论文部分内容阅读
淀粉是冷冻食品中常用的添加剂。冷冻食品在贮藏、运输过程中由于温度的波动,淀粉凝胶发生反复的冻融循环(freeze-thaw cycle,FTC),会对淀粉的理化性质造成不良影响,进而影响食品的感官性质和货架期。本论文主要研究不同种类淀粉冻融稳定性的差异以及淀粉结构对冻融稳定性的影响,并研究食品中常用的添加剂——氯化钠对淀粉冻融稳定性的影响,为淀粉在冷冻食品中的应用提供理论支持。主要研究内容如下:首先,以木薯、甘薯、马铃薯、普通玉米、蜡质玉米、大米、籼米、小麦和豌豆淀粉为研究对象,结合多种手段评价不同种类淀粉的冻融稳定性差异。结果表明:不同淀粉的析水率随着冻融次数的增加呈现不同的变化趋势,木薯、大米、籼米淀粉逐渐增长,豌豆淀粉逐渐下降,其余淀粉则呈现先增长后降低的趋势。冻融过程中淀粉回生率越大,其冻融稳定性越差,其中甘薯和豌豆淀粉回生率较大,大米和籼米淀粉的回生率小,其他淀粉的回生率随循环次数的变化明显。反复冻融使得甘薯、马铃薯、玉米和豌豆淀粉形成致密、有序的网络结构,其余淀粉凝胶的网络结构较为松散。冻融过程中淀粉凝胶的硬度增大,其中马铃薯、甘薯、玉米和豌豆淀粉变化较大;抗性淀粉(RS)含量随着反复的冻融而不断增多,且回生程度大的淀粉其RS变化量大。其次,研究淀粉的结构与冻融稳定性之间的关系。结果表明淀粉的直链淀粉含量与1 FTC的析水率以及1 FTC、3 FTCs、5 FTCs时的回生率和RS含量呈现显著正相关。分析支链淀粉链段聚合度(DP),以DP 6-12/DP 6-24(APC值)作为表征支链淀粉结构的指标,发现APC值与1 FTC,3 FTCs和5 FTCs时的回生率和RS含量呈现显著负相关。另外,由于原淀粉的直链淀粉含量与其结晶度呈现显著负相关,因此结晶度与淀粉冻融稳定性也呈现相关性,可以通过X衍射快速判断原淀粉的冻融稳定性。最后,研究氯化钠对淀粉冻融稳定性的影响,发现0.5 mol/L氯化钠溶液中各类淀粉的冻融稳定性均有明显的提高。因此以杂质较少的木薯淀粉为研究对象,系统研究不同浓度氯化钠对木薯淀粉冻融稳定性的影响。结果表明,随着氯化钠浓度的提高,不同循环次数下木薯淀粉的析水率、凝胶硬度减小,损耗角正切值增大,证明氯化钠能够改善木薯淀粉的冻融稳定性。氯化钠浓度与5 FTCs时回生率呈现显著负相关。氯化钠能够提高木薯淀粉的成糊温度以及终值黏度,推测氯化钠与水分子发生水合作用,且氯化钠与淀粉分子发生相互作用。为了进一步验证淀粉与氯化钠间的相互作用,研究淀粉在氯化钠溶液中的Zeta电位,结果表明随着氯化钠浓度的升高,木薯淀粉的Zeta电位降低,说明糊化后淀粉分子可以吸附Na+,从而阻碍淀粉分子的运动,起到抑制淀粉回生的作用。扫描电子显微镜结果显示氯化钠的添加减小了淀粉凝胶网络结构的孔洞尺寸,淀粉凝胶更加完整、均一;通过差示扫描量热仪测定可冻结水,发现不同循环次数下可冻结水含量随着氯化钠的添加而降低,说明氯化钠使得凝胶在冻结状态下淀粉分子浓度降低,减弱了淀粉分子间的聚集;氯化钠的添加减缓了冻融过程中木薯淀粉弛豫时间的下降速度。因此,氯化钠是通过破坏冰晶结构或者与淀粉分子发生作用、阻碍淀粉回生这两方面作用起到改善淀粉冻融稳定性的效果。