韌化處理對淀粉品質(zhì)特性的影響及應(yīng)用研究進展

伍 婧 李宗軍 李 珂 趙 琳

（湖南省食品科學(xué)與生物技術(shù)重點實驗室湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，長沙 410128）

韌化處理對淀粉品質(zhì)特性的影響及應(yīng)用研究進展

伍 婧 李宗軍 李 珂 趙 琳

（湖南省食品科學(xué)與生物技術(shù)重點實驗室湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，長沙 410128）

討論了不同韌化處理對淀粉理化性質(zhì)如顆粒形態(tài)、淀粉結(jié)晶、熱力學(xué)，以及對酸的敏感性等特性的影響，分析了韌化淀粉對α－淀粉酶的敏感性；闡述了韌化淀粉改性的機理，展望了韌化處理淀粉在食品工業(yè)中的應(yīng)用前景和開發(fā)潛力。

淀粉 韌化 物理改性 改性淀粉

1 概述

淀粉是儲存在高等植物組織中除了纖維素以外含量最多的天然多糖，是人類必需的能量來源。在綠色植物中，淀粉是由淀粉顆粒堆積而成的，而淀粉顆粒又是由線性的直鏈淀粉和有分支的支鏈淀粉組成，這2種葡萄糖聚合物通過原子間或者原子內(nèi)部的氫鍵有組織的排列而形成復(fù)雜的半晶質(zhì)高聚物。

根據(jù)淀粉的生物可利用性可將淀粉分為：快速消化淀粉（readily digestible starch，RDS）、緩慢消化淀粉（slowly digestible starch，SDS）、抗性淀粉（resistant starch，RS）3類，其中，RS和SDS的消費成為食品消費的一個新趨勢。RS不能在小腸消化吸收和提供葡萄糖，而可以在結(jié)腸中被發(fā)酵產(chǎn)生短鏈脂肪酸，與預(yù)防Ⅱ型糖尿病、結(jié)（直）腸癌和一些飲食相關(guān)的慢性疾病有關(guān)；SDS可調(diào)節(jié)糖尿病人的糖類代謝，所以它們可作為功能食品成分添加到食品中［1］。關(guān)于淀粉顆粒的結(jié)構(gòu)，目前被廣泛認可的是Tester等［2］給出的殼層結(jié)構(gòu)模型（圖1），支鏈淀粉分子的側(cè)鏈雙螺旋結(jié)構(gòu)規(guī)則排列形成微晶；結(jié)晶層與無定形層的交替排列構(gòu)成半結(jié)晶生長環(huán)（深色），無定形層包含支鏈淀粉分子的分支區(qū)域和直鏈淀粉分子；無定形生長環(huán)（淺色）分布于半結(jié)晶生長環(huán)之間，其厚度與半結(jié)晶生長環(huán)的厚度相近。半結(jié)晶殼層與無定形殼層交替排列構(gòu)成顆粒。無定形生長環(huán)和半結(jié)晶生長環(huán)的厚度為100～400 nm，而半結(jié)晶生長環(huán)中結(jié)晶層和無定形層的厚度大約為9～10 nm（通過X－射線衍射證實）［3］。Waduge等［4］通過研究大麥淀粉表明，當其中直鏈淀粉分子的含量達到某個臨界值時，直鏈淀粉分子鏈可能與支鏈淀粉分子鏈相互作用。

由于天然淀粉耐熱、耐剪切、耐酸能力差，且易回生，所以在食品加工中通常應(yīng)用化學(xué)添加劑來改良淀粉品質(zhì)，但是，由于化學(xué)添加劑可能存在對人體不可預(yù)知的潛在危害性，所以研究者開始關(guān)注運用物理方法來改良淀粉的理化特性。

圖1 淀粉顆粒殼層結(jié)構(gòu)模型

現(xiàn)階段研究主要集中在濕熱處理和韌化處理來進行淀粉的改性，這2種方法都是在不破壞淀粉顆粒結(jié)構(gòu)的前提下，通過控制淀粉和水的比例、處理溫度、加熱時間來改變淀粉理化性質(zhì)。但是，這2種處理所要求的水分含量和溫度不同。濕熱處理的水分含量較低（通常10%～30%，即水的質(zhì)量占總質(zhì)量的百分比），溫度較高（90～120℃）［5］；而韌化處理要求過量水分（＞65%）或平衡水分（40%～55%），溫度相對較低（通常高于淀粉的玻璃化轉(zhuǎn)化溫度而低于糊化溫度）［6］。淀粉在濕熱處理時溫度高于原淀粉的糊化溫度但水分不足，而在韌化處理時雖然水分充足但溫度低于原淀粉的糊化溫度，所以理論上這2種方式處理淀粉均不會導(dǎo)致淀粉糊化［7］。

物理改性，相對化學(xué)改性和基因改性而言，不但沒有損失天然淀粉的功能性，且由于現(xiàn)階段轉(zhuǎn)基因食品倍受爭議，食品添加劑使用得不到保障，物理改性淀粉的應(yīng)用尤為迫切，因此，韌化技術(shù)研究的發(fā)展必然在很大程度上促進淀粉在食品工業(yè)中的應(yīng)用。

2 韌化處理及工藝

韌化過程通常是指在過量水分（＞65%）或平衡水分（40%～55%），溫度高于玻璃化溫度（Tg）低于糊化起始溫度（To）的條件下處理一段時間［6］。玻璃化溫度是指淀粉顆粒的無定形層在溶劑（如水，甘油等）存在的條件下從剛性的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變成流動性的橡膠態(tài)的溫度，溶劑的塑化作用提高了半結(jié)晶生長環(huán)的無定形層中葡聚糖鏈的流動性［8］，使韌化后淀粉理化性質(zhì)的改變。但是，有研究發(fā)現(xiàn)玉米淀粉處于高壓（600 MPa）時，也可以在25℃下對其進行韌化處理，這個溫度顯著低于淀粉常規(guī)的玻璃化溫度，這是由于溫度和壓力同時作用改變了結(jié)晶區(qū)支鏈淀粉的結(jié)構(gòu)［9］。

國外對不同來源的植物淀粉進行了研究，如小麥淀粉，玉米淀粉，大麥淀粉，大米淀粉，馬鈴薯淀粉，其研究中淀粉和水的比值一般設(shè)置為1∶2、1∶3、1∶5（67%、75%、83%），溫度控制在 40～70℃［6］，可以一次加溫，也可以逐步提高韌化溫度（但始終低于當時淀粉的糊化溫度）；而國內(nèi)研究中大都是制備含水量為75%的淀粉乳在40～60℃進行處理，且研究對象玉米淀粉，綠豆淀粉，馬鈴薯淀粉居多［10－11］。不同種類淀粉韌化參數(shù)見表1。

表1 不同來源淀粉的韌化參數(shù)［12］

3 韌化處理對淀粉性質(zhì)的影響

3.1 韌化對淀粉物理性質(zhì)的影響

3.1.1 韌化對淀粉顆粒形貌的影響

韌化處理能保持淀粉的顆粒的形貌。用掃描電子顯微鏡（SEM）觀察韌化處理小麥，燕麥，扁豆，大麥和馬鈴薯淀粉后，淀粉顆粒的大小和形狀與原淀粉形態(tài)基本一致［6］。但是，韌化能改變淀粉納米顆粒的形貌，晶體的組成方式和大?。?8］。如 Thais等［8］對普通玉米和蠟質(zhì)玉米的研究發(fā)現(xiàn)，韌化處理后的淀粉顆粒表面孔隙的數(shù)量和孔徑增加，特別是普通玉米淀粉顆粒形貌變化明顯，如圖2所示。另外，研究還發(fā)現(xiàn)在淀粉在韌化處理后淀粉懸浮液中會有少量的還原糖產(chǎn)生（每克普通玉米和蠟質(zhì)玉米淀粉中分別產(chǎn)生了1.29 mg和0.3 mg的還原糖）［8］，且高鏈小麥比普通小麥裂痕明顯［19］，說明在韌化條件下，某些內(nèi)源性淀粉酶利用了附著在淀粉顆粒表面的直鏈淀粉分子，導(dǎo)致淀粉顆粒表面結(jié)構(gòu)的改變。

圖2 淀粉的掃描電子顯微圖

3.1.2 韌化對淀粉結(jié)晶性質(zhì)的影響

韌化處理對淀粉結(jié)晶度和X－射線衍射模式的影響取決于淀粉的種類。

Lan［12］發(fā)現(xiàn)了小麥淀粉韌化后結(jié)晶度增加，同時Waduge等［4］證實在高鏈大麥中也有類似的增加。韌化引起結(jié)晶度的增加可能是幾個因素共同作用的結(jié)果，如微晶的完美化，淀粉鏈互相作用形成新的微晶，微晶變大或再定位。然而，也有研究表明雖然韌化處理后的蠟質(zhì)玉米淀粉的結(jié)晶度從41.4%增加到44.3%，但普通玉米淀粉的結(jié)晶度沒有改變（32.6%），他認為這可能是由于蠟質(zhì)玉米淀粉由于沒有直鏈淀粉，所以比普通玉米淀粉更加容易發(fā)生結(jié)構(gòu)的改變［8］。普通玉米淀粉中直鏈淀粉的存在限制了韌化過程中支鏈淀粉分子的移動，從而阻止淀粉結(jié)構(gòu)的重組，且蠟質(zhì)玉米的支鏈淀粉中長鏈（DP＞37）的比例也比普通玉米中的大，有助于雙螺旋的互相緊密纏繞。大量研究者認為螺旋排列緊密不是由直鏈淀粉－脂復(fù)合物的形成導(dǎo)致的，而是由于直鏈淀粉分子鏈和支鏈淀粉分子鏈的相互作用。且由于韌化使晶間間距縮小，所以可以推測雙螺旋的排布在韌化后更為緊湊且整齊。

淀粉顆粒由結(jié)晶層和無定形層兩部分組成，因此其X－射線衍射曲線表現(xiàn)為由尖峰衍射和彌散衍射特征兩部分構(gòu)成，是典型的多晶體系的衍射曲線［28－30］。平行左旋同軸雙螺旋的排列方式?jīng)Q定了淀粉顆粒的衍射模式［12］。Jenkins等［31］通過對普通、蠟質(zhì)、高鏈玉米淀粉和大麥淀粉的小角度X－射線散射的研究說明直鏈淀粉破壞了支鏈淀粉晶體，韌化使淀粉微晶結(jié)構(gòu)改變，而這些結(jié)構(gòu)改變的程度可能受天然淀粉中晶體缺陷程度（高鏈＞普通＞蠟質(zhì)）的影響。

3.1.3 韌化對淀粉糊特性的影響

目前主要通過快速黏度分析儀（RVA）的應(yīng)用來確定淀粉糊黏度的變化，但是韌化對淀粉糊特性的影響目前還有很多爭議。有研究者發(fā)現(xiàn)韌化使發(fā)芽糙米淀粉［20］的峰值黏度和最終黏度增加。然而，Jayakody等［21］認為甘薯和香芋淀粉的峰值黏度降低。總體而言，韌化對淀粉糊特性的影響取決于淀粉的結(jié)構(gòu)特征和實驗條件。

Adebowale等［22］認為，韌化處理使淀粉內(nèi)部結(jié)構(gòu)重組，提高了淀粉顆粒的結(jié)晶性，所以韌化后的淀粉成糊溫度升高。韌化處理使淀粉顆粒內(nèi)部束縛力的增加，所以需要更多的熱量才能使其崩解形成淀粉糊。基于這些理論，Gomes等［23］認為韌化抑制了淀粉凝沉，不過Hormdok等［17］也發(fā)現(xiàn)韌化促進了大米淀粉的凝沉。不論如何，韌化確實是促進了淀粉分子的重組，使他們形成了一個更穩(wěn)定的構(gòu)型。

3.1.4 韌化對淀粉顆粒膨脹勢和淀粉溶出率的影響

淀粉顆粒膨脹勢和淀粉溶出率對淀粉糊的黏度、淀粉凝膠性和淀粉產(chǎn)品品質(zhì)，都有顯著影響。大量研究證明由于韌化過程中微晶完美化、直鏈淀粉－直鏈淀粉、直鏈淀粉－支鏈淀粉之間的相互作用，減弱了無定形層淀粉的吸水過程，淀粉的膨脹勢降低。膨脹勢降低程度也與支鏈淀粉結(jié)構(gòu)、直鏈淀粉含量、淀粉鏈相互作用程度有關(guān)。這種現(xiàn)象在馬鈴薯淀粉中表現(xiàn)最為明顯。韌化處理后大麥［4］、天然木薯［23］、小麥的膨脹勢降低也均有報道。另據(jù)Waduge等［4］的研究，韌化大麥的膨脹勢比天然大麥低。他們報道韌化導(dǎo)致膨脹勢的降低程度取決于大麥中直鏈淀粉的含量，降低程度為：普通大麥＞蠟質(zhì)大麥＞高鏈大麥。蠟質(zhì)大麥膨脹勢降低是由于微晶的完美化使無定形層的吸水作用減弱，而對于普通大麥和高鏈大麥膨脹勢降低可能是由于微晶完美化和直鏈淀粉之間的相互作用共同引起的。

Oluwatooyin等［24］認為淀粉分子結(jié)構(gòu)更為有序使淀粉溶出率降低。淀粉溶出率的下降是由于支鏈淀粉分子之間或者是支鏈淀粉和直鏈淀粉分子之間的束縛阻止了直鏈淀粉的溶出。

3.1.5 韌化對淀粉熱力學(xué)特性的影響

通常運用差示掃描量熱儀（DSC）對淀粉的熱力學(xué)特性進行分析。淀粉熱力學(xué)性質(zhì)主要是指糊化溫度，糊化溫度范圍和糊化焓。不同來源淀粉韌化前后糊化參數(shù)見表2。大部分研究都報道韌化處理可以使淀粉的糊化初始溫度（To）、糊化峰值溫度（Tp）及最終溫度（Tc）升高，糊化溫度范圍變窄［8］。韌化過程通過對結(jié)晶層雙螺旋鏈的作用使淀粉顆粒的完整度增加［25］，淀粉顆粒的晶體結(jié)構(gòu)更趨完美化，有序化，所以以上結(jié)果在理論上也是可以預(yù)測的［8］。然而，也有報道稱玉米淀粉在50℃韌化處理72 h以后糊化最終溫度（Tc）減?。?6］。

糊化焓是指雙螺旋結(jié)構(gòu)分離所需能量。Varatharajan等［27］根據(jù)支鏈淀粉種類不同將淀粉分為4類，分別考查支鏈淀粉內(nèi)部結(jié)構(gòu)對淀粉韌化效果的影響。就種類一（包括燕麥、黑麥、大麥、蠟質(zhì)大麥）而言，其To和Tp受韌化的影響最大。糊化溫度最低的種類一和種類二（包括蠟質(zhì)玉米、大米、蠟質(zhì)大米、西米）淀粉的Tp在韌化處理后增加得最多。而種類三（木薯淀粉、綠豆、竹芋）和種類四（馬鈴薯、蠟質(zhì)馬鈴薯、美人蕉、山藥）的雖然Tp變化不大，但是糊化焓（Δ）增加顯著。出現(xiàn)這種結(jié)果可能是由于種類一和種類二淀粉中打開的雙螺旋鏈比另外的種類多，而雙螺旋鏈的延長可能是導(dǎo)致種類三和種類四淀粉糊化焓增加的原因。

表2 不同來源淀粉的糊化參數(shù)［12］

3.2 韌化對淀粉化學(xué)性質(zhì)的影響

3.2.1 韌化對淀粉酸水解敏感性的影響

由于研究者們所使用的酸的種類和濃度并不一致，且韌化對淀粉酸敏感性的影響與韌化方法、淀粉來源、韌化溫度有關(guān)，所以得出的結(jié)論也不一致。

酸的作用時間和淀粉水解的程度是判斷淀粉對酸的敏感性的指標。據(jù)Jayakody等［6］研究，韌化降低了番薯淀粉的酸敏感性，他們還認為酸敏感性降低的程度可以反映結(jié)晶層的厚度，且韌化過程中微晶的完美化與淀粉的水解無關(guān)。

然而也有人研究［32］證明多步法韌化小麥、木薯、馬鈴薯、玉米、蠟質(zhì)玉米、高鏈玉米使他們對濃度為15.3%的H2SO4的敏感性提高，韌化淀粉更容易被酸水解的原因可能是由于韌化處理使淀粉顆粒表面產(chǎn)生了孔隙。

3.2.2 韌化對緩慢消化淀粉和抗性淀粉的影響

緩慢消化淀粉（SDS）可以通過對淀粉進行物理、化學(xué)、酶的處理而產(chǎn)生，處理條件決定了SDS產(chǎn)生的程度和形式，韌化是改變淀粉消化性的一種方式。Chung等［33］證實了韌化對天然玉米、豌豆、扁豆淀粉的消化性有影響，韌化使他們的快速消化淀粉（RDS）增加，SDS減少。O’Brien等［34］認為 RDS淀粉的增加可能是由于韌化使更多的多孔結(jié)構(gòu)形成，而多孔結(jié)構(gòu)可能導(dǎo)致更多的水解酶進入淀粉顆粒內(nèi)部。Chung等［33］也發(fā)現(xiàn)玉米淀粉在50℃韌化處理后，RDS增加，SDS減少。

韌化可以使淀粉在保持淀粉顆粒結(jié)構(gòu)的條件下增加抗性淀粉（不被小腸吸收的淀粉）水平［26］。Jheng等［26］對玉米淀粉用淀粉轉(zhuǎn)葡糖苷酶和胰液素處理，發(fā)現(xiàn)韌化處理使普通玉米中的抗性淀粉（RS）含量增加從19.2%增加至56.2%。并且他通過核磁共振（13C CP／MASNMR）波譜分析出韌化處理前后結(jié)晶度無明顯差別，而雙螺旋結(jié)構(gòu)含量在韌化后有所上升，所以他推測雙螺旋結(jié)構(gòu)含量的增加是引起抗性淀粉含量增加的原因。然而，Chung等［33］卻發(fā)現(xiàn)韌化豌豆、扁豆、菜豆淀粉比天然淀粉中的抗性淀粉有所降低，他們還報道由于淀粉顆粒晶體完美化，淀粉鏈之間的相互作用，韌化在理論上本應(yīng)該使抗性淀粉水平增加，但是韌化導(dǎo)致的淀粉顆粒多孔性可能對晶體完美化和淀粉鏈的相互作用的影響起到了負面的作用，使淀粉顆粒對酶的敏感性升高。

3.3 韌化對淀粉生物學(xué)性質(zhì)（α－淀粉酶敏感性）的影響

α－淀粉酶對淀粉的水解作用是衡量淀粉血糖生成指數(shù)的重要指標，所以韌化對α－淀粉酶敏感性的影響值得關(guān)注。有些研究發(fā)現(xiàn)韌化玉米淀粉比天然玉米淀粉對α－淀粉酶的敏感性低［26］。但是也有研究認為小麥、西米、大米淀粉比天然淀粉更容易被α－淀粉酶水解。韌化淀粉對酶的敏感性降低與晶體完美化和直鏈淀粉－支鏈淀粉、直鏈淀粉－直鏈淀粉之間的作用有關(guān)，而韌化以后淀粉水解加劇與淀粉顆粒形成多孔結(jié)構(gòu)有關(guān)［34］。韌化促進了淀粉顆粒表面孔隙和裂縫的形成，所以α－淀粉酶更容易進入顆粒內(nèi)部，淀粉水解程度改變［14］。

然而，Kamran等［36］對不同來源馬鈴薯淀粉真菌α－淀粉酶水解程度的研究表明，韌化（淀粉顆粒結(jié)構(gòu)變化）引起的淀粉水解程度變化是極小的，特別是相對于糊化程度（加工過程），它對水解程度影響作用幾乎可以忽略不計。

4 韌化機理研究

在半晶質(zhì)聚合物中，對韌化的描述是：①移動擴散，是指在一個晶體晶格內(nèi)有完整的分子序列的移動。（這種機制一般存在于具有高流動性鏈的晶體中）②完全的或部分的熔合，指在韌化溫度下晶體熔合，某些可熔化的材料重結(jié)晶。這兩種機制都有實驗證明［37］。根據(jù) Waigh等［38］關(guān)于支鏈液晶的類比研究，剛性支鏈淀粉雙螺旋結(jié)構(gòu)與非晶態(tài)骨架相連（如圖3所示），Perry等［39］提出未水化的淀粉是完整的，但是因為徑向和切向分支的長度不同，所以并不是并排整齊的排列，而是呈向列型，松散態(tài)，或者是“枯萎態(tài)”。在開始的吸水和塑化過程，淀粉的無定形層是淀粉顆粒中反應(yīng)最快的區(qū)域，在水化之前它更偏向玻璃態(tài)而且流動性也比較差，而水化提高了無定形層的流動性，由此引起了無定形層和結(jié)晶層中徑向和切向鏈的振動。同時，水化引起淀粉顆粒有限但是可逆的膨脹也促成了結(jié)晶層的流動。韌化溫度的升高（高于玻璃化溫度低于糊化溫度）和水分的過量，加速了水化速率和葡聚糖鏈的流動。這種流動性使雙螺旋鏈在一定范圍內(nèi)的并排移動形成了近晶型結(jié)構(gòu)。而溫度的上升又加固了無定形層和支鏈淀粉雙螺旋鏈形成的結(jié)構(gòu)［40］。在這個過程中，分子是緊密而整齊的排列在一系列不同的層面，他們的軸垂直于層面。韌化過程中原來很松散不完美的晶型逐漸消失，原來的微晶通過熔合和重結(jié)晶變得更加完美。Lorenz等［41］第一次提出了韌化過程中微晶的完美化理論，他提出晶體的完美化可能通過以下幾個過程實現(xiàn)：①小晶體形成大晶體；②晶體結(jié)構(gòu)的改變；③晶體生長方向改變；④微晶的取向；⑤微晶之間的相互作用；⑥非定型層的改變。這個理論表明晶體的完美化不一定要引起結(jié)晶度的增加。天然淀粉存在不同穩(wěn)定性的微晶，而韌化削弱了這些微晶的區(qū)別形成了很多同質(zhì)微晶。所以雖然天然淀粉的結(jié)晶度不會因韌化而增加，但是其晶體變得更加完美了。

圖3 淀粉的韌化機理［6］

5 韌化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展方向

由于韌化技術(shù)可以提高淀粉的熱穩(wěn)定性，減少凝沉，所以韌化淀粉可以運用于罐裝食品和冷凍食品中［8］。同時由于淀粉膨脹勢和直鏈淀粉溶出率的降低，熱穩(wěn)定性和耐剪切能力的提高，黏附性和抗拉強度的提升，可以廣泛應(yīng)用于面條生產(chǎn)中［17］。另據(jù)Juan等［42］報道，他們將韌化淀粉應(yīng)用在墨西哥的傳統(tǒng)食品nixtamalisation中，由于淀粉的糊化溫度升高、淀粉糊的黏度增加，淀粉顆粒的穩(wěn)定性高，顯著的改善了這個傳統(tǒng)食品的品質(zhì)，實現(xiàn)了傳統(tǒng)食品的現(xiàn)代化。Chung等［33］發(fā)現(xiàn)韌化可以在不改變淀粉顆粒結(jié)構(gòu)的前提下提高抗性淀粉的比例，且抗性淀粉色味很淡，所以可以應(yīng)用于食品中來提高膳食纖維的含量，也是一種很好的脂肪模擬物。

國外對韌化在淀粉中的應(yīng)用研究了幾十年，目前已經(jīng)取得了較好的結(jié)果。不僅從淀粉糊的宏觀角度說明了韌化對淀粉性質(zhì)的影響，而且從淀粉顆粒、分子結(jié)構(gòu)內(nèi)部的微觀層面揭示了淀粉改性的機理。國內(nèi)雖然在韌化處理上進行了一些工作，對其機理也進行了探討，但是還未形成系統(tǒng)的研究，有些現(xiàn)象還不能確切的解釋，這些問題的解決還有賴于更多研究者利用更先進的儀器才能完成。另外，面粉作為主食的重要原料之一，其研究前景廣闊，且國外研究者已進行了相關(guān)研究證實韌化對面粉理化特性的改良作用，所以韌化處理對面粉理化性質(zhì)的影響值得國內(nèi)研究者進一步研究。

韌化處理作為淀粉改性的新方法，只涉及了水熱的應(yīng)用，既不會造成環(huán)境污染，產(chǎn)品的安全性也高于化學(xué)改性，對于我國淀粉的深加工，淀粉資源的高效利用，食品安全性的提高，傳統(tǒng)食品工業(yè)化，人民的生活品質(zhì)的改善意義重大，值得廣大研究者關(guān)注。

［1］Sabaratnam Naguleswaran，Thava Vasanthan，Ratnajothi Hoover，et al.Amylolysis of amylopectin and amylose isolated from wheat，triticale，corn and barley starches［J］.Food Hydrocolloids，2014，35：686－693

［2］Tester R F，Karkalas J，Qi X.Starch structure and digestibility enzyme－substrate relationship［J］.World′s Poultry Science Journal，2004，60（2）：186－195

［3］Zhu Fan，Wang Sunan.Physicochemical properties，molecular structure，and uses of sweet potato starch［J］.Trends in Food Science＆Technology，2014，36（2）：68－78

［4］Waduge R N，Hoover R，Vasanthan T，et al.Effect of annealing on the structure and physicochemical properties of barley starches of varying amylose content［J］.Food Research International，2006（39）：59－77

［5］Maache－Rezzoug Z，Zarguili I，Loisel C，et al.Structural modifications and thermal transitions of standard maize starch after DIC hydrothermal treatment［J］.Carbohydrate Polymers，2008（74）：802－812

［6］Jayakody L，Hoover R.Effect of annealing on the molecular structure and physicochemical properties of starches from different botanical origins－a review［J］.Carbohydrate Polymers，2008，74（3）：691－703

［7］Elessandra da R Z，Alvaro R G D.Impact of heat－moisture treatment and annealing in starches：A review［J］.Carbohydrates Polymers，2011（83）：317－328

［8］Thais SR，Suélen G F，Jay－lin J，et al.Effect of annealing on the semicrystalline structure of normal and waxy corn starches［J］.Food Hydrocolloids，2012，29（1）：93－99

［9］Kweon M，Sslade L，Llevine H.Role of glassy and crystalline transitions in the responses of corn starches to heat and high pressure treatments：prediction of solute－induced barostability from solute－in－duced thermo stability［J］.Carbohydrate Polymers，2008，72（2）：293－299

［10］杜雙奎，王華，趙佳，等.韌化處理對不同玉米淀粉理化特性的影響［J］.食品科學(xué)，2012（17）：78－81

［11］孫新濤.韌化與濕熱處理對鷹嘴豆淀粉特性的影響［D］.楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué)，2013

［12］Lan H，Hoover R，Jayakody L，et al.Impact of annealing on the molecular structure and physicochemical properties of normal，waxy and high amylose bread wheat starches［J］.Food Chemistry，2008（111）：663－675

［13］Vermeylen R，Goderis B，Delcour JA.An X－ray study of hydrothermally treated potato starch［J］.Carbohydrate Polymers，2006（64）：364－375

［14］Nakazawa Y，Wang Y J.Effect of annealing on starch－palmitic acid interaction［J］.Carbohydrate Polymers，2004（57）：327－335

［15］Qi X，Tester R F，Snape CE，et al.The effect of annealing on structure and gelatinization of maize starches with amylose dosage series［J］.Progress in Food Biopolymers Research，2005（1）：1－27

［16］Shi Y C.Two－and multistep annealing of cereal starches in relation to gelatinization［J］.Agriculture and Food Chemistry，2008（56）：1097－1104

［17］Hormdok R，Noomhorm A.Hydrothermal treatments of rice starch for improvement of rice noodle quality［J］.Swiss Society of Food Science and Technology，2007（40）：1723－1731

［18］Ai－Min Shi，Li－Jun Wang，Dong Li，et al.The Effect of annealing and cryoprotectants on the properties of vacuumfreeze dried starch nanoparticles［J］.Carbohydrate Polymers，2012，88（4）：1334－1341

［19］Kiseleva V I，Krivandin A V，F(xiàn)ornal J，et al.Annealing of normal and mutant wheat starches.LM，SEM，DSC，and SAXSstudies［J］.Carbohydrate Research，2005（340）：75－83

［20］Hyun－Jung Chung，Dong－WhaCho，Jong－Dae Park，et al.In vitro starch digestibility and pasting properties of germinated brown rice after hydrothermal treatments［J］.Journal of Cereal Science，2012，56（2）：451－456

［21］Jayakody L，Hoover R，Liu Q，et al.Studies on tuber starches III.Impact of annealing on the molecular structure，composition and physicochemical properties of yam（Dioscorea sp.）starches grown in Sri Lanka［J］.Carbohydrate Polymers，2009（76）：145－153

［22］Adebowale K O，Henle T，Schwarzenbolz U，et al.Modification and properties of African yam bean（SphenostylisstenocarpaHochst.Ex.A.Rich.）Harms starch.I：Heat moisture treatments and annealing［J］.Food Hydrocolloids，2009（23）：1947－1957

［23］Gomes A M M，Silva C E M，Ricardo N M P S，et al.Impact of annealing on the physicochemical properties of unfermented cassava starch（polvilhodoce）.Starch／St？rke，2004（56）：419－423

［24］Oluwatooy in F O，Rudolf M.Dynamic Rheological and Physicochemical Properties of Annealed Starches From Two Cultivars of Cassava［J］.Carbohydrate Polymers，2011，83（4）：1916－1921

［25］Senay S，Maribel O，Kristin W，et al.Effect of acetylation，oxidation and annealing on physicochemical properties of bean starch［J］.Food Chemistry，2012，134（4）：1796－1803

［26］Jheng－Hua Lin，Shu－Wen Wang，Yung－Ho Chang.Impacts of acid－methanol treatment and annealing on the enzymatic resistance of corn starches［J］.Food Hydrocolloids，2009，23（6）：1465－1472

［27］VaratharajanV，Eric B，Dmitriy V S，et al.Impact on molecular organization of amylopectin in starch granules upon annealing［J］.Carbohydrate Polymers，2013，98（1）：1045－1055

［28］Vermeylen R，Goderis B，Delcour JA.An X－ray study of hydrothermally treated potato starch［J］.Carbohydrate Polymers，2006（64）：364－375

［29］Baljeet SY，Prixit G，Ritika B Y.Hydrothermal modification of Indian water chestnut starch：Influence of heat－moisture treatment and annealing on the physicochemical，gelatinization and pasting characteristics［J］.Lwt－food Science and Technology，2013，53（1）：211－217

［30］劉培玲，沈群，胡小松，等.X射線衍射法研究不同類型淀粉高靜壓處理后晶體結(jié)構(gòu)的變化［J］.光譜學(xué)與光譜分析，2012（9）：2579－2582

［31］Jenkins P J，Donald A M.The influence of amylose on starch granule structure［J］.International Journal of Biological Macromolecules，1995（17）：315－321

［32］Nakazawa Y，Wang Y J，Acid hydrolysis of native and annealed starches and branch－structure of their Naegelidextrins［J］.Carbohydrate Research，2003（338）：2871－2882

［33］Chung H J，Liu Q，Hoover R.Impact of annealing and heat－moisture treatment on rapidly digestible，slowly digestible and resistant starch levels in native and gelatinized corn，pea and lentil starches［J］.Carbohydrate Polymers，2009（75）：436－447

［34］O＇Brien S，Wang Y J.Susceptibility of annealed starches to hydrolysis by a－amylase and glucoamylase［J］.Carbohydrate Polymers，2008（72）：597－607

［35］Dias A RG，Zavareze E R，Spier F，et al.Effects of annealing on the physicochemical properties and enzymatic susceptibility of rice starches with different amylose contents［J］.Food Chemistry，2010（123）：711－719

［36］Kamran A，Richard F T，Chia－Long Lin，et al.Amylolysis of native and annealed potato starches following progressive gelatinisation［J］.Food Hydrocolloids，2014，36：273－277

［37］Martuscelli E，Pracella M.Effects of chain defects on the thermal behavior of polyethylene.Polymer，1974（15）：306－314

［38］Waigh T A，Kato K L，Donald A M，et al.Side－chain liquid－crystalline model for starch［J］.Starch，2000（52）：450－460

［39］Perry P A，Donald A M.SANS study of the distribution of water within starch granules［J］.International Journal of Biological Macromolecules，2000（28）：31－39

［40］Tester R F，Debon SJJ，Davies H V，et al.Effect of temperature on the synthesis，composition and physical properties of potato starch［J］.Journal of the Science of Food and Agriculture，1999（79）：2045－2051

［41］Lorenz K，Collins F，Kulp K.Steeping of starch at various temperatures effects on functional properties［J］.Starch，1980（32）：181－186

［42］Juan de D F，JoséJ V，Martín A H L，et al.Effect of annealing from traditional Nixtamalisation process on the microstructural，thermal，and rheological properties of starch and quality of pozole［J］.Journal of Cereal Science，2013，58（3）：457－464.

Review of the Effects of Annealing on Starch Quality and Its Application

Wu Jing Li Zongjun Li Ke Zhao Lin

（Food Science and Biotechnology Key Lab of Hunan Province College of Food Science and Technology，Hunan Agriculture University，Changsha 410128）

The process conditions and impact of annealing on starch granular morphological，crystalline，thermal properties，physicochemical properties，and the enzymatic and acid susceptibility of starch have been discussed in the paper.Also the mechanism，applications and development direction of annealing were highlights as well.

starch，annealing，physical modification，modified－starch

TS231

A

1003－0174（2015）09－0139－08

2014－04－17

伍婧，女，1990年出生，碩士，食品生物技術(shù)

李宗軍，男，1968年出生，教授，食品生物技術(shù)