低DE值糯米淀粉麦芽糊精复合凝胶制备及应用特性研究

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本文采用糯米淀粉为原料,以葡萄糖当量和黏度为指标,使用酶法制备低葡萄糖当量(Dextrose Equivalent,DE)高黏度的麦芽糊精(Maltodextrin,MD)。采用单因素和正交试验确定制备最优工艺参数,结果表明:以75g糯米淀粉为原料,酶用量50μL、酶解时间7.5min、底物浓度25%、温度95℃,在此条件下制备麦芽糊精DE为1.6,黏度为104.96 m Pa·s。麦芽糊精通过喷雾干燥工艺形成球形聚集体,MD的透光率均大于30%,其溶解度相比原淀粉升约10倍,均达到90%以上。热力学特性表明MD均无明显的吸热峰,麦芽糊精失重率均低于糯米粉和糯米淀粉。在DE为1.6-3.9,麦芽糊精的失重率随DE增加而降低。红外光谱和X-射线衍射图谱表明,麦芽糊精为无定型结构,IR1047/1022均高于糯米粉和糯米淀粉,短程有序结构含量增加。流变学以及分子量分布表明,麦芽糊精稀溶液在低剪切频率下均表现出剪切稀化的趋势,在高剪切频率下表现出类牛顿流体特性。将麦芽糊精(DE1.6)与亲水胶体(黄原胶、瓜尔胶、羟丙基甲基纤维素)复配,制备高黏弹性复合凝胶。结果表明,复合凝胶黏弹性(Tanδ)影响大小为:交互作用累积贡献度(11.94%)>单个因素累积贡献度(2.42%)。复合凝胶储能模量(G’)影响大小为:单个因素贡献率为56.77%,其中黄原胶添加量贡献率为44%。其次是相互作用贡献率为33.62%。得到最优制备工艺参数:麦芽糊精的添加量为30%,黄原胶添加量为1.6%,瓜尔胶添加量为0.06%,羟丙基甲基纤维素添加量为1%,在此条件下制备复合凝胶黏弹性(Tanδ)为0.35。通过控制关键影响因素(黄原胶与羟丙基甲基纤维素),通过改变两者添加量配比1.6%:1%、1.4%:1%、1.4%:1.4%。扫电镜表现出从致密到疏松再到致密,触变环面积、凝胶溶胀性、质构特性均呈现先降低后增加。在添加静电破坏剂(氯化钠)和氢键破坏剂(脲),复合凝胶储能模量和损耗模量均降低,麦芽糊精凝胶无明显变化。碘染色分析显示复合凝胶增强了与碘的结合能力,红外光谱表明羟基峰向低频方向移动,热力学特性显示复合凝胶在降解过程中包含两个最大降解温度。将制备的复合凝胶以置换法(0%、2%、4%、6%、8%)添加到玉米马拉糕中,结果表明,随着复合凝胶的加入,面糊流变学特性发生了显著的变化,表现为表观黏度增加,初始糊化温度增加,峰值黏度降低。比容由1.7增加至2.0,并且随复蒸次数增加,减缓比容降低。产品质构中硬度和咀嚼性显著性下降为原来的2-3倍,在复蒸过程中,能够保持原有的产品质构。气孔数量增加1.5-2.5倍,孔隙率由原来的10-22%增加至22-32%,并在复蒸过程中,能够保持原有的气孔结构。表面色泽向亮黄色转变,并在复蒸过程中减缓向暗橙色转变,感官评分体现出良好的接受度。表明复合凝胶与淀粉凝胶发生相互作用,促进产品保水性,获得更加均匀的空间网络结构,高产品品质稳定性。随着储藏天数增加,添加复合凝胶使马拉糕T22、T23分别增加2-3ms和70-160ms,失水速率变化率得到显著性抑制。水分含量大于可冻结水含量,复合凝胶玉米马拉糕回升焓稳定在0.39-0.51J/g。硬度、咀嚼性和胶黏性均呈现不同程度的降低,回复性无明显变化。淀粉有序结构表现短程有序增加,但减缓淀粉长程有序增加。表明复合凝胶增强了产品亲水性,同时,复合凝胶与淀粉凝胶相互作用,产生的空间网络结构对水束缚能力增加,对体系中水分迁移起到抑制,延缓了淀粉长程有序结构的形成,起到减缓老化的作用。
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