脂肪作為人體三大營養物質之一,不僅具有很多生理功能。同時對食品的質地、口感和風味均起着重要作用。但是,過量攝入脂肪不僅會導緻肥胖,還會增加心腦血管、糖尿病等的發病幾率。因此,低脂食品得到越來越多的關注,如何在降低脂肪攝入量的同時保持食品的質地和口感成為亟待解決的研究熱點,脂肪模拟物能很好的同時滿足這一需求。其中澱粉基質脂肪模拟物來源廣泛,食用安全,但是對澱粉基質脂肪模拟物中直鍊澱粉分子相關作用的研究甚少,其對脂肪模拟物宏觀特性以及微觀結構等的影響仍不清楚。因此,本研究旨在探明直鍊澱粉分子對澱粉基質脂肪模拟物的凝膠特性、流變學性質、水分分布等理化特性以及微觀結構的影響,進一步推進其模拟機制的研究,為低脂低熱量食品的開發提供理論基礎。

Scanning electron microscopy (SEM) of PAFRs at the amylose ratios of 22.82%, 60.23% and 97.64% (a: × 1000, b: × 3000).
研究成員采用高溫過熱-淬火處理的方法,以不同含量的馬鈴薯直鍊澱粉為原料,通過175℃高溫過熱處理,以及液氮淬火的方法,制備得到澱粉基質脂肪模拟物。測定其質構特性、流變學性質、色差等,利用低場核磁共振儀探測其水分子的變化情況,X衍射以及掃描電子顯微鏡觀察脂肪模拟物結晶結構以及微觀網絡結構的變化。結果顯示,直鍊澱粉對澱粉基質脂肪模拟物的凝膠特性以及微觀結構等均産生了較大影響。測試結果顯示當直鍊澱粉含量在85%時,脂肪模拟物顯示出較好的凝膠強度、咀嚼性、粘彈性等凝膠特性。流變學研究顯示脂肪模拟物顯示典型的非牛頓流體性質,貯存模量G’和損耗模量G’’均與直鍊澱粉含量呈正相關。低場核磁共振和掃描電子顯微鏡結果顯示,高直鍊澱粉含量的脂肪模拟物具有更好的持水能力,同時凝膠三維網絡結構開始向片層狀結構轉變。随着直鍊澱粉含量增加,微觀結構内部開始出現2–10 μm的澱粉球晶,顯示典型的B型結晶結構。此球晶類似于脂肪球顆粒大小,有助于模拟類似脂肪的顆粒感。研究結果顯示,直鍊澱粉含量對澱粉基質脂肪模拟物的宏觀特性具有重要作用,85%直鍊澱粉含量的脂肪模拟物凝膠特性最佳。并且随着直鍊澱粉含量增加,凝膠三維網絡結構開始向片層狀結構轉變,同時産生類似脂肪顆粒的球晶,更有利于模拟脂肪的口感。
該論文由國家自然科學基金(Grant No. 31601504)“基于非共價鍵和水分布特征的直鍊澱粉體系模拟脂肪的機制研究”資助。
論文鍊接:https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2019.115020.
第一作者:胡煜瑩,77779193永利官网食品科技學院2017級博士生,導師為李春美教授和王魯峰副教授,研究方向為脂肪模拟物和低脂食品研究。現于美國馬薩諸塞大學阿默斯特分校食品科技學院 Distinguished Professor:David Julian McClements 訪學,通訊作者:王魯峰
審核人:劉石林 撰稿人:王魯峰