擠壓與低溫貯藏對(duì)玉米淀粉-月桂酸復(fù)合物理化及消化性質(zhì)的影響

徐澎聰，欒茜玉，王雨生，陳海華,2?

（1.青島農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東 青島 266109；2.青島農(nóng)業(yè)大學(xué) 巴瑟斯未來(lái)農(nóng)業(yè)科技學(xué)院，山東 青島 266109）

玉米種植歷史悠久，世界范圍內(nèi)廣泛種植。2012年起，我國(guó)玉米的種植面積和產(chǎn)量均首次超越水稻，成為我國(guó)第一大糧食作物[1]。玉米中淀粉含量最高，約為 64%～78%，玉米淀粉由直鏈淀粉和支鏈淀粉組成。根據(jù)直鏈淀粉含量不同，玉米可分為普通玉米、蠟質(zhì)玉米、高直鏈玉米。普通玉米來(lái)源廣泛、價(jià)格低廉。普通玉米淀粉通常是由23%～27%的直鏈淀粉和 73%～77%的支鏈淀粉組成，淀粉糊黏度高，易形成凝膠，在食品工業(yè)中常用作增稠劑、穩(wěn)定劑、膠凝劑[2]。脂肪酸是構(gòu)成油脂的重要組分，油脂是食品加工的重要配料，能有效改善食品的風(fēng)味、口感、外觀和貨架期。食品加工中，脂肪酸可通過(guò)疏水相互作用與淀粉相互作用，形成具有單鏈螺旋結(jié)構(gòu)的淀粉-脂肪酸復(fù)合物，提高淀粉的抗消化能力[3-4]，避免餐后血糖水平急劇升高，為人們提供健康有益的低血糖食品[5]。

淀粉-脂肪酸復(fù)合物制備方法很多，如HCl/KOH法、二甲亞砜/H2O法、蒸汽噴射法、擠壓蒸煮法等[5]。與其他方法相比，擠壓法制備淀粉-脂肪酸復(fù)合物具有加工周期短、能耗低、生產(chǎn)加工連續(xù)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)[6]。Bhatnagar等[7]和Cervantes-Ramírez等[1]研究表明擠壓處理能促進(jìn)淀粉與脂肪酸形成淀粉-脂肪酸復(fù)合物。與單一擠壓處理相比，擠壓處理后再進(jìn)行低溫貯藏處理能有效提高淀粉的抗消化性。Neder-Suárez等[6]研究表明擠壓玉米淀粉經(jīng)低溫冷藏處理后，抗性淀粉含量明顯增加。Zhang等[8]研究表明擠壓處理結(jié)合低溫貯藏能提高大米淀粉的相對(duì)結(jié)晶度和老化焓值。目前擠壓處理結(jié)合低溫貯藏主要集中于單一淀粉消化性質(zhì)的研究，擠壓法制備淀粉-脂肪酸復(fù)合物的研究也多集中于復(fù)合物理化性質(zhì)、晶體結(jié)構(gòu)、消化性質(zhì)等方面，然而擠壓處理結(jié)合低溫貯藏制備淀粉-脂肪酸復(fù)合物及其對(duì)復(fù)合物的結(jié)構(gòu)和消化性質(zhì)影響的研究很少。本研究以普通玉米淀粉和月桂酸為原料，采用差示掃描量熱儀、X射線衍射儀等方法系統(tǒng)研究了擠壓處理結(jié)合低溫貯藏對(duì)普通玉米淀粉-月桂酸復(fù)合物糊化度、復(fù)合指數(shù)、熱性質(zhì)、結(jié)晶結(jié)構(gòu)及消化性質(zhì)的影響，以期為淀粉-脂肪酸復(fù)合物和抗消化淀粉食品的制備提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

普通玉米淀粉：諸城興貿(mào)玉米開(kāi)發(fā)有限公司；月桂酸：天津市巴斯夫化工有限公司；豬胰α-淀粉酶（1.96×104U/g）：美國(guó)Sigma公司；糖化酶（1×105U/g）：濰坊康地恩生物科技有限公司；其余試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

DS30-Ⅱ?qū)嶒?yàn)雙螺桿主機(jī)（螺桿直徑30 mm，長(zhǎng)徑比22.67，螺桿長(zhǎng)度820 mm，圓形模頭，?？字睆綖? mm）：濟(jì)南賽信機(jī)械有限公司；MB25水分測(cè)定儀：奧豪斯儀器（常州）有限公司；DSC1型差示掃描量熱儀：瑞士Mettler-Toledo集團(tuán)；is10型傅里葉紅外光譜分析儀：美國(guó)熱電尼高力公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 樣品制備

（1）擠壓普通玉米淀粉

將普通玉米淀粉的水分含量調(diào)至40%，裝入密封袋中，室溫下平衡水分12 h。設(shè)置雙螺桿擠壓機(jī)機(jī)腔三個(gè)區(qū)的溫度分別為：40 ℃、100 ℃、120 ℃，主機(jī)轉(zhuǎn)速15 Hz，喂料速度15 Hz。擠出后樣品分為兩部分：一部分樣品直接在 40 ℃鼓風(fēng)干燥箱中干燥 12 h，粉碎過(guò) 100目篩，記為CS40；另一部分置于4 ℃儲(chǔ)藏12 h，再在40 ℃鼓風(fēng)干燥箱中干燥12 h，粉碎過(guò)100目篩，樣品記為CSR40。未經(jīng)擠壓處理的淀粉樣品記為對(duì)照CS。

（2）擠壓普通玉米淀粉-月桂酸復(fù)合物

向普通玉米淀粉中添加4%的月桂酸，混合均勻后將水分含量調(diào)至40%，裝入密封袋中，室溫下平衡水分12 h。設(shè)置雙螺桿擠壓機(jī)機(jī)腔三個(gè)區(qū)的溫度分別為：40 ℃、100 ℃、120 ℃，主機(jī)轉(zhuǎn)速15 Hz，喂料速度15 Hz。擠出后樣品分為兩部分：一部分樣品直接在 40 ℃鼓風(fēng)干燥箱中干燥12 h，粉碎過(guò)100目篩，記為CSLA40；另一部分置于4 ℃儲(chǔ)藏12 h，再在40 ℃鼓風(fēng)干燥箱中干燥 12 h，粉碎過(guò) 100目篩，樣品記為CSLAR40。

1.3.2 糊化度測(cè)定方法

稱取50 mg樣品置于10 mL離心管中，加入4 mL醋酸緩沖液（pH 4.75），置于59 ℃水浴中。加入1 mL糖化酶（50 U/mL），混勻。水浴震蕩45 min，期間每隔10 min渦旋一次。然后沸水浴加熱10 min，滅酶。3 500 r/min離心10 min。取上清液50 μL，用DNS法測(cè)定還原糖含量。未經(jīng)擠壓處理的普通玉米淀粉作為空白對(duì)照，其他操作處理同上。糊化度為樣品吸光值與全糊化樣品吸光值的比值。

1.3.3 復(fù)合指數(shù)的測(cè)定

參照作者[5]之前的實(shí)驗(yàn)方法，并進(jìn)行改進(jìn)。稱取0.01 g樣品，加入0.1 mL無(wú)水乙醇，再加入0.9 mL NaOH溶液，沸水浴10 min。沸水浴后加入2 mL乙醇和5 mL水，3 500 r/min離心10 min。取上清液0.12 mL，加入2.88 mL水和4 mL碘液，靜置10 min，在690 nm條件下測(cè)定吸光值。復(fù)合指數(shù)（complex index, CI）計(jì)算公式如下：

CI=（原淀粉的吸光值-復(fù)合物的吸光值）/原淀粉的吸光值×100%

1.3.4 熱性質(zhì)分析

參照趙陽(yáng)等[9]的方法，準(zhǔn)確稱取樣品干重7 mg，置于鋁坩堝中，樣品與水的質(zhì)量比為1∶3，壓蓋后常溫靜置24 h以平衡水分。設(shè)定溫度掃描范圍30～130 ℃，升溫速率10 ℃/min，記錄起始糊化溫度（To）、峰值糊化溫度（Tp）、終止糊化溫度（Tc）和糊化焓（ΔH）。

1.3.5 X射線衍射分析

參照陳海華等[4]的方法，采用單色Cu-Ka射線，管電壓40 kV，管電流40 mA，2θ掃描范圍4°～45°，掃描速率 5°/min。測(cè)定 CSLA 復(fù)合物的X射線衍射圖譜。利用Jade 5.0軟件對(duì)X射線圖譜進(jìn)行分析，計(jì)算樣品的相對(duì)結(jié)晶度。

1.3.6 營(yíng)養(yǎng)片段分析

（1）葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線的測(cè)定

采用 3,5-二硝基水楊酸（DNS）法測(cè)定還原糖含量。在540 nm波長(zhǎng)測(cè)定光透射強(qiáng)度，并繪制葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線。擬合葡萄糖濃度與吸光值關(guān)系方程為：y=1.220 7x-0.032 2,R2=0.996 7，其中x為葡萄糖濃度，單位mg/mL，y為540 nm透射光相對(duì)強(qiáng)度。

（2）營(yíng)養(yǎng)片段測(cè)定

根據(jù)Englyst等[10]的方法，稱取400 mg樣品于50 mL離心管中，加入25 mg瓜爾豆膠，5個(gè)玻璃球，20 mL緩沖液（pH 5.2），于37 ℃下平衡 5 min。加入 10 mL酶液（豬胰 α-淀粉酶290 U/mL，糖化酶 15 U/mL），每支離心管加酶時(shí)間間隔1 min，便于準(zhǔn)確計(jì)時(shí)。在37 ℃下水浴震蕩，頻率為160次/min。20 min、120 min時(shí)，取1 mL酶解液，加于事先準(zhǔn)備的9 mL 66%的乙醇中，渦旋，3 500 r/min離心3 min。取0.5 mL上清液用DNS法測(cè)定葡萄糖的濃度。

根據(jù)葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線，計(jì)算樣品中快速消化淀粉（RDS）、慢速消化淀粉（SDS）、抗性淀粉（RS）的含量。

RDS（%）=（G20-FG）×0.9×100/TS

SDS（%）=（G120-G20）×0.9×100/TS

RS（%）=（TS-RDS-SDS）×100/TS

式中：G20—水解20 min后樣品中的葡萄糖含量（mg）；G120—水解120 min后樣品中的葡萄糖含量（mg）；FG—水解前樣品中的葡萄糖含量（mg）；TS—樣品中總淀粉干基含量（mg）。

1.4 數(shù)據(jù)分析

每組實(shí)驗(yàn)重復(fù)三次，利用 Jade 5.0軟件對(duì)X-ray圖譜進(jìn)行分析，采用SPSS17.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，采用Origin進(jìn)行數(shù)據(jù)圖表分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 糊化度

谷物擠出過(guò)程中，受到高溫、高壓和高剪切力的作用，淀粉的結(jié)晶區(qū)發(fā)生熔融、糊化及降解，由顆粒狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿廴跔顟B(tài)。糊化度反映糊化淀粉占樣品總質(zhì)量的比值，是淀粉糊化與降解綜合作用的結(jié)果[11]。如圖 1所示，CS40的糊化度為89%。與CS40相比，添加脂肪酸后，CSLA40的糊化度明顯下降至75%，說(shuō)明添加月桂酸能降低普通玉米淀粉的糊化度。Wang等[12]研究發(fā)現(xiàn)添加脂肪酸能降低小麥淀粉的糊化程度。Singh等[13]發(fā)現(xiàn)添加硬脂酸與肉豆蔻酸能抑制淀粉顆粒的溶脹，影響淀粉糊化。這可能是擠壓過(guò)程中，高溫、高壓和高剪切作用導(dǎo)致淀粉顆粒破碎、發(fā)生糊化，糊化淀粉易與脂肪酸形成淀粉-脂肪酸復(fù)合物，抑制淀粉顆粒的溶脹[14]。另一個(gè)原因可能是脂肪酸包裹在淀粉顆粒表面，形成一層油膜，阻礙淀粉與水分子之間接觸，影響淀粉的糊化程度[4]。與CS40相比，CSR40的糊化度略有降低，但不明顯。這可能是糊化淀粉通過(guò)擠壓機(jī)?？诒粩D出時(shí)，其壓力由高壓驟降至常壓，水分迅速蒸發(fā)汽化，使糊化淀粉固定化，因而低溫貯藏對(duì)CSR40的糊化度影響較小[15]。

圖1 低溫貯藏對(duì)擠壓普通玉米淀粉-月桂酸復(fù)合物糊化度的影響Fig.1 Effect of cool storage on gelatinization degree of extruded common corn starch-lauric acid complex

與CSLA40相比，CSLAR40的糊化度變化不明顯，說(shuō)明低溫貯藏不影響擠壓淀粉-脂肪酸復(fù)合物的糊化度。這與賀平[16]研究結(jié)果一致，他發(fā)現(xiàn)4 ℃低溫貯藏的糯米淀粉-月桂酸復(fù)合物的老化焓值略有增加，但變化不明顯，說(shuō)明脂肪酸存在時(shí)，低溫貯藏對(duì)淀粉老化無(wú)明顯影響。這可能是擠壓過(guò)程中形成的淀粉-脂肪酸復(fù)合物抑制了低溫貯藏過(guò)程中直鏈淀粉雙螺旋結(jié)構(gòu)的形成，因而低溫貯藏對(duì)糊化度的影響較小[17]。

2.2 復(fù)合指數(shù)

復(fù)合指數(shù)可以表征淀粉-脂肪酸復(fù)合物的數(shù)量。淀粉與脂肪酸結(jié)合后，與碘結(jié)合能力降低，通過(guò)測(cè)定淀粉-碘復(fù)合物的含量，可以反映淀粉與脂肪酸結(jié)合的程度[18]。由圖2可知，CSLA40的復(fù)合指數(shù)為29%，表明普通玉米淀粉與月桂酸經(jīng)擠壓處理后形成了淀粉-脂肪酸復(fù)合物。Mercier等[19]研究表明雙螺桿擠壓處理能使淀粉與脂肪酸形成V型復(fù)合物。這可能是擠壓過(guò)程中的高溫、高壓和高剪切力促使淀粉顆粒糊化形成具有疏水空腔的單螺旋結(jié)構(gòu)，能通過(guò)疏水相互作用與脂肪酸絡(luò)合形成復(fù)合物[9]。經(jīng)老化處理，CSLAR40的復(fù)合指數(shù)為35%，比CSLA40提高了約6%，說(shuō)明低溫貯藏能進(jìn)一步提高淀粉與脂肪酸之間的復(fù)合程度。Sun等[18]研究表明較低復(fù)合溫度下能提高玉米淀粉與油酸的復(fù)合程度。

圖2 低溫貯藏對(duì)擠壓普通玉米淀粉-月桂酸復(fù)合物復(fù)合指數(shù)的影響Fig.2 Effect of cool storage on complexing index of extruded common corn starch-lauric acid complex

2.3 熱性質(zhì)分析

由圖3和表1可知，普通玉米淀粉在65～76 ℃存在一個(gè)吸熱峰。這與Wang等[20]研究結(jié)果一致。CS40存在兩個(gè)吸熱峰，溫度范圍分別為46～60 ℃和105～115 ℃，第一個(gè)吸熱峰的溫度范圍低于原淀粉，對(duì)應(yīng)支鏈淀粉重結(jié)晶和內(nèi)源性VII-型淀粉-脂肪酸復(fù)合物的熔融。Hasjim等[21]研究發(fā)現(xiàn)擠壓處理普通玉米淀粉在 41～73 ℃和 104～120 ℃出現(xiàn)兩個(gè)吸熱峰。Sievert等[22]研究發(fā)現(xiàn)熱處理后的玉米淀粉和小麥淀粉分別在 40～70 ℃和 100～124 ℃存在兩個(gè)吸熱峰。第一個(gè)吸熱峰可能是低溫貯藏導(dǎo)致糊化的支鏈淀粉分子鏈重結(jié)晶[22]。第二個(gè)吸熱峰出現(xiàn)的原因可能是淀粉中存在少量?jī)?nèi)源性脂肪酸，擠壓過(guò)程中與淀粉形成了淀粉-脂肪酸復(fù)合物[22]。CSLA40存在三個(gè)吸熱峰，糊化溫度范圍分別為 38～44 ℃、91～101 ℃和 106～117 ℃，分別對(duì)應(yīng)月桂酸結(jié)晶的熔融峰、VI-型淀粉-脂肪酸復(fù)合物的熔融峰和 VII-型淀粉-脂肪酸復(fù)合物的熔融峰。CSLAR40則有四個(gè)吸熱峰，溫度范圍分別為 38～44 ℃、47～58 ℃、89～101 ℃和106～117 ℃。上述結(jié)果表明擠壓后部分月桂酸以游離狀態(tài)存在，未與淀粉形成復(fù)合物。Reddy等[23]發(fā)現(xiàn)淀粉與硬脂酸混合物經(jīng)熱處理后分別在 63～67 ℃、97～115 ℃和 112～135 ℃出現(xiàn)三個(gè)吸熱峰，分別對(duì)應(yīng)硬脂酸、VI-型淀粉-脂肪酸復(fù)合物和VII-型直鏈淀粉-脂肪酸復(fù)合物的熔融峰。Wang等[20]研究表明普通玉米淀粉-月桂酸復(fù)合物中存在游離月桂酸、VI-和VII-型淀粉-脂肪酸復(fù)合物的熔融峰。與CSLA40相比，CSLAR40在47～58 ℃出現(xiàn)吸熱峰，這可能與低溫貯藏過(guò)程中淀粉重結(jié)晶有關(guān)[22]。

表1 擠壓處理結(jié)合低溫貯藏的普通玉米淀粉-月桂酸復(fù)合物熱特性參數(shù)Table 1 Effect of cool storage on thermal properties of extruded common corn starch-lauric acid complex

圖3 擠壓處理結(jié)合低溫貯藏的普通玉米淀粉-月桂酸復(fù)合物的DSC曲線Fig.3 DSC thermal curves of extruded common corn starch-lauric acid complex

與 CS相比，擠壓處理或擠壓處理結(jié)合低溫貯藏后所有淀粉樣品的糊化焓值均顯著降低，這與Cervantes-Ramírez等[1]研究結(jié)果一致。這可能是擠壓處理導(dǎo)致部分淀粉糊化[1]。與CS40相比，CSR40對(duì)應(yīng)峰II的糊化焓升高2.47 J/g，說(shuō)明低溫貯藏促進(jìn)了淀粉的老化。房子蔚等[24]研究表明低溫貯藏能夠提高普通玉米淀粉的老化焓值。這可能是貯藏過(guò)程中淀粉分子重新排列發(fā)生重結(jié)晶[24]。與CSLA40相比，CSLAR40對(duì)應(yīng)峰III的熔融焓值升高，與復(fù)合指數(shù)增加的結(jié)果一致。房子蔚等[24]和 Yu等[2]研究表明低溫貯藏使普通玉米淀粉-油酸復(fù)合物和小麥淀粉-硬脂酸復(fù)合物的熔融焓值增加。這可能是低溫貯藏更有利于直鏈淀粉與月桂酸相互作用形成穩(wěn)定的直鏈淀粉-脂肪酸復(fù)合物[25]，導(dǎo)致糊化焓值升高。與CS40相比，CSR40、CSLA40和CSLAR40對(duì)應(yīng)峰IV的糊化焓值無(wú)顯著差異，說(shuō)明低溫貯藏和添加月桂酸均對(duì)峰IV的糊化焓值無(wú)顯著影響。此外，CS40和 CSR40均未出現(xiàn)峰 III。上述結(jié)果表明淀粉與內(nèi)源性脂肪酸形成的復(fù)合物以 VII-型復(fù)合物為主，而淀粉與外源性脂肪酸形成的復(fù)合物以 VI-型復(fù)合物為主。

2.4 X射線衍射結(jié)果分析

由圖 4可知，CS 在 2θ為 15°、17°、18°和23°處存在衍射峰，表現(xiàn)為典型的A-型結(jié)晶結(jié)構(gòu)。這與 Wang等[20]和陳海華等[4]研究結(jié)果一致。CS40 在 2θ為 13°、17°、20°、23°存在衍射峰，表現(xiàn)為A+V型結(jié)晶結(jié)構(gòu)。與CS相比，CS40的衍射峰發(fā)生明顯變化，2θ為 13°和 20°處出現(xiàn)新的衍射峰，2θ為 17°和18°處的雙峰變?yōu)?17°的單峰。Li等[26]研究表明擠壓處理的普通玉米淀粉和高直鏈玉米淀粉均呈現(xiàn)“A+V型”結(jié)晶結(jié)構(gòu)。Chen等[14]研究表明熱處理的玉米淀粉結(jié)晶結(jié)構(gòu)由 A-型轉(zhuǎn)變?yōu)椤癆+V型”。這可能是擠壓處理導(dǎo)致淀粉結(jié)晶區(qū)熔融、糊化或者降解，引起淀粉晶型的改變。另一個(gè)原因可能是原淀粉中存在少量的內(nèi)源性游離脂肪酸，擠壓過(guò)程中與淀粉形成V-型結(jié)構(gòu)的淀粉-脂肪酸復(fù)合物[20]。CSLA40和CSLAR40在 2θ為 13°和 20°處存在兩個(gè)較強(qiáng)的衍射峰，2θ為7°處存在一個(gè)較弱的衍射峰，呈現(xiàn)V-型結(jié)晶結(jié)構(gòu)，說(shuō)明擠壓過(guò)程中形成了淀粉-月桂酸復(fù)合物。此外，CSLA40和CSLAR40在2θ為21.6°處存在一個(gè)衍射峰，可能是復(fù)合物中游離月桂酸的結(jié)晶峰。Wang等[20]研究表明普通玉米淀粉-月桂酸復(fù)合物具有V-型結(jié)晶結(jié)構(gòu)。Cervantes-Ramírez等[1]研究表明玉米淀粉與硬脂酸、油酸形成V-型復(fù)合物。Chang等[27]研究認(rèn)為2θ為21°的衍射峰對(duì)應(yīng)月桂酸的結(jié)晶峰。Wang等[20]研究表明淀粉-月桂酸復(fù)合物存在游離脂肪酸衍射峰。本文與其結(jié)果一致。與CSLA40相比，CSLAR40在2θ為17°處的衍射峰增強(qiáng)，可能與老化的淀粉分子鏈有關(guān)[28]。Reddy等[23]研究表明低溫貯藏使高直鏈玉米淀粉-硬脂酸復(fù)合物在2θ為17°處的衍射峰強(qiáng)度增強(qiáng)。這可能是低溫貯藏能促進(jìn)直鏈淀粉重結(jié)晶，使衍射峰強(qiáng)度增強(qiáng)[28]。

圖4 擠壓處理結(jié)合低溫貯藏的普通玉米淀粉-月桂酸復(fù)合物的X射線衍射圖譜和RC值Fig.4 X-ray diffraction pattern and RC values of CSLA prepared by extrusion combined with cool storage

與 CS相比，CS40的相對(duì)結(jié)晶度 RC從30.67%下降至 18.23%。Zhang等[8]和 Li等[26]研究表明擠壓處理使大米淀粉、普通玉米淀粉和高直鏈玉米淀粉RC值降低。本研究結(jié)果與其一致。這可能是擠壓過(guò)程中的高溫、高壓及剪切作用導(dǎo)致淀粉糊化，結(jié)晶結(jié)構(gòu)被破壞，淀粉有序度降低[19]。與CS40相比，CSR40的RC值從18.23%明顯增加至22.46%。這與DSC結(jié)果中CSR40老化焓值增加的結(jié)果相一致。Yu等[2]研究表明4 ℃貯藏時(shí)小麥淀粉的RC值明顯增加。Zhang等[8]研究表明低溫冷藏處理能提高小麥淀粉的RC值。本文研究結(jié)果與其類似。這可能是低溫貯藏能促進(jìn)淀粉分子鏈重新排列，形成有序的雙螺旋結(jié)構(gòu)[8]。與CS40相比，CSLA40的 RC值從 18.23%增加至25.20%。Liu等[29]研究表明添加沒(méi)食子酸能提高大米淀粉的相對(duì)結(jié)晶度。這可能是淀粉與脂肪酸復(fù)合后，促進(jìn)淀粉形成有序的 V-型結(jié)晶結(jié)構(gòu)[29]。與CSLA40相比，CSLAR40的RC值從25.20%增加至 31.82%，說(shuō)明低溫貯藏能夠促進(jìn)淀粉-脂肪酸復(fù)合物的形成。Yu等[2]研究表明低溫貯藏有助于提高小麥淀粉-脂肪酸復(fù)合物的RC值。本研究結(jié)果與其一致。這可能是由于淀粉的相對(duì)結(jié)晶度主要取決于支鏈淀粉雙螺旋結(jié)構(gòu)和淀粉-脂肪酸復(fù)合物的含量[27]，淀粉-脂肪酸復(fù)合物含量增加，相對(duì)結(jié)晶度增加。

2.5 營(yíng)養(yǎng)片段分析

依據(jù)水解速率快慢，淀粉可分為快速消化淀粉RDS，緩慢消化淀粉SDS和抗性淀粉RS[10]。由表2可知，擠壓處理和低溫貯藏顯著影響了玉米淀粉的RDS和RS含量。與CS相比，CS40的RDS、SDS含量明顯升高，但 RS含量卻明顯降低。這可能是擠壓處理能破壞淀粉的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，引起淀粉糊化，導(dǎo)致淀粉分子鏈伸展，因而淀粉酶容易作用于淀粉鏈，使淀粉被水解[30]。陳海華等[4]研究表明與原淀粉相比，糊化后普通玉米淀粉的RDS和SDS含量升高，RS含量下降。Robin等[30]和 Zhang等[31]研究表明擠壓處理普通玉米淀粉、菠蘿蜜種子淀粉，RDS含量增加，RS含量下降。本研究與其一致。與 CSG相比，CS40的RDS含量降低，RS含量增加。這可能是擠壓處理時(shí)淀粉的水分含量較低，只有部分淀粉發(fā)生糊化[31]。與CS40相比，CSR40的RDS含量降低2.6%，SDS含量增加3.1%，表明低溫貯藏能促進(jìn)淀粉老化，抑制淀粉的消化。Neder-Suárez等[6]研究表明冷藏處理能夠增強(qiáng)玉米淀粉的抗消化能力，本文與其研究結(jié)果一致。這可能是擠壓處理引起淀粉糊化，而后在低溫貯藏時(shí)，糊化的直鏈淀粉分子與支鏈淀粉分子側(cè)鏈、直鏈淀粉分子之間通過(guò)氫鍵發(fā)生重結(jié)晶，使淀粉消化速率下降[8]。這與DSC測(cè)定的CSR40老化焓值增加的結(jié)果一致。與CS40相比，CSLA40的RDS和SDS含量分別下降了3.4%和7.2%，RS含量增加10.7%，說(shuō)明添加月桂酸能夠提高淀粉的抗消化能力。Kawai等[32]研究表明淀粉-脂肪酸復(fù)合物的形成能夠降低淀粉的消化性。Okumus等[33]發(fā)現(xiàn)扁豆淀粉與脂肪酸復(fù)合后RS含量明顯增加，RDS含量顯著下降。作者[5]之前研究表明與小麥淀粉相比，小麥淀粉-油酸復(fù)合物的RDS含量下降，RS含量增加。本研究與其一致。這可能是月桂酸進(jìn)入淀粉螺旋空腔內(nèi)部與淀粉結(jié)合，阻礙了淀粉酶對(duì)淀粉的作用，提高其抗消化性[3]。與 CSLA40相比，CSLAR40的 RDS與 SDS含量分別降低2.8%、9.0%，RS含量增加11.8%，說(shuō)明低溫貯藏能夠提高普通玉米淀粉-月桂酸復(fù)合物的抗消化能力。Qin等[25]研究表明低溫貯藏能夠提高高直鏈玉米淀粉-肉豆蔻酸復(fù)合物的RS含量，本研究與其相似。這可能是低溫貯藏有利于形成具有抗消化性的直鏈淀粉雙螺旋結(jié)構(gòu)和淀粉-脂肪酸復(fù)合物，使抗性淀粉含量增加，抗消化能力增強(qiáng)[25]。復(fù)合指數(shù)的結(jié)果也表明低溫貯藏后普通玉米淀粉-脂肪酸復(fù)合物含量增加，與RS含量變化趨勢(shì)相符合。

表2 擠壓處理結(jié)合低溫貯藏的普通玉米淀粉-月桂酸復(fù)合物的營(yíng)養(yǎng)片段含量Table 2 RDS, SDS and RS contents of CSLA prepared by extrusion combined with cool storage %

3 結(jié)論

本文研究了擠壓處理結(jié)合低溫貯藏對(duì)普通玉米淀粉-月桂酸復(fù)合物理化性質(zhì)和消化性質(zhì)的影響。與擠壓處理相比，擠壓處理結(jié)合低溫貯藏有利于普通玉米淀粉-月桂酸復(fù)合物的形成，表現(xiàn)為復(fù)合指數(shù)增加，相對(duì)結(jié)晶度升高。擠壓處理結(jié)合低溫貯藏能提高淀粉的抗消化能力，這可能是低溫貯藏有利于支鏈淀粉的重結(jié)晶和淀粉-脂肪酸復(fù)合物的形成，使抗性淀粉含量增加。與擠壓處理相比，擠壓處理結(jié)合低溫貯藏使普通玉米淀粉的糊化焓值增加，相對(duì)結(jié)晶度升高，這可能是貯藏過(guò)程中淀粉分子重新排列發(fā)生重結(jié)晶導(dǎo)致。上述結(jié)果表明擠壓處理結(jié)合低溫貯藏可為制備具有抗消化性的淀粉-脂肪酸復(fù)合物提供理論基礎(chǔ)。