光滑豌豆淀粉(Pisum sativum L.)因直链淀粉含量高、来源丰富、营养特性优良,作为功能性原料在清洁标签、植物基面条配方中受到广泛关注(Terstegenetal., 2024)。然而,其在面条制品中的广泛应用仍受固有缺陷限制,如热机械稳定性差、易快速回生等。这些缺点在光滑豌豆淀粉(SPS)制成的面条中尤为突出,这类面条往往容易形成致密且脆的凝胶。进而导致面条质构特性不佳、储藏稳定性下降(Yadavetal., 2011)。因此,改善光滑豌豆淀粉基面条的结构与功能完整性,对于推动其在淀粉基食品体系中更广泛的应用至关重要。
在影响淀粉功能特性的内在因素中,天然脂质(尤其是表面脂质与淀粉结合脂质)在调控淀粉糊化、回生及凝胶稳定性方面发挥关键作用。例如,大米淀粉中观察到的双相吸热转变表明,表面脱脂后选择性去除内部脂质,可显著影响淀粉的结晶结构与热学特性(Zhangetal., 2019)。在糊化过程中,释放的直链淀粉与内源脂质相互作用形成直链淀粉–脂质复合物,该复合物在回生阶段持续存在,能够限制淀粉颗粒膨胀、降低酶解可及性,并减少淀粉消化率。
采用水饱和丁醇(WSB,正丙醇/水= 3:1,v/v)在 37℃、200 rpm 连续搅拌条件下萃取 24 h 以去除内部脂质,可在高压灭菌与冷却过程中促进直链淀粉–脂质复合作用增强,进而提高抗性淀粉含量(Zhangetal., 2019)。与之相反,在过量水分中加热(约90–100℃)形成直链淀粉–脂质复合物,再经控温冷却并低温(约 4℃)储藏,可隔离游离直链淀粉链,限制回生过程中直链淀粉–直链淀粉的重缔合,从而降低抗性淀粉生成(Sajilata et al., 2006)。这些截然不同的结果表明,亟需更深入地理解脱脂处理及其对淀粉基制品品质的影响。
在无麸质面条中,淀粉是主导结构形成的核心组分,而豌豆淀粉中的内源脂质形成的直链淀粉–脂质复合物会限制淀粉膨胀、降低黏度与凝胶强度,并损害面条蒸煮稳定性(Asiamah, Wang, Gan, D. H. Geng, et al., 2025)。通过长时间溶剂萃取实现的深度脱脂,已成为一种可选择性去除表面脂质与结合脂质、进而修饰淀粉颗粒内部分子结构的可行方法(Bahrami et al., 2014; Khatun et al., 2022)。从机理上看,选择性去除豌豆淀粉的表面与结合脂质会破坏直链淀粉–脂质复合作用,提升淀粉膨胀能力、黏度发展水平与凝胶网络形成能力,而这些特性对无麸质面条的结构完整性与蒸煮稳定性至关重要(Asiamah, Wang, Gan, Geng, Nemțanu, Sharafeldin, et al., 2025)。
对淀粉颗粒表面脂质进行 6–12h 部分去除,可使双螺旋含量相对更高,表明豌豆淀粉面条的结构有序性增强。这说明较短的萃取时间并未完全破坏天然半结晶结构,有助于淀粉链在加工与储藏过程中有序重排形成双螺旋(Asiamahetal., 2026)。然而,过度表面脱脂会彻底破坏直链淀粉–脂质相互作用,导致黏度、凝胶强度下降,整体面条品质劣变(Zhang, Gao & Man, 2023)。例如,Huang 等人(2022)研究发现,向小麦淀粉面条中添加脱脂藜麦粉,会使体系黏度降低、储能模量(G′)与损耗模量(G″)下降、损耗角正切值(tan δ)升高。这些结果表明凝胶网络形成减弱、分子交联减少、线性回生加速,最终影响制品品质。
18 h 深度脱脂会产生显著不同的结构效应,引发严重的分子无序化。大量去除脂质会加剧直链淀粉溶出,促进形成致密、脆性的凝胶网络,弹性恢复能力降低,这也解释了无麸质面条弹性下降、蒸煮与质构品质劣变的现象(Asiamahetal., 2026)。上述结果表明,深度脱脂在提升分子可及性的同时,会带来结构脆性上升的弊端。
一种有望缓解上述缺陷的策略是复配功能互补型淀粉。毛叶苕子淀粉(CVS)因直链淀粉含量相对较高、颗粒粒径大、糊化与凝胶特性优良,在淀粉共混体系中可提升黏度、稳定回生行为并改善消化特性,极具应用潜力(Fu et al., 2020; Zhangetal., 2022)。向大米淀粉体系中添加 20% CVS 可提高总淀粉与直链淀粉含量,促进形成更致密的凝胶结构,提升面条质构品质。此外,较高的总淀粉含量有助于分子重排形成双螺旋结构,在 95℃加热(升温速率 12℃/min,保温2.5min)、冷却至 50℃并 4℃储藏 2h后,淀粉链重缔合形成更有序的结构,从而减缓淀粉消化速率(Gengetal., 2022)。
但光滑豌豆淀粉与毛叶苕子淀粉之间的功能互作(尤其是经脱脂处理后)仍尚不明确。虽然已有研究分别探究了脱脂的单独作用,但关于脱脂处理对高直链淀粉豆类淀粉面条功能特性的复合影响仍知之甚少。此外,尽管谷物淀粉因功能多样在工业中广泛应用,但豆类淀粉具有独特的结构、理化与营养优势。
豆类淀粉通常直链淀粉含量更高、呈C 型结晶,与多数谷物淀粉相比,凝胶形成能力更强、抗剪切性更优、回生行为更稳定。这些独特特性使豆类淀粉能够形成更稳定的糊液与更坚固的凝胶网络,适用于对质构有特定要求的食品体系(Obadi & Xu, 2024)。此外,豆类淀粉普遍具有酶解消化率低、慢消化淀粉与抗性淀粉组分含量高的特点,这些特性与较低的血糖应答相关,具备潜在健康益处,在功能性食品开发中日益受到重视,应用场景已超越传统谷物制品(Acevedoetal., 2020)。
本研究旨在探究光滑豌豆淀粉深度脱脂与毛叶苕子淀粉部分复配对光滑豌豆淀粉基无麸质面条结构与功能特性的复合影响。具体而言,本研究系统评价了面条的糊化特性、热学与回生特性及体外消化性能。本研究结果旨在深化对淀粉–脂质、淀粉–淀粉相互作用的理解,并为设计淀粉基网络体系、提升豆类淀粉面条的品质与营养功能提供配方策略。
该研究选取光滑豌豆淀粉作为完全脱脂的模型原料,对毛叶苕子淀粉采用部分脱脂工艺。毛叶苕子淀粉同时含有表面脂质与淀粉结合脂质,但其直链淀粉–脂质复合作用弱于豌豆淀粉。这归因于其直链淀粉含量更高(约 32%–38%)且平均链长更短,可参与强脂质包合的长螺旋片段比例更低(Fu et al., 2020)。基于此,本研究采用部分脱脂毛叶苕子淀粉进行复配实验。