抗性淀粉对小麦粉凝胶质构特性的影响

付 蕾 田纪春

(国家作物生物学重点实验室山东农业大学小麦品质育种研究室1，泰安 271018)

(山东农业大学化学与材料科学学院2，泰安 271018)

抗性淀粉对小麦粉凝胶质构特性的影响

付 蕾1，2田纪春1

(国家作物生物学重点实验室山东农业大学小麦品质育种研究室1，泰安 271018)

(山东农业大学化学与材料科学学院2，泰安 271018)

以3种不同筋力小麦粉为原料，研究了抗性淀粉(Resistant Starch，RS)对小麦粉凝胶质构特性的影响。结果表明:抗性淀粉不能形成凝胶，添加5%～20%抗性淀粉的小麦粉配粉可形成凝胶。抗性淀粉RS3和RS2对强筋、中筋和弱筋小麦粉凝胶的影响趋势相同，随着配粉中抗性淀粉的比例逐渐增加，各凝胶的硬度、黏着性和胶着性显著降低，中筋粉的硬度、黏着性和胶着性值最高，弱筋粉次之，强筋粉最低;3种筋力小麦粉及其抗性淀粉配粉的弹性和凝聚性差异很小。

抗性淀粉 凝胶 小麦粉 质构曲线分析

淀粉是食品工业中一种不可缺少的原料，淀粉的凝胶特性与食品品质有密切的关系，凝胶的黏弹性、强度等特性对面制品的口感、速食性、持水性以及凝胶体的加工、成型性等功能都有较大影响［1－2］。通过对凝胶特性的测定，可以控制产品质量，鉴别成品优劣，并可以为工艺和设备的设计提供有关数据。抗性淀粉发现于20世纪80年代，是一种不能在人体小肠中消化吸收，但可以在大肠中被微生物菌丛发酵或部分发酵的淀粉，它不仅具有与膳食纤维相似的生理功能，而且还具有调节血糖、防治心脑血管疾病、预防直肠结肠癌、控制体重的作用［3－5］。近年来，抗性淀粉作为保健食品的添加剂，越来越多地应用于食品工业中。

为了有效地开发抗性淀粉凝胶类保健食品，了解凝胶类抗性淀粉食品的加工特性，以强筋、中筋和弱筋小麦粉为研究对象，研究了不同抗性淀粉添加量对小麦粉凝胶质构特性的影响，旨在为开发具有保健功能的大众化抗性淀粉保健产品提供一定的基础数据及理论指导。

1 材料和方法

1.1 材料

抗性淀粉RS3(Novelose330，回生的非颗粒高直链玉米淀粉)和RS2(Hi－maize260，未糊化的高直链玉米抗性淀粉颗粒):上海国民淀粉公司;小麦粉 A(强筋，SGW)，小麦粉 B(中筋，IGW)，小麦粉 C(弱筋，WGW):农业部谷物品质检验监督检测中心(泰安)。

1.2 仪器

凯氏定氮仪:瑞士Buchi公司;UV－4802型双光束紫外－可见分光光度计:尤尼卡(上海)仪器有限公司;2055型脂肪检测仪:瑞典Foss公司;面筋洗涤仪:瑞典 Perten公司;粉质仪:德国 Brabender公司;BAU－A型沉淀值测定仪:中国农业大学仪器修配室(气象系);WSB－Ⅳ型智能白度仪:杭州大成光电仪器有限公司;3D型快速黏度分析仪:澳大利亚Newport Scientific公司;TA－XT2i质构仪:英国 Stable Micro System公司。

1.3 方法

1.3.1 基本理化指标的测定

小麦粉蛋白质含量按AACC 46－13方法测定，粗淀粉含量按GB 5006—1985旋光法测定。直链淀粉含量按双波长法测定，直链淀粉测定波长为573 nm，参比波长为503 nm，支链淀粉测定波长为580 nm，参比波长为708 nm，根据标准曲线计算面粉中直链淀粉含量。粗脂肪含量按AACC 30－10方法测定，小麦粉面筋指数按AACC 38－12A方法测定，粉质特性按AACC 54－21方法测定，沉淀值按AACC 56－63方法测定，2个重复。

1.3.2 小麦配粉的制备

抗性淀粉RS3和RS2分别与小麦粉A、B和C按质量比 5/95，10/90，15/85，20/80 的比例混合，制成配粉。

1.3.3 凝胶质构特性的测定

使用快速黏度分析仪按AACC 76－21标准方法1糊化样品，将糊化后的凝胶在样品铝筒内趁热摇匀，使其表面平整，在4℃下放置24 h。采用物性测定仪，以SMS P/0.5 探头，测定前速度为1.0 mm·s－1，测定速度1.0 mm·s－1，测定后速度 1.0 mm·s－1，引发距离 10 mm，引发力5 g，应用TPA程序进行凝胶质构的测定，得到硬度、黏着性、弹性等参数，重复2次。

1.4 统计分析

利用DPS 3.11统计分析软件对试验数据进行分析，并采用LSD法进行平均数多重比较。

2 结果与讨论

2.1 3种小麦粉品质分析

小麦粉A、B和C的蛋白质、粗淀粉、直链淀粉、粉质质量指数、稳定时间、面筋指数、干面筋、湿面筋含量，沉降值和白度均具有显著差异(P＜0.05)，脂肪含量接近(表1)。面筋指数、稳定时间和粉质质量指数表明小麦粉A、B、C分别属于强、中、弱筋粉范畴［6］。小麦粉B的湿面筋含量和沉降值高于小麦粉A，干面筋含量相反，说明小麦粉B中面筋蛋白的水合能力高于A。3种小麦粉品质差异较大，小麦粉A适合制作面包等对小麦粉筋力要求较高的食品，小麦粉B适合制作面条、馒头等需中等面筋含量的食品，小麦粉C则只适合制作糕点、饼干类需面筋含量较低的食品。

表1 3种小麦粉的理化指标

2.2 抗性淀粉对小麦粉凝胶质构特性的影响

由图1可以看出，3种不同筋力小麦粉凝胶质构特性的差异十分明显。中筋粉凝胶的硬度、黏附性、胶着性最大，其次是弱筋粉凝胶，强筋粉最小，而小麦粉中直链淀粉含量也恰好是中筋粉高于弱筋粉，强筋粉最小。3种小麦粉的弹性和黏聚性无显著差异(P＜0.05)。抗性淀粉RS3和RS2具有较高的热稳定性，在快速黏度测定中不发生糊化(图2)［7］，说明颗粒聚集体不发生或者难于发生分散，因此不能形成淀粉凝胶，但添加5%～20%抗性淀粉的小麦粉配粉及对照小麦粉皆能糊化并形成凝胶。一般认为，淀粉糊在冷却过程中，黏度增大并最终形成凝胶体是由直链淀粉分子的重新聚集、形成凝胶网络并不断扩展引起的。Mua等［8］认为硬度大的凝胶一般有较高的直链淀粉含量和较长的支链淀粉链，本试验从一个侧面证明了他们的观点。

2.3 抗性淀粉添加量对小麦粉凝胶质构特性的影响

图3至图6表示了抗性淀粉添加量对3种筋力小麦粉凝胶硬度、黏着性、胶着性、弹性和凝聚性的影响。2种抗性淀粉(RS3和RS2)与3种小麦粉(强筋、中筋和弱筋)配粉的凝胶质构变化呈现相同规律。随着小麦粉凝胶中抗性淀粉的比例逐渐增加、普通小麦粉的比例逐渐减少，各凝胶的硬度、黏着性和胶着性显著降低，中筋粉的硬度、黏着性和胶着性值最高，弱筋粉次之，强筋粉最低，弹性和凝聚性总体有下降趋势，但差异不显著。

3种筋力小麦粉及其抗性淀粉RS3配粉凝胶的硬度随着RS3含量的增加显著降低，其中弱筋粉凝胶的硬度降低趋势最大(图3a)。所以当需要硬度较大的凝胶产品时，可选择中筋粉配粉，反之，则选择强筋配粉。RS2小麦配粉的凝胶硬度表现出与RS3相似的规律(图3b)。

随着凝胶中抗性淀粉含量的增加，小麦配粉凝胶的黏着性显著降低。添加20%抗性淀粉的小麦粉凝胶的黏着性最小。中筋粉－抗性淀粉配粉凝胶的黏着性最大，弱筋配粉次之，强筋配粉最小(图4)。Zaidual等［9］研究西米－小麦粉凝胶的质构特性时，也发现中筋粉及其混合物凝胶的硬度和黏着性最强，原因有待于进一步研究。

随着配粉凝胶中抗性淀粉含量的增加，胶着性显著降低，且中筋配粉凝胶的胶着性高于弱筋配粉和强筋配粉(图5)。试验发现强、中、弱筋小麦粉的抗性淀粉配粉凝胶的胶着性曲线的形状十分相像，说明抗性淀粉对3种小麦粉的影响相似。

3种筋力小麦粉配粉的弹性和凝聚性基本相同，添加抗性淀粉后，弱筋粉凝胶的弹性和凝聚性基本不变，强筋粉和中筋粉的弹性和凝聚性略有下降，总体差异不显著(图6)。说明抗性淀粉的加入对小麦粉凝胶的弹性和凝聚性影响很小，生产抗性淀粉凝胶产品时，可忽略这两个因素的影响。

图6 抗性淀粉添加量对弹性和凝聚性的影响

Saartrat等［10］在研究乙酰化淀粉的凝胶特性时认为直链淀粉凝胶网络的程度和膨胀淀粉颗粒的形变性是影响凝胶强度的主要因素。Sandhu等［11］指出淀粉凝胶的质构特性取决于多种因素，其中包括直链淀粉的分子大小及含量、糊化淀粉颗粒的体积、黏弹性及淀粉凝胶中连续相与分散相的相互作用。这些因素又取决于直链淀粉的含量和支链淀粉结构。Sánchez－Alonso等［12］将小麦膳食纤维添加到鱿鱼鱼糜中后，也发现凝胶的硬度下降，他们认为凝胶硬度降低的一个重要原因是膳食纤维的加入导致凝胶中蛋白质的相对含量减少，同时膳食纤维的存在破坏了蛋白质的网络结构。在快速黏度测定试验中，试验发现抗性淀粉黏度曲线是一近似为零的直线(图2)，冷却后它们不能形成凝胶，所以抗性淀粉－小麦粉凝胶主要是由原小麦粉中的直链淀粉的重排和蛋白质的网络结构组成的。抗性淀粉的加入减少了配粉中蛋白质和可糊化直链淀粉的比例，削弱了蛋白质和直链淀粉各自和相互间的交联，降低了链之间的相互作用，影响了面筋网络的形成与扩展，结果使得凝胶的硬度、黏着性和胶着性均降低，但这一结论还需进一步的实验证实。

3 结论

抗性淀粉自身不能形成淀粉凝胶，添加5%～20%抗性淀粉的小麦粉配粉可形成凝胶。两种类型的抗性淀粉(RS3和RS2)对强筋、中筋和弱筋小麦粉凝胶的影响趋势相同，随着配粉中抗性淀粉的比例逐渐增加，各凝胶的硬度、黏着性和胶着性显著降低，但凝胶的黏聚性和弹性变化不显著。

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Effect of Resistant Starch on Gel Textural Properties of Wheat Flour

Fu Lei1，2Tian Jichun1
(State Key Laboratory of Crop Biology/Grop of Quality Wheat Breeding，Shandong Agricultural University1，Tai'an 271018)
(College of Chemistry and Material Science，Shandong Agricultural University2，Tai'an 271018)

In this research，the effect of resistant starch on gel textural properties of wheat flour was investigated.The results show that all the wheat flour and RS－wheat flour mixtures with 5%～20%RS were able to form gels except resistant starch.The influential tendencies of RS3 on control wheat gels and RS－wheat mixed gels were consistent with RS2.The hardness，adhesiveness and gumminess for RS － wheat mixed gels decreased as the RS proportion in the gel increasing，and the values for RS － intermediate gluten wheat flour mixed gels were the highest，followed by RS－weak gluten wheat flour gels and then RS－strong gluten wheat flour gels.The springiness and cohesiveness for control wheat flour gels and RS－wheat flour mixed gels were observed to be almost the same.

resistant starch，gel，wheat flour，texture profile analysis

S512.1

A

1003－0174(2012)09－0040－05

国家973专项(2009CB118301)，山东农业大学青年科技创新基金(08－23645)

2012－01－05

付蕾，女，1966年出生，副教授，谷物品质检测

田纪春，男，1953年出生，教授，小麦品质育种