淀粉—海藻酸钠互穿网络的构建及对挤压荞麦面条品质特性的影响研究

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荞麦是一种营养十分丰富的伪谷类作物,但由于面筋蛋白的缺乏,利用传统小麦面条加工方式难以生产荞麦面条。挤压加工已被成功用于制备全荞麦面条。但挤压加工制作的荞麦面条复水时间长、复热损失较高、面汤易浑浊且面条表面粘附性高,耐泡性差,这些问题阻碍了挤压荞麦面条的发展。互穿聚合物网络因其在调节食品结构和性能方面所显示出的巨大潜力,而受到越来越多研究者的关注。我们设想可以通过构建互穿聚合物网络来进一步改善并且调控挤压荞麦面条的品质。基于此,本文以海藻酸钠为切入点,构建淀粉-海藻酸钠互穿网络体系,研究其对挤压荞麦面条品质特性的影响。具体结果如下:1、探究了添加不同浓度海藻酸钠(SA,0.5%,1%,2%)以及海藻酸钠通过动态共混交联和原位聚合交联对挤压荞麦面条品质特性的影响。XRD表明,随着SA的添加,荞麦面条的相对结晶度从19.34%降低到16.27%。TG发现,荞麦淀粉和SA的相容性较好,SA能够均匀分布在荞麦面条淀粉凝胶网络内,导致热稳定性提高。蒸煮特性和消化特性测定结果表明,添加1%浓度的SA,荞麦面条的蒸煮损失从15.33%降低至8.64%,预测血糖指数(pGI)从84.76降低至78.92。通过SEM可以发现,SA动态共混方式交联呈现出一种局部交联的状态,破坏了淀粉凝胶网络的连续性。而原位聚合交联形成的SA凝胶网络均匀分布在淀粉凝胶网络中,和淀粉凝胶网络形成了相互穿插的互穿结构。构成互穿网络后,荞麦面条蒸煮损失降低至6.58%,面汤浊度降到0.23 NTU;硬度从2260.16上升至6220.9 g,粘附性则从-33.32降低至-19.59 g·s。消化特性的测定结果表明,互穿网络的构建能显著降低荞麦面条的pGI,(69.25),促进快消化淀粉和慢消化淀粉向抗性淀粉转化,抗性淀粉含量达到了61.03%。2、探究了通过改变海藻酸钠MG比(1:2,1:1,2:1)和CaCl2浓度(0.5%,1%,1.5%)对淀粉-SA互穿网络及挤压荞麦面条品质特性的影响。通过SEM可以观察到,G片段的占比及Ca2+的浓度的升高导致互穿网络中SA凝胶网络交联密度高。TG表明,G片段占比上升,提高了荞麦面条的热稳定性,CaCl2的浓度在1%时有最高的热稳定性。随着G片段占比和Ca2+浓度的增加,挤压荞麦面条的蒸煮损失、断裂伸长率逐渐降低,最低分别为8.22%和62%;蒸煮时间则先降低后增加,最短为3.47 min;面条的硬度、咀嚼性、拉断力均显著增加,最高分别为6093.35 g、3462.11和0.131 N。淀粉体外消化特性表明,SA的MG比为1:2,CaCl2水溶液浓度为1%时,面条的pGI值最低,为66.41,抗性淀粉含量最高,为63.49%。通过感官评定实验以及与质构特性相关性分析可以发现,当面条硬度在3800–5200 g范围内时,面条的整体可接受度较高,表明通过调控SA凝胶网络,可以影响互穿网络,进而实现对挤压荞麦面条硬度、弹性和咀嚼性不同梯度的调控。3、探究了不同复热方式(开水微波,开水蒸煮,开水浸泡)对互穿网络强化的挤压荞麦面条品质特性的影响,结果表明,开水微波复热时间最短为2.33min,但复热损失最高为6.94%,面汤浊度为3.23 NTU。开水浸泡复热时间最长为5.33 min,复热损失最低为5.00%,面汤浊度为0.21 NTU。SEM表明,开水微波复热后,挤压荞麦面条孔隙率最高,结点数最低,分别为57.32%和423。LF-NMR的测定结果表明,开水微波水分运动最为剧烈,但面条内不易流动水含量无显著差异。消化特性的测定结果表明,开水微波复热后,面条pGI值最高为71.98,相对剧烈的复热条件会影响互穿凝胶网络,但SDS和RS未向RDS转变,说明削弱作用较小。以上结果表明,淀粉-SA互穿网络能够维持面条较为稳定的复热品质。4、研究面条复热后浸泡不同时间(0,5,10,20,30 min)对面条互穿网络性能的影响,评价了互穿网络挤压荞麦面条的耐泡性,并以市售小麦面条作对比。结果表明,互穿网络具有较好的耐泡性。浸泡30 min后,挤压荞麦面条复热损失从5.44%上升至9.44%,而小麦面条的复热损失则从7%上升到12.89%;SEM表明,浸泡30 min后,荞麦面条互穿凝胶网络依然保持较好的网络状态,孔隙率从51.92%上升至62.64%,结点数847降低至337。而小麦面条面筋网络可以看见明显的卷曲以及破损,孔隙率从59.01%上升至65.91%,结点数从399降低至258。LF-NMR表明,荞麦面条浸泡30 min后依然有较好的束水能力,小麦面条在浸泡20 min以后,水分开始从不易流动态转变为可流动态;质构特性表明,荞麦面条经过30 min浸泡后,硬度从4368.70 g降低至2514.39 g,小麦面条硬度从3153.72 g降低到1345.27 g;淀粉体外消化特性表明,荞麦面条浸泡20 min内,pGI值缓慢上升,20-30 min的时间范围时,pGI值迅速上升至83.98。而小麦面条在浸泡5-10 min的时间范围内,pGI值迅速上升至92.20后稳定。以上结果表明,互穿网络强化的挤压荞麦面条具有较好的耐泡性。
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