共轭亚油酸对小麦淀粉理化性质的影响

赵 阳 王雨生，2 陈海华，3 王文敬

（青岛农业大学食品科学与工程学院1，青岛 266109）（青岛农业大学学报编辑部2，青岛 266109）（山东农业大学食品科学与工程学院3，泰安 271018）

共轭亚油酸对小麦淀粉理化性质的影响

赵 阳1王雨生1，2陈海华1，3王文敬1

（青岛农业大学食品科学与工程学院1，青岛 266109）（青岛农业大学学报编辑部2，青岛 266109）（山东农业大学食品科学与工程学院3，泰安 271018）

为研究共轭亚油酸（CLA）对小麦淀粉（WS）理化性质的影响，采用快速黏度计、差示扫描量热仪、动态流变仪等，研究了小麦淀粉－共轭亚油酸（WS－CLA）复合体系的糊化性质、热性质、流变性质。结果表明，CLA影响WS的理化性质。CLA阻碍WS吸水溶胀，使其峰值黏度降低、糊化焓升高。CLA使WS抗老化能力增强、更易形成弹性凝胶，表现为老化率和tanδ降低。

共轭亚油酸 小麦淀粉 理化性质

小麦是人类最主要的粮食之一。淀粉是小麦籽粒中最主要的成分，小麦淀粉的性质直接决定了面制品的感官品质、质构特性和贮藏品质[1]。随着生活水平的提高和健康饮食观念的深入人心，人们对面制品的食用品质和营养价值要求日益提高。在面制品中添加一些具有改善淀粉性质的食品成分，如不饱和脂肪酸等，可以为面制品拓宽市场。

共轭亚油酸（CLA）是亚油酸（C18∶2）的同分异构体，是一种营养价值极高的长链多不饱和脂肪酸。CLA不仅能够调节人体脂肪代谢，有效预防心脑血管疾病和冠心病的发生，而且具有抗氧化活性，在抗癌、清除自由基方面有一定功效[2]。Raphaelides等[3]的研究结果表明，添加了豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸的高直链玉米淀粉糊表现出剪切增稠性质，而不添加脂肪酸的高直链玉米淀粉糊具有剪切变稀性质。Tang等[1]的研究表明，月桂酸、豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸和亚麻酸均可提高小麦淀粉糊的黏度。Zhou等[4]的研究表明，硬脂酸能增强大米淀粉的膨胀力并抑制其老化。因此，可以通过添加脂肪酸来改善淀粉含量较高食品的品质。

因此，本试验采用快速黏度分析仪、差示扫描量热仪、动态流变仪等，研究了CLA对小麦淀粉（WS）糊化性质、热性质、动态流变学性质的影响，以期为脂肪酸对淀粉性质的影响和在面制品中的应用提供理论参考。

1 材料方法

1.1 试验材料

共轭亚油酸（CLA，纯度80.3%）：青岛澳海生物有限公司；小麦淀粉 （WS，水分质量分数13.03%）：南京甘汁园糖业有限公司。

1.2 试验仪器

RVA Starchmaster型快速黏度计：澳大利亚New－port公司；TA－XT.Plus型物性测定仪：英国Stable Micro Systems公司；JFZD型粉质仪：北京东孚久恒仪器技术有限公司；DSC1型差示扫描量热分析仪：瑞士Mettler－Toledo集团；MCR102型动态流变仪：奥地利Anton Paar有限公司；FX－26A型电发酵箱：广东恒联食品机械有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 小麦淀粉－共轭亚油酸（WS－CLA）复合体系的制备

根据参考文献[5]制备WS－CLA复合体系如下步骤。

WS悬浊液：称取适量的WS分散于蒸馏水中配制成一定质量分数的悬浊液，待用。

WS－CLA复合体系的配制：称取适量的CLA分散于蒸馏水中配成一定质量分数的悬浊液，用磁力搅拌器充分搅拌10 min，再将WS加入到CLA溶液中，充分混匀，待用。

1.3.2 淀粉糊化性质的测定

配制质量分数为11%的WS悬浊液，添加质量分数为0～1.0%的CLA，根据参考文献[6]用快速黏度计进行测定，记录糊化过程中样品糊化温度、峰值黏度、衰减值、回生值。结果取5次试验的平均值。

1.3.3 淀粉热特性的测定

参照参考文献[7]测定WS－CLA复合体系的热性质。配制质量分数为33%的WS悬浊液，添加质量分数为0～3%的CLA，称取30μg的WS－CLA复合体系于40μL铝坩埚中。将差示扫描量热分析仪用铟标准品进行校正后，用于样品的测定。扫描温度范围30～100℃，升温速率为10℃/min，记录起始糊化温度（To）、峰值温度（Tp）、终止糊化温度（Te）和糊化焓（ΔH0）。糊化后的样品于4℃下储存7 d后再次进行扫描，温度范围25～90℃，升温速率为10℃/min，记录熔融焓（ΔH1），计算样品的老化率。计算公式如下：

R＝ΔH1/ΔH0

1.3.4 淀粉流变学特性的测定

配制WS质量分数为5%，CLA质量分数为0～0.5%的样品，沸水浴糊化10 min后于冰水浴中迅速冷却至室温。采用动态流变仪、直径为50 mm的平行板系统、平行板间隙为1 mm，在25℃下测定淀粉糊的动态流变学性质。

小振幅振荡测试：根据参考文献[8]对样品进行线性黏弹区扫描，在其线性黏弹区范围内恒定应变0.5%进行小幅振荡试验，振荡频率为0.1～10 Hz，记录 G’、G”和损耗角正切值（tanδ＝G”/G’）。

1.3.5 统计分析方法

采用SPSS17.0统计分析软件对数据进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 CLA对WS性质的影响

2.1.1 CLA对WS糊化黏度性质的影响

淀粉糊化后，由于疏水相互作用，分子链发生盘曲螺旋形成空腔，脂肪酸等有机分子在一定条件下可以进入螺旋腔，生成脂肪酸－淀粉络合物，从而影响淀粉性质[9]。由表1可知，添加 CLA，WS的糊化温度无明显变化。这是因为WS糊化前，分子仍处于结晶状态而未形成疏水螺旋结构。而CLA疏水性较强，故此时 CLA几乎不与 WS发生相互作用[2]。Zhang等[10]的研究表明，棕榈酸、油酸、亚油酸对淀粉糊化温度均无显著影响，这与本研究结果一致。Zabar等[11]指出，二甲亚砜或高温碱处理使淀粉溶胀，才可用于制备淀粉－脂类复合物。

表1 WS－CLA复合体系的糊化性质

与WS相比，添加CLA使WS的峰值黏度降低。Zhou等[12]的研究表明，硬脂酸、亚油酸使大米淀粉的峰值黏度降低，这与本研究结果一致。这可能是因为WS糊化过程中，CLA在WS颗粒表面形成一层包被膜，阻止水分子向WS颗粒内部扩散，阻碍了WS吸水溶胀[13]。

与WS相比，添加CLA使WS的衰减值升高。这说明CLA的添加能够使WS的热稳定性变差。这可能是因为CLA中不稳定的共轭双键氧化导致的[2]。Zhou等[12]的研究表明，硬脂酸、亚油酸均使大米淀粉衰减值降低，这与本研究结果不一致。但其研究还表明硬脂酸使大米淀粉的衰减值降低了93%，而亚油酸使大米淀粉的衰减值只降低了10%，这说明脂肪酸的饱和程度对脂肪酸－淀粉复合体系的热稳定性有一定影响。

随着CLA添加量的增加，WS的回生值呈上升趋势。这可能由2方面原因导致。一是WS在低温下的老化结晶，二是添加CLA促使WS在温度降低的过程中发生胶凝，这都会导致体系流动性变差[12]。Zhou等[12]的研究表明，硬脂酸、亚油酸均使大米淀粉的回生值升高。这与本研究结果一致。

2.1.2 CLA对WS热性质的影响

由表2可知，随CLA质量分数的增加，WS的起始糊化温度无明显变化。这与RVA测定中CLA对WS糊化温度无明显影响这一结果相同。Ozcan等[14]的研究表明，油酸对玉米淀粉的起始糊化温度无显著影响。Zhou等[12]的研究表明，油酸对大米淀粉的起始糊化温度无显著影响。这与本试验的研究结果一致。

表2 WS－CLA复合体系的热性质

与对照相比，WS－CLA复合体系的峰值糊化温度略有降低。Zhou等[12]的研究表明，硬脂酸、亚油酸使大米淀粉的峰值糊化温度降低。Ozcan等[14]的研究表明，十八碳不饱和脂肪酸使玉米淀粉的峰值糊化温度降低。这与本研究结果一致。

添加CLA，WS的终止糊化温度变化不显著，这说明CLA对WS糊化的过程无显著影响。Ozcan等[14]的研究表明，棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸对玉米淀粉的终止糊化温度均无明显影响。这与本研究结果一致。

与对照相比，CLA使WS的糊化焓显著增加，这说明CLA使WS糊化过程中吸热量增加。这可能是因为WS需要吸收更多能量来克服CLA包被膜对其吸水溶胀的阻碍[13]。随着CLA质量分数的增加，WS－CLA复合体系的糊化焓降低。这可能是由于升温过程中，CLA氧化放热所致。Tang等[1]的研究表明，淀粉与脂肪酸结合的能力有限。未能与淀粉络合的CLA因含有双键，在高温条件下极易被氧化[2]。

与对照相比，WS－CLA复合体系的老化率显著降低。这说明添加CLA能够抑制WS分子的老化。这可能是因为CLA与WS的络合阻碍了WS分子的重结晶[15]。这与前人的研究结果一致。Zhou等[12]的研究表明，硬脂酸、亚油酸均能够有效抑制大米淀粉的老化。Chang等[16]的研究表明，棕榈油、猪脂、米糠油均能抑制低直连大米淀粉的老化。Germani等[17]指出，脂类物质能够减缓玉米淀粉的老化。结合RVA的测定结果可知，CLA使WS回生值升高，并不是因为CLA促使了WS老化结晶。

2.1.3 CLA对WS动态流变学性质的影响

由图1可知，与对照相比，WS的G’与G”均增加。这可能是因为WS与CLA的相互作用使分子间的交联更多，这使淀粉糊黏度增大，同时增加其凝胶网络的弹性[18]。Eliasson等[18]的研究表明，单甘脂使玉米淀粉的G’增加，这与本研究结果一致。同时由图1可知，WS－CLA复合体系的G’远大于G”，这说明WS－CLA复合体系能够形成黏弹性凝胶。与G”相比，CLA的添加对G’的提高作用较大，这说明CLA有利于促进WS－CLA复合凝胶的形成。当CLA质量分数为0.5%时，WS－CLA复合体系的G’与G”均比0.3%时略有降低。这可能是因为WS结合CLA的能力有限，未与WS结合的CLA降低了WS－CLA复合体系凝胶结构的黏性和弹性[1，12]。

图1 WS－CLA复合体系的动态流变学特性

由图1可知，与对照相比，WS－CLA复合体系的tanδ明显降低。这说明CLA使WS－CLA复合体系的流动性变差，并可预测WS－CLA复合体系形成的凝胶更趋向于固体。这与RVA测定结果中WSCLA复合体系的回生值随CLA质量分数的增加而升高这一结果一致。随着振荡频率的增加，WS－CLA复合体系的tanδ均升高，这说明WS－CLA复合体系的凝胶结构在外力的作用下受到一定破坏。与对照相比，WS－CLA复合体系tanδ的增势趋缓。这说明CLA能够维持WS－CLA复合凝胶结构的稳定性。当CLA质量分数为0.3%～0.5%时，WS－CLA复合体系tanδ的增加趋势最平缓，这可能是因为此时WS－CLA复合体系的黏性、弹性相对平衡，凝胶结构较稳定[18]。

结合RVA、DSC与动态流变学性质测定结果推断，CLA使WS－CLA复合体系的回生值升高，并不是WS老化结晶导致的，而是因为CLA促进了WSCLA复合凝胶的形成，使体系流动性变差导致冷糊黏度升高。Tang等[1]指出，淀粉与脂肪酸络合形成一种单螺旋Ⅴ型结构，这会使淀粉分子间的间隔增大而不易结晶，但该结构易于形成凝胶，这会使淀粉－脂肪酸复合体系具有较高的黏度。这与本研究结果一致。

3 结论

CLA对WS糊化的影响主要体现在2方面。一是在WS颗粒表面形成包被膜，阻碍其吸水溶胀，表现为峰值黏度降低、糊化焓升高。二是与WS络合形成WS－CLA复合物，使WS抗老化能力增强、更易形成弹性凝胶，表现为老化率、tanδ降低。

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Effect of Conjugated Linoleic Acid on the Physicochemical Properties ofWheat Starch

Zhao Yang1Wang Yusheng1，2Chen Haihua1，3Wang Wenjing1

（College of Food Science and Engineering，Qingdao Agricultural University1，Qingdao 266109）（Editorial Department of Journal of Qingdao Agricultural University2，Qingdao 266109）（College of Food Science and Engineering，Shandong Agricultural University3，Taian 271018）

To determine the effect of conjugated linoleic acid on the physicochemical properties ofwheat starch，the pasting properties，thermal properties，and rheological properties of WS－CLA mixtures have been studied by rapid viscosity analyzer（RVA），differential scanning calorimeter（DSC）as well as dynamic rheometer.The results showed that the gelatinizing properties of wheat starch could be significantly influenced by conjugated linoleic acid.Along with increasing addition of conjugated linoleic acid，the swelling ofwheat starch was gradually obstructed to be reflected by lower peak viscosity and higher enthalpy.Elastic gel formation capacity and anti－retrogradation capacity ofwheat starch paste were enhanced，which was indicated by the lowered retrogradation rate and tanδ.

conjugated linoleic acid，wheat starch，physicochemical properties

TS231

A

1003－0174（2015）10－0021－05

山东省高等学校优秀中青年骨干教师国际合作培养项目（SD－20130875），山东农业大学博士后经费（76414），国家级大学生创新创业训练计划项目（2013 10435028），青岛农业大学研究生创新计划（QYC20 1310），青岛农业大学实验技术研究课题（QSY20132 608）

2014－03－26

赵阳，女，1989年出生，硕士，食品化学

陈海华，女，1973年出生，教授，食品化学