠具有最低的相對結晶度值。這可能是因為Mal和直鏈淀粉或支鏈淀粉側鏈之間的相互作用，阻礙淀粉鏈間雙螺旋結構的形成，而Mal可以抑制結晶區域重組，使淀粉結晶降解，降低淀粉的相對結晶度。OA可與直鏈淀粉絡合，形成淀粉-脂質復合物，抑制支鏈淀粉雙螺旋結構的形成。

2.7 OA和Mal混合物對老化后NCS凝膠T2的影響

T2可反映水分子的運動性，T2越小，則淀粉與水分子的結合越緊密，水分子的流動性越低。隨貯存時間的延長，所有樣品的T2呈下降趨勢，表明延長貯存時間能降低樣品中的水分子流動性。這與Niu Haili和Oh等的研究結果一致，他們發現老化樣品的T2隨貯存時間的延長而降低。這可能是因為貯存過程中，淀粉體系中的有序狀態逐漸增多，使水分子與淀粉結晶區片層結構的結合緊密，限制了水分子的運動，因而降低水分子的流動性。

添加OA或Mal均能增加NCS的T2，且OA的效果更好。Tang Minmin等發現添加黃原膠能增加大米淀粉的T2，淀粉體系中水分子的流動性增強。Ding Shiyong等發現添加Mal能提高面包的T2，延緩面包的老化。添加不同復配比例的OA+Mal混合物均能顯著提高NCS的T2，且OA與Mal復配比為0.5∶1.5時，T2最大，明顯高于單獨添加OA或Mal的凝膠T2，說明OA和Mal能產生協同作用，提高NSC中水分子的流動性。Oh等發現添加蔗糖脂肪酸酯后，年糕的T2顯著增大。這可能是因為水分子發揮的“橋梁”作用。Mal分子含有較多的羥基，易于通過氫鍵結合水分子，降低水分子與淀粉鏈之間的相互作用，從而增大水分子在淀粉體系中的流動性。此外，OA和Mal均與淀粉分子相互作用，也可降低淀粉與水的結合能力，達到抑制淀粉重結晶、延緩淀粉老化的效果。

3 結論

研究不同復配比的油酸和麥芽糖醇混合物對玉米淀粉老化特性的影響。結果顯示，不同比例復配的油酸和麥芽糖醇混合物添加至NCS時，NCS的回生值、ΔHr、重結晶速率、凝膠硬度、R1047/1022和相對結晶度均降低，T2和tanδ值增大，說明添加OA和Mal可以延緩玉米淀粉老化。當OA和Mal按0.5∶1.5質量比添加時，OA和Mal具有協同作用，延緩玉米淀粉老化的效果最好。添加油酸和麥芽糖醇后，OA與淀粉分子相互作用形成淀粉-脂質復合物，抑制淀粉雙螺旋結構的形成；多羥基的Mal與淀粉分子之間發生氫鍵相互作用，可減少淀粉鏈的聚合重排。兩種作用共同抑制玉米淀粉的重結晶，延緩其老化。

相關鏈接：豆蔻酸，棕櫚酸，硬脂酸，月桂酸，海藻酸鈉，黃原膠，淀粉，麥芽糖醇，北納生物

本文章來源于——《食品科學網》，如有版權問題，請與本網聯系