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粉丝(条)是我国及东南亚地区深受欢迎的传统加工农产品,它对粮食、薯类的增值转化起到了很重要的作用。我国传统粉丝制作中都会添加明矾,因其使用成本低,又能大大改善粉丝的加工性能和食用品质。但明矾中的Al3+进入人体会产生积蓄,具有慢性毒副作用,会导致骨质疏松、贫血、阿尔茨海默症等疾病。2015年国家卫生计生委发布《关于批准β-半乳糖苷酶为食品添加剂新品种等的公告》(以下简称《公告》),明确允许在粉丝类产品中使用明矾,并且将Al3+的残留限量设定为200 mg/kg,比最新实施的GB 2760-2014规定Al3+在食品中的残留限量100 mg/kg增加了一倍。另外,有研究为了取代或者减少明矾使用量,将魔芋葡甘露聚糖(Konjac Glucomannan,简称KGM)加入淀粉中制作魔芋粉丝,克服了易断碎、浑汤等缺点,但KGM对金属铝在体内沉积的影响未见相关报道。本论文着重研究在《公告》发布后,不同的明矾使用量和KGM对红薯淀粉的性质和品质影响,并且对明矾和红薯淀粉相互作用机理进行了初步探究;此外,采用模拟体内消化模式,分析添加不同量明矾和KGM的粉丝中Al3+在胃肠道中的释放规律,通过动物试验,研究粉丝在动物体内被消化吸收后,Al3+入血情况和在各重要消化组织和器官中的残留量,以及在脑神经组织中的蓄积情况,获得了如下结果:(1)明矾和KGM对红薯淀粉糊化回生特性的影响:明矾使用量从1.756‰(含100 mg/kg Al3+)增加到3.511‰(含200 mg/kg Al3+)后,混合体系的峰值粘度显著上升,崩解值显著增大,回生值显著下降,淀粉糊透明度显著下降,凝沉性减弱,淀粉凝胶的冻融稳定性降低,硬度、内聚性、咀嚼性显著增大。流变学特性表明明矾使用量从1.756‰增加到3.511‰后能显著提高G’和G",提高了红薯淀粉凝胶强度;添加3.511‰明矾+3‰KGM相比仅添加3.511‰明矾,能显著提高混合体系的峰值粘度、崩解值和最终粘度,而对体系的回生值并无显著影响,提高了淀粉凝胶的冻融稳定性,抑制红薯淀粉的长期老化,降低了凝胶的硬度和咀嚼性,提高了凝胶的黏性。(2)明矾和KGM对红薯粉丝品质的影响:随着明矾添加量的增加,粉丝断条率从55%下降为5%,显著减少了粉丝的膨润度和蒸煮损失,增加了粉丝的白度,增大了粉丝的硬度、咀嚼性、内聚性,剪切强度,降低了粉丝的黏性;添加3.511‰明矾+3‰KGM与仅添加3.511‰明矾相比,能降低粉丝的硬度、咀嚼性,提高粉丝的弹性和黏性,降低粉丝的剪切强度(p>0.05)。基于相关性分析,断条率和煮沸损失与硬度、内聚性、咀嚼性和剪切力显著相关,通过测定后面4个指标即可简单显示粉丝品质的优劣。通过力学指标分析和感官评定表明:明矾添加量3.511‰与2.633‰对红薯粉丝品质影响并无显著性差异,故在不影响红薯粉丝品质条件下,实际生产中可选择2.633‰明矾(150 mg/kg Al3+)添加量,以减少粉丝中Al3+的残留量。(3)明矾和红薯淀粉作用机理初探:红外光谱图显示,明矾对红薯粉丝在3435cm-1处O-H的伸缩振动吸收峰有明显的影响,向高场方向3445 cm-1稍有移动,说明氢键作用力在体系中不占主要作用,主要作用力为离子键;热力学特性显示,明矾对红薯淀粉To、TP、TC均没有显著影响,但显著提高了淀粉的焓值,明矾和淀粉制作而成的红薯粉丝的玻璃化转变温度只有一个,说明明矾和红薯淀粉的共混体系是相容的,且明矾的添加显著提高了红薯粉丝的玻璃化转变温度,因为明矾与红薯淀粉是以固相凝聚形式共沉淀,形成凝胶而交联在一起,故添加明矾使红薯粉丝表现出很强的耐煮性能。(4)模拟胃、肠部消化及动物试验:随着明矾添加量的增大,粉丝中的Al3+的溶出量增大,且Al3+在模拟胃部和肠道的溶出率分别为50%和10%左右,说明粉丝中Al3+的溶出主要发生在胃部。此外,粉丝中添加KGM能显著减少粉丝中Al3+在胃部的溶出。在为期12 w的动物试验过程中,观察小鼠的外观形态及行为,发现食用含明矾粉丝的小鼠出现烦躁、异常活泼的现象,但对小鼠的体重影响并不明显。分析各组小鼠的脏体比,可知长期食用含明矾粉丝对小鼠心/体比、肝/体比和肾/体比并无显著影响,但显著增大了小鼠的脑/体比;添加KGM组与高剂量明矾组相比,KGM能显著降低小鼠的脑/体比。与空白组相比,食用低剂量和高剂量明矾粉丝的小鼠血液、心脏、肾脏、肝脏和脑部中的Al3+含量有显著上升,并且随着明矾摄入量增大,各组织器官中的Al3+含量也会增大;通过对高剂量组和KGM组小鼠比较,KGM组小鼠各组织器官Al3+含量比高剂量组小鼠均有所降低(p<0.05)。