淀粉是許多焙烤、蒸煮和擠壓膨化食品的一種基本成 分。非淀粉膠體（如瓜爾膠和阿拉伯膠）的親水部分可與淀 粉的直鏈擠壓部分發(fā)生相互作用，從而改善淀粉的特性。因此， 植物膠已廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)，改善食品質(zhì)構(gòu)，保持食品穩(wěn) 定性，提高食品品質(zhì)[1]。其它一些食品添加劑，如硬脂酰乳 酸鈉（SSL)、雙乙酰酒石酸甘油單酯（DATEM)和檸檬酸 (CA)，也被用來(lái)改善食品的品質(zhì)[2]。筆者旨在研宄植物膠 (瓜爾膠和阿拉伯膠）、乳化劑（SSL和DATEM)與檸檬酸對(duì) 淀粉膠體擠壓物特性的影響。

 

1材料與方法 1.1材料與設(shè)備

 

商業(yè)用玉米淀粉（水分13.5%，直鏈淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù) 23%)購(gòu)自無(wú)錫淀粉廠(chǎng);植物膠（瓜爾膠與阿拉伯膠）購(gòu)自上 海食品膠有限公司；食品級(jí)乳化劑硬脂酰乳酸鈉（GRIST- EDTMSSLP70)和雙乙酰酒石酸甘油單酯（PANODAN?DA- TEM517)購(gòu)自丹尼斯克有限公司；食品級(jí)檸檬酸購(gòu)自Roche (中國(guó)）有限公司。其它化學(xué)物質(zhì)均為分析級(jí)。

 

雙螺桿擠壓機(jī)（BC45 )，法國(guó)Clextral公司；Brabender粘 度儀，Brabender公司；紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)UV-2100,尤尼 柯（上海）儀器有限公司。

 

1.2方法 1.2.1擠壓

 

將淀粉和植物膠在Hobart混合器中混合2 min得到淀 粉-植物膠混合物。將淀粉或淀粉-植物膠混合物的水分 調(diào)節(jié)到25%，再加入2%的添加劑，混合5 min。樣品放入塑 料袋中密封過(guò)夜。預(yù)處理過(guò)的樣品在雙螺桿擠壓機(jī)中進(jìn)行 擠壓處理，擠壓端溫度150X，螺桿轉(zhuǎn)速180r/min。

 

1.2. 2B 分析方法

 

(1)樣品粘度的測(cè)定

 

擠壓物的粘度隨時(shí)間的變化用Brabender粘度儀測(cè)定， 即質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9% (干基）的樣品懸浮液在45 min內(nèi)從30X 加熱到95X，在95X下保持10 min然后在35 min內(nèi)冷卻至 50X，保持10 min粘度用Brabender單位（BU)記錄。

 

(2)樣品水溶指數(shù)的測(cè)定

 

樣品在一定條件下的水溶能力采用Hanna等人[3]的方 法測(cè)定，用水溶指數(shù)（WSI)來(lái)表示。

 

(3)樣品藍(lán)值的測(cè)定

 

水溶液中直鏈淀粉采用Gilbert和Spragg的方法[4]測(cè) 定，加入三碘化物后在680 nm下測(cè)定吸光值。讀數(shù)定義為 藍(lán)值，用BV = (A680nmx4/C)來(lái)表示，C是碳水化合物溶液

 

的濃度。

 

(4)樣品延展比的測(cè)定

 

擠壓物的膨脹性能表達(dá)為棒狀擠壓物的橫截面面積與 模子的橫截面面積的比值，采用Colonna等人[5]的方法測(cè)定， 取10次測(cè)定結(jié)果的平均值。

 

2結(jié)果與討論

 

2.1添加劑對(duì)淀粉膠體擠壓物粘度的影響

 

添加劑對(duì)粘度的影響如表1所示。添加劑使樣品的表 觀(guān)粘度發(fā)生變化，植物膠使淀粉膠擠壓物的粘度增大，SSL 使淀粉-植物膠擠壓物的粘度都進(jìn)一步提高，DATEM也使 淀粉-植物膠擠壓物的粘度有所增加，而CA降低擠壓物的 粘度。

 

表1% 添加劑對(duì)擠壓物粘度的影響

 

化學(xué)

 

試劑熱糊粘度(952)/BU冷糊粘度(502)/BU

 

不含含瓜含瓜爾膠和阿不含 含瓜含瓜爾膠和阿

 

膠爾膠拉伯膠混合物膠爾膠拉伯膠混合物

 

對(duì)照153740204155

 

CA-46-1519

 

DATEM -6530-8545

 

SSL-450520-540640

 

阿拉伯膠和瓜爾膠是目前工業(yè)中常用的兩種食品膠 體，用來(lái)增加食品的粘度，控制食品的流動(dòng)性。從表1中可 以看出，同時(shí)加入瓜爾膠和阿拉伯膠后擠壓物的粘度比單獨(dú) 加入瓜爾膠的擠壓物粘度高。這可能是由于瓜爾膠和阿拉 伯膠的協(xié)同作用導(dǎo)致了淀粉膠體擠壓物的粘度進(jìn)一步增加。 乳化劑（SSL和DATEM)能夠與淀粉顆粒表面發(fā)生作用形成 水不溶性的混合物，抵制水分子進(jìn)入淀粉顆粒內(nèi)部，阻止淀 粉溶脹，從而減少直鏈淀粉的滲出數(shù)量。因此在不加植物膠 的條件下，添加了乳化劑后的淀粉擠壓物的粘度都測(cè)不出 來(lái)。而在添加植物膠的條件下，乳化劑吸附在植物膠的疏水 部分形成一層混合界面膜，使得淀粉中的可溶性成分能夠釋 放出來(lái)，從而增加了淀粉膠體擠壓物的粘彈性。

 

對(duì)于所用的兩種乳化劑來(lái)說(shuō)，SSL使淀粉-植物膠擠壓 物粘度大大提高，而DATEM僅使淀粉-瓜爾膠擠壓物的粘 度有所提高。這可能是由于SSL在高溫下會(huì)發(fā)生分解，一定 程度上破壞了直鏈淀粉與SSL所形成的水不溶性混合物，使 得直鏈淀粉能夠釋放出來(lái)，從而使淀粉膠體擠壓物的粘度增 加。而DATEM在高溫下較穩(wěn)定，直鏈淀粉與DATEM形成 的混合物阻止直鏈淀粉滲出，而使淀粉粘度增加不大，對(duì)于 淀粉-混合膠擠壓物來(lái)說(shuō)，添加了 DATEM后，粘度還有所下 降。SSL與DATEM對(duì)膠體擠壓物粘度的不同影響可能與它 們的理化性質(zhì)相關(guān)。因?yàn)镾SL是一種很強(qiáng)的表面活性離子 乳化劑，能夠在水中形成穩(wěn)定的晶體膠狀結(jié)構(gòu)，其水合能力 很強(qiáng)，而DATEM形成薄薄的液態(tài)晶膜，限制了其在水中的溶 漲。Evan=[6]和Ha?n[7]也曾報(bào)道：在低溫下，直鏈淀粉-表 面活性劑結(jié)合能力很強(qiáng)，直鏈淀粉滲出很少，而在超過(guò)952 的高溫下，由于顆粒破解或者熱力的增加使得有30%的直鏈 淀粉滲出。

 

與SSL、DATEM相比，檸檬酸的加入大大降低了淀粉膠 的粘度，這是由于在酸性和高溫條件下淀粉發(fā)生降解所致。

 

圖1和圖2是添加了 SSL、DATEM和CA后，淀粉-瓜爾 膠和淀粉-混合膠擠壓物的粘度曲線(xiàn)。從圖1、圖2中看出， CA導(dǎo)致聚合物的完全崩潰，淀粉膠粘度大大降低，而添加了 DATEM的樣品呈現(xiàn)糊化樣品的特征曲線(xiàn)，添加了 SSL的樣 品在502(加熱10 min)出現(xiàn)了一個(gè)峰，表明SSL與淀粉形 成相互作用使得完整淀粉顆粒受到屏蔽保護(hù)，從而避免了在 擠壓過(guò)程萬(wàn)到破壞。

 

時(shí)間，min

 

—b 丨 er?o’+CAbtePTd+DA 丁 EM -^—Wend+SSL

 

圖2添加劑對(duì)淀粉-混合膠擠壓物粘度的影響 2. 2添加劑對(duì)水溶指數(shù)（WSI)的影響

 

淀粉、淀粉-瓜爾膠及淀粉-混合膠以及添加了 SSL、 DATEM和CA后的擠壓物的水溶指數(shù)如表2所示，植物膠的 加入使得淀粉膠擠壓物的溶解度增大，添加了檸檬酸后的淀 粉膠體擠壓物水溶性指數(shù)明顯增大，分別從56. 26%、 61.45%、64.98%增至74.82%、87.47%、89.68%。加入DA- TEM使淀粉膠體擠壓物的水溶性指數(shù)降低，SSL使水溶性指 數(shù)進(jìn)一步下降。

 

表2% 添加劑對(duì)水溶指數(shù)的影響

 

水溶指數(shù)/%

 

試劑不含膠含瓜爾膠含瓜爾膠和阿 拉伯膠混合物

 

對(duì)照56.2661.4664.98

 

添加SSL9.8814. 9717.74

 

添加DATEM42.4849.7655.39

 

添加CA74.8287.4789. 68

 

添加了植物膠的淀粉膠體擠壓物的溶解度增大，這是 由于植物膠的添加導(dǎo)致淀粉顆粒在擠壓過(guò)程中因受剪切力 的作用促使淀粉中可溶性成分釋放出來(lái)。

 

SSL對(duì)淀粉膠體擠壓物的溶解度影響最大，這是由于它 與淀粉具有較強(qiáng)的結(jié)合能力，抵制水分子進(jìn)入淀粉顆粒內(nèi) 部，阻止淀粉溶漲，因而降低了淀粉膠的溶解度。從理論上 說(shuō)，SSL在高溫下會(huì)發(fā)生分解，從而降低它與淀粉的結(jié)合能 力[9]，因此在擠壓機(jī)中溫度達(dá)到1402時(shí)，SSL應(yīng)該完全失去 了與淀粉的結(jié)合能力，釋放出淀粉中的可溶性成分，使淀粉 膠溶解度增大，然而本研宄得到的結(jié)果卻不是這樣。這可能 是由于擠壓過(guò)后的冷卻階段使得淀粉和SSL又重新結(jié)合，從 而造成淀粉膠體擠壓物的溶解度下降。添加了 DATEM的淀 粉膠擠壓物的水溶指數(shù)要比添加了 SSL的高，這是由于二者 的結(jié)構(gòu)不同，與淀粉的結(jié)合能力也不同造成的。加入檸檬 酸后水溶指數(shù)明顯增大，分別增加至74. 82%、87.47%、 89.68%，這是因?yàn)楦邷叵聶幟仕崾沟矸劢到?，使得淀粉膠體 溶解度增大。

 

2.%添加劑對(duì)擠壓物藍(lán)值的影響

 

直鏈淀粉能夠與碘相互作用生成螺旋復(fù)合體，碘位于螺 旋體中間的空穴內(nèi)，類(lèi)似于直鏈淀粉與表面活性劑形成的復(fù) 合物。表3是添加劑對(duì)淀粉藍(lán)值即對(duì)碘親合力的影響，植物 膠的加入使淀粉膠體擠壓物的藍(lán)值有所增加，但增加幅度不 大。添加SSL后樣品藍(lán)值明顯降低，添加DATEM后藍(lán)值有一 定程度的降低。在所用添加劑中，加入CA后藍(lán)值有所增加。

 

表％添加劑對(duì)藍(lán)值的影響

 

試劑藍(lán)值

 

不含膠含瓜爾膠含瓜爾膠和阿 拉伯膠混合物

 

對(duì)照9. 2010.0110.12

 

添加SSL1. 601. 621. 62

 

添加DATEM7. 928.819. 24

 

添加 CA10. 7611.1411. 36

 

已有報(bào)道表明SSL易與淀粉形成復(fù)合物，在高溫下復(fù) 合物不穩(wěn)定，易分解，而冷卻過(guò)程中又很快與淀粉結(jié)合，重新 形成復(fù)合物，形成的復(fù)合物阻止了直鏈淀粉與碘結(jié)合[8]。本 研宄中得到的結(jié)果與前人所報(bào)道的結(jié)果相吻合。同樣地，添 加了 DATEM的樣品藍(lán)值也有所下降。添加CA導(dǎo)致樣品藍(lán) 值升高是因?yàn)镃A能夠促進(jìn)淀粉水解，釋放出更多的直鏈淀 粉到溶液中與碘結(jié)合。

 

2.4添加劑對(duì)擠壓物延展性的影響

 

延展性是顯示樣品在擠壓過(guò)程中空間變化的相關(guān)參數(shù)。 從表4可以看出，添加植物膠降低了淀粉膠體擠壓物的延展 性。CA明顯提高膠體擠壓物的延展性，DATEM也有一定的 提高作用，而SSL則降低其延展性。

 

表 4& 添加劑對(duì)擠壓物延展性的影響

 

延展比

 

試劑不含膠含瓜爾膠含瓜爾膠和阿

 

拉伯膠混合物

 

對(duì)照6. 976.255. 95

 

添加 SSL4. 895. 025. 35

 

添加DATEM8. 476. 607. 89

 

添加 CA11. 8313.1010. 50

 

造成擠壓物延展性降低或增大有很多因素，包括淀粉 類(lèi)型、直鏈淀粉含量、支鏈淀粉的結(jié)構(gòu)及其分子量。加入植 物膠后擠壓物的延展比減小，這是由于擠壓物的粘性增加造 成的。Launay和L:;ch[9]報(bào)道粘度能夠降低淀粉的膨脹體 積，加入植物膠后淀粉粘度增大，使得糊化受阻，因此阻止了 淀粉溶漲及直鏈淀粉的釋放，從而降低了物質(zhì)的延展性。

 

Chinaswamy和Hanna[ w]報(bào)道直鏈淀粉含量增加能夠提 高淀粉擠壓物的延展性。添加CA提高了的樣品延展性，這 是由于淀粉在酸性條件下發(fā)生降解，使得淀粉的溶解度增 大，直鏈淀粉的濃度增加所致。添加SSL的樣品，由于SSL 具有較強(qiáng)的絡(luò)合性，能夠與淀粉形成復(fù)合物，阻止了直鏈淀 粉的釋放，從而使得樣品的延展體積減小。而添加DATEM 提高了膠體擠壓物的延展性，這有待進(jìn)一步研宄。

 

%結(jié)論

 

通過(guò)對(duì)植物膠、檸檬酸（CA)、硬脂酰乳酸鈉（SSL)、雙乙 酰酒石酸甘油單酯（DATEM)對(duì)淀粉膠擠壓物的粘度、水溶 性、藍(lán)值及延展性的影響研宄，表明植物膠能夠明顯提高淀 粉膠體擠壓物的粘度和水溶性，降低其膨脹體積；SSL和 DATEM能提高數(shù)據(jù)-瓜爾膠膠體擠壓物的粘度，降低擠壓物

 

的藍(lán)值和水溶性;而CA明顯提高膠體擠壓物的藍(lán)值、水溶性

 

和膨脹體積，降低擠壓物的粘度。

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