

1
槲皮素协同微波处理对玉米粉体外消化率的影响
如表1所示,NCF的RDS含量最低,这主要是由于淀粉是玉米粉中主要成分,淀粉存在一定的较为紧密的结晶区域,未经处理的玉米粉中淀粉颗粒内部的完整性较好,消化酶难以渗透进入并作用于淀粉分子,使得淀粉的水解过程变得困难,进而有较低的RDS含量。预糊化和微波处理使淀粉结晶结构受到破坏、颗粒膨胀破裂,导致比表面积增大,且淀粉分子间氢键作用减弱,更易被酶消化,因此在CF和MT-CF中观察到了较高的RDS含量。与CF和MT-CF相比,CF-Q有较低的RDS含量,这表明槲皮素的添加能够有效降低玉米粉的体外消化率。一方面是因为游离的槲皮素可以抑制消化酶活性;另一方面,一部分槲皮素与淀粉形成了复合物,阻碍了消化过程中酶与淀粉的接触,进而降低了玉米粉的消化率。在MT-CF-Q中,由于微波处理淀粉与槲皮素形成复合程度高且致密的微观结构,更能阻碍消化酶接触,进而影响消化速率,因此,相比于CF-Q和MT-CF,MT-CF-Q有更低的RDS含量和更高的RS含量。玉米粉消化率的变化趋势与Jia Xinge等测得的微波协同槲皮素处理的玉米淀粉消化率结果相似。Zhao Beibei等也观察到了类似的结果,高压均质的莲子淀粉-绿茶多酚络合物具有致密的微观结构,并表现出较低的消化率。Zhou Yu等报道了与赖氨酸-玉米淀粉复合物相比,赖氨酸协同微波处理的玉米粉RDS含量和SDS含量分别增加27.31%和22.11%,而RS相对含量为26.45%,降低20.25%。但本研究可以观察到,与CF-Q相比,MT-CF-Q的RDS含量和SDS含量分别降低了6.06%和10.09%,而RS含量增加了28.65%,这可能是受添加物的不同以及微波处理功率和时间影响所致。

2
槲皮素协同微波处理对玉米粉色泽的影响
食品的色泽在食用感官评价中具有极其重要的地位,在很大程度上影响着消费者对食品的接受度和喜爱度。其中L*值用于表示亮度,其数值越大,表明样品越趋近于白色;a*值代表红绿度,数值越大意味着样品的红色越明显;b*值体现黄蓝度,数值增大时,样品的黄色调会更为突出。如表2所示,与NCF相比,经过处理的样品组均发生明显的褐变,L*值减小,这可能是由于热处理使淀粉降解产生小分子还原糖与蛋白质产生的游离氨基酸发生了美拉德反应。槲皮素本身是一种黄绿色的黄酮类化合物。玉米粉原本的淡黄色随着槲皮素的加入变得颜色更深,较深的颜色使整体亮度下降,CF-Q和MT-CF-Q的L*值分别降低至78.26和78.66,与其他样品组相比,MT-CF-Q的a*值(-5.03)最低且b*值(57.56)最高。与CF相比,CF-Q的L*值降低,这是由于槲皮素与淀粉之间通过氢键、疏水相互作用等形成复合物,复合物的形成影响了对不同波长光的吸收和散射。槲皮素的添加使整体颜色更偏向于黄绿色,呈现独特的色调,有利于产品色泽的改良。微波处理可以增加淀粉颗粒内的分子摩擦和碰撞,暴露更多的羟基位点,进而促进与其他分子的结合。综上,微波处理能通过增强玉米粉中淀粉与槲皮素的相互作用,使得与CF-Q相比MT-CF-Q的L*值和b*值升高,a*值降低。

3
槲皮素协同微波处理对玉米粉糊化特性的影响
玉米粉的糊化特性能够影响产品的质地、口感,还对加工工艺和货架期稳定性有至关重要的作用。峰值黏度高的玉米粉贮存过程中可能更容易发生老化,导致口感变差、品质下降,而糊化黏度低且稳定性好的玉米粉则有助于延缓这一现象,能够延长产品的货架寿命。如表3所示,MT-CF-Q中峰值黏度、崩解值、谷值黏度、终值黏度以及回生值均低于其他样品,相比于CF-Q,其崩解值和回生值分别降低了48.19 cP和366.80 cP。这表明由于微波处理后玉米粉与槲皮素形成紧密结构,使其加工中更易维持形态,能够有效延缓老化。值得注意的是,该变化规律与槲皮素协同微波处理的玉米淀粉样品表现出高度一致性。该现象说明,在玉米粉体系中,作为主成分的淀粉结构和性质变化很大程度上决定了玉米粉的糊化特性,淀粉糊化特性的改善会使玉米粉整体品质提升。崩解值指峰值黏度与谷值黏度之间的差值,主要反映了淀粉颗粒的耐剪切性和热稳定性,其值越小则耐剪切性和热稳定性越好。MT-CF-Q的崩解值最低,表明其耐剪切性和热稳定性越好。总地来说,玉米粉峰值黏度和崩解值的降低可使其在产品加工、质地口感以及货架期稳定性等方面的综合品质得到显著提升。

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槲皮素协同微波处理对玉米粉凝胶质构特性的影响
通过模拟人体口腔咬断、咀嚼和吞咽的过程得到食品硬度、黏性、弹性等物理性质指标,可反映食物的感官品质。如表4所示,与CF和MT-CF相比,添加槲皮素的样品凝胶硬度(103.94 g)和黏性(136.64)降低。这是由于槲皮素凭借其含有的多个酚羟基与淀粉分子羟基形成的氢键,干扰淀粉分子间氢键及聚集结晶,还与淀粉竞争水分并改变淀粉颗粒表面性质,进而降低淀粉的硬度和黏性。这与Karunaratne等的研究结果相似,阿魏酸的添加使玉米淀粉凝胶的硬度、黏附性、凝聚性降低。相比于CF-Q,MT-CF-Q的黏性、弹性(0.95)、凝聚性和咀嚼性更高,表明微波处理后玉米粉和槲皮素的网络结构更有序,增强了变形后恢复能力,这可提升咀嚼时的口感。综上,槲皮素协同微波处理对玉米粉口感、质地等凝胶质构特性起到改善作用。

5
槲皮素协同微波处理对玉米面条蒸煮特性的影响
如表5所示,所有面条断条率皆为0%,表明成条性好。Q-CN和MT-Q-CN的最佳蒸煮时间较短,这是由于该面条中的玉米粉经过预糊化或微波加热处理,使蒸煮时间缩短。MT-Q-CN吸水率较小是因为微波处理使玉米淀粉与槲皮素的复合更紧密,形成的凝胶网络结构更加致密,阻挡了水分子的进入,进而导致其吸水率降低。与WN相比,其他样品组中由于玉米粉的添加稀释了具有较强水合特性的面筋蛋白,导致玉米面条的吸水率低于小麦面条。蒸煮损失主要是由于糊化淀粉的溶解,这与糊化淀粉周围的网络强度有关。玉米粉的添加使得体系淀粉含量增加,导致淀粉流失量增大,并且体系蛋白质含量的减少弱化了面筋网络,从而使得面条在煮制过程中一部分可溶性物质溶解到面汤中,因此可以观察到玉米面条的蒸煮损失率比小麦面条大。Q-CN蒸煮损失略微降低,但在MT-Q-CN中观察到更低的蒸煮损失率,这主要是Q-CN中呈游离状态存在的部分槲皮素经微波处理后与玉米粉形成更多更稳定的复合结构,减少了可溶性物质的溶出。MT-Q-CN展现出良好的蒸煮特性,相比于CN,蒸煮时间缩短了54 s,蒸煮损失率降低了7.6%。

6
槲皮素协同微波处理对玉米面条拉伸特性的影响
面条拉伸特性主要体现为其在拉伸过程中所展现出的抵抗拉伸力的能力,以及由可拉伸长度所反映出的延展性和可拉伸性,是衡量面条品质和口感的重要指标。拉伸力越大,拉伸距离越大,则面条的延展性及可拉伸性越好。如图1所示,所有玉米面条的拉伸距离和拉伸力均小于小麦面条,这是由于玉米粉的加入使混合体系中面筋网络减弱,导致面条的最大拉伸强度降低,延伸性变差。其中,MT-Q-CN的拉伸特性最接近于小麦面条。相比于玉米粉和CF-Q所制备的面条CN和Q-CN,MT-CF-Q制备的玉米面条MT-Q-CN具有更好的拉伸特性。由于微波处理使槲皮素与玉米粉中的淀粉等成分通过氢键、疏水相互作用等形成的网络结构更稳定,使面条在拉伸时能承受更大的力,不易断裂,从而表现出更好的拉伸性能。

7
槲皮素协同微波处理对玉米面条质构特性的影响
如表6所示,玉米粉的添加导致面条质构特性的各项指标均有所下降,这与张剑等的研究结果一致。由于玉米粉中不存在面筋蛋白,玉米粉的加入会使面团的筋力减弱,进而导致面团的硬度、胶着性、咀嚼性等指标下降。与CN相比,Q-CN的硬度、凝聚性、咀嚼性和回复性较高,黏性和弹性较低。这主要是因为槲皮素与淀粉通过氢键、范德华力等作用力连接得更加紧密有序,增强了整体结构的稳定性和适应性,促使淀粉和槲皮素形成更为紧密的三维网络结构。然而,相较于Q-CN,MT-Q-CN弹性、咀嚼性、回复性较高且硬度、黏性和凝聚性较低。MT-Q-CN的黏性较小,代表面条爽滑性较高,面条食用时轻松易嚼且具有良好的回弹口感。相比于Q-CN,MT-Q-CN硬度降低了8.08%,弹性升高了8.54%。由此可见,MT-CF-Q可以改善玉米面条的质构品质,使得其质地偏软、富有弹性、口感好,其质构品质更接近纯小麦粉面条。

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槲皮素协同微波处理对玉米面条体外消化率的影响
玉米粉因其淀粉含量相对高、膳食纤维更多,且蛋白质对淀粉的包裹作用更强,致使淀粉酶作用受限,因此其消化速率比小麦粉低。如表7所示,相比于WN,所有玉米面条的RS含量更多。Li Yunlong等发现槲皮素能与淀粉相互作用,与淀粉形成复合物阻碍淀粉酶与淀粉的结合,抑制淀粉的水解。与天然玉米粉制作的面条CN相比,Q-CN有更低的消化率,其RDS含量降低了5.46%,RS含量升高了2.15%。这主要是因为加入的槲皮素可以与面粉中的淀粉相互作用,进而降低面条的体外消化率。MT-CF-Q具有较低的消化率,进而MT-Q-CN的消化率也较低。相比于CN和Q-CN,MT-Q-CN的RS含量分别增加了5.9%和3.67%。相比于WN,MT-Q-CN的RS含量上升47.96%,RDS含量和SDS含量分别降低7.86%和19.72%。以上结果表明,MT-CF-Q在保证面条品质和加工特性的同时,能有效降低其体外消化率。

9
结 论
本研究揭示了槲皮素协同微波处理对玉米粉加工特性、玉米面条品质及消化特性的影响。结果表明,MTCF-Q相比于CF-Q,其RDS含量降低了6.06%,RS含量增加了28.65%。糊化和凝胶质构特性表明,MT-CF-Q能够有效延缓老化,并且其凝胶硬度低,弹性、回复性和咀嚼性高。因此,使用MT-CF-Q制作的玉米面条MT-Q-CN具有良好的蒸煮特性,相比于普通玉米面条,其蒸煮时间缩短54 s,蒸煮损失率降低7.6%。MT-Q-CN拉伸特性参数与小麦面条最接近,质构特性方面表现出更好的咀嚼性和弹性。体外消化率测定结果表明,相比于普通玉米面条,MT-Q-CN的RS含量增加5.9%。由此可见,使用MT-CF-Q制作的面条在保持较低消化率的同时,具有良好的成品品质和口感,适合于血糖高的人群以及中老年人群食用。
作者简介

郑明珠,教授,中共党员,工学博士,博士生导师,现任吉林农业大学食品科学与工程学院副院长,兼任吉林省食品学会常务理事,是科技部重点领域创新团队、全国高校黄大年式教师团队骨干成员。长期致力于粮食精深加工与功能性食品领域的教学与科研工作,在淀粉结构与功能调控、淀粉与多酚/多糖等组分互作机制、淀粉基食品品质提升及功能性成分挖掘等方面取得了一系列创新性成果。主持“十四五”国家重点研发计划课题(经费869万元)、“十三五”国家重点研发计划重点专项子课题、吉林省科技发展重点研发计划、吉林省产业技术创新战略联盟项目等各类科研项目6 项。作为核心成员,参与完成国家“十二五”科技支撑计划、国家自然科学基金项目、国家公益性(粮食)行业科研专项、吉林省“双十”重大科技攻关项目等国家、省部级重大课题10余项。荣获国家科技进步二等奖1 项,中华农业科技奖一等奖1 项,吉林省科技进步奖一等奖4 项,中国食品科学技术学会科技进步奖一等奖1 项。发表SCI/EI收录论文90余篇,获得国家授权专利10余件。

实习编辑:李杭生;责任编辑:张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网
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