月桂酸对不同直链淀粉含量小麦淀粉黏滞性和质构特性的影响

宋一诺 谢新华 艾志录 王 娜 徐 超 潘治利 贺 平

月桂酸对不同直链淀粉含量小麦淀粉黏滞性和质构特性的影响

宋一诺 谢新华 艾志录 王 娜 徐 超 潘治利 贺 平

（河南农业大学食品科学技术学院，郑州 450002）

为了解月桂酸对小麦淀粉黏滞性和质构特性的影响，利用X-射线衍射仪、快速黏度分析仪和质构仪测定月桂酸和3种不同直链淀粉含量小麦淀粉混合体系的晶体结构、黏滞性和质构特性。结果表明：复合指数随月桂酸用量和直链淀粉含量的增加而增大；小麦淀粉的晶体结构为A-型，淀粉和月桂酸复合后出现V-型结构吸收峰，结晶度随复合指数增大而增大；月桂酸显著影响小麦淀粉的黏滞性和质构特性，使小麦淀粉的最终黏度增大，热糊黏度、硬度和咀嚼性减小。1.5%的月桂酸与小麦淀粉复合程度最大，对淀粉黏滞性和质构特性的影响最大。

月桂酸 小麦淀粉 黏滞性 质构特性

小麦淀粉由直链淀粉和支链淀粉组成，直链淀粉是由α-1，4糖苷键连接而成的直链状分子。在分子内氢键的作用下，直链淀粉分子链会发生卷曲形成疏水腔，可以与碘、脂质和某些有机化合物络合，进而改变淀粉基食品的物化性质，而脂质作为一种重要的食品成分，其与淀粉形成的复合物更为常见［1］。淀粉与脂质络合后，淀粉的水溶性和膨胀能力降低，糊化温度升高［2］。有研究指出乳化剂能与直链淀粉形成络合物，进而降低蛋糕硬度，提升其回复性、弹性和咀嚼性［3］。Zhou 等［4］研究发现，硬脂酸能显著降低大米淀粉的峰值黏度和老化焓，但亚油酸对大米淀粉的性质影响较小。谢新华等［5］研究表明脂肪酸碳链越短，淀粉与脂肪酸的复合程度越大，其对淀粉流变性的影响越大。

脂质对淀粉性质的调节作用不仅受脂质类型的影响，还受直链淀粉含量的影响。脂质主要是与淀粉中的直链淀粉分子络合，直链淀粉含量是影响淀粉-脂质复合规律的重要因素［6］。有研究显示添加同量的共轭亚油酸使普通玉米淀粉的峰值黏度增加，对高直链玉米淀粉和蜡质玉米淀粉的糊化性质影响不显著［7］。Chang等［8］研究了直链淀粉含量对淀粉-月桂酸复合体系性质的影响，发现高直链玉米淀粉和普通玉米淀粉均能与月桂酸复合，且复合程度随直链淀粉含量的增加而增大。Ai等［9］研究发现脂质能显著影响普通及高直链玉米淀粉的质构特性，但对蜡质玉米淀粉性质的影响很小。本研究选用3种不同直链淀粉含量的普通小麦淀粉与月桂酸制备复合物，利用X-射线衍射仪、快速黏度分析仪和质构仪分析月桂酸对小麦淀粉晶体结构、黏滞性和质构特性的影响，以期更全面地认识淀粉-脂质复合规律，为小麦淀粉深加工提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

郑9694、周27、周22小麦：河南省农科院；月桂酸：分析纯，天津市光复精细化工研究所；标准直链淀粉A-0512和支链淀粉A-8515：美国Sigma公司。

1.2 试验仪器

T6型紫外可见分光光度计：北京普析通用有限公司；BrukerD8型X-射线衍射仪：德国布鲁克公司；Super-3型快速黏度测定仪：澳大利亚Newport Scientific仪器公司；TA-XT2i型质构仪：英国Stable Micro System有限公司。

1.3 方法

1.3.1 小麦淀粉制备及基本组分测定

将小麦粉用适量水和成面团，室温静置20 min后水洗；将得到的淀粉浆过100目筛后静置4 h，再在3 000 r／min下离心15 min，弃去上清液和上层颜色较深部分；然后参考陆大雷等［10］的方法对下层淀粉脱脂；将脱脂后的淀粉40℃鼓风干燥36 h，粉碎后过100目筛得淀粉成品。直链淀粉含量测定参考GB 7648—1987［11］；水分含量测定参考GB 12087—1989［12］；蛋白质含量测定参考GB 2905—1982［13］；粗脂肪含量测定参照GB 5009.6—2003［14］。

1.3.2 小麦淀粉-月桂酸复合指数测定及黏滞特性测定

按照美国谷物化学协会规程AACC 76-21［15］要求，将淀粉和蒸馏水加入快速黏度分析仪的铝罐中，然后将月桂酸分别按不同用量（0.5%、1.0%、1.5%）加入铝罐。每个样品重复3次。从RVA中获得的淀粉糊于4℃下放置12 h后40℃烘干，研磨机磨成粉后过100目筛待用。复合指数的测定参照文献［16］的方法。

1.3.3 小麦淀粉晶体结构测定

将样品置于长方形铝片的孔中，随后压紧测定，测试条件为：管电压40 kV，管电流30 mA，扫描速度2（°）／min，扫描区域5 ～35°，采样步宽0.02°，扫描方式为连续，重复次数为1。

1.3.4 小麦淀粉凝胶质构特性测定

RVA测定完的样品在4℃下密封放置12小时形成凝胶，参数设定：TPA压缩模式，探头P／0.5，测前速度为1.0 mm／s，测试速度1.0 mm／s，测后速度1.0 mm／s，触发力5.0 g，压缩程度40%，每个样品重复3次。

1.3.5 数据处理

数据表示为3次试验数据的平均值加减标准差。所得数据采用SPSS 13.0数据分析软件进行处理和分析，图表绘制采用Origin7.5软件。

2 结果分析

2.1 月桂酸对复合指数及小麦淀粉黏滞性的影响

表1是小麦淀粉基本组分。表2和表3是月桂酸对复合指数及小麦淀粉黏滞性的影响结果。对于同一种小麦淀粉，分别添加0.5%、1.0%和1.5%的月桂酸后，复合指数随月桂酸用量的增加而增大；对于3种不同小麦淀粉，月桂酸用量相同时，复合指数随直链淀粉含量的增加而增大。

未添加月桂酸时，3种小麦原淀粉的峰值黏度、热糊黏度和最终黏度均随着直链淀粉含量的增加而降低；添加月桂酸后，小麦淀粉的最终黏度增大，热糊黏度降低。对于同一种小麦淀粉，最终黏度随月桂酸用量的增加而增大，月桂酸用量为1.5%时，小麦淀粉的最终黏度最大；对于3种不同小麦淀粉，月桂酸用量相同时，直链淀粉含量不同，复合物黏滞性指标无规律性变化。

由表3可以看出，直链淀粉含量、月桂酸用量及其交互作用对小麦淀粉黏滞性都有显著影响。直链淀粉含量对小麦淀粉峰值黏度的影响更显著，月桂酸用量对小麦淀粉热糊黏度和最终黏度的影响更显著。

表1 小麦淀粉基本组分／%

表2 月桂酸对复合指数及小麦淀粉RVA特征值的影响

表3 小麦淀粉RVA特征值方差分析

2.2 月桂酸对小麦淀粉晶体结构的影响

小麦淀粉及小麦淀粉-月桂酸复合物的X-衍射图谱如图1所示。

由图1a可以看出，未添加月桂酸时，小麦原淀粉在15°、17°、18°和23°附近有明显特征衍射峰存在，为典型的A-型结晶结构。糊化淀粉的X衍射图谱中无衍射峰出现，淀粉的晶体结构被破坏。回生样品（糊化淀粉4℃贮藏12 h）在17°和23°附近出现A-型结构的衍射峰，表明淀粉颗粒半结晶结构的形成；20°附近的微弱小峰，为V-型结构的衍射峰，这可能是由于内源脂与淀粉形成了复合物（表1）。

添加月桂酸后，V-型结构的衍射峰强度增大，A-型结构的衍射峰强度减小，表明V-型结构和A-型结构的形成过程间存在竞争；随着月桂酸用量的增加，V-型结构的衍射峰逐渐增强，A-型结构的衍射峰逐渐减弱，月桂酸用量为1.0%和1.5%时，A-型结构的特征峰已经消失，样品呈现典型的V-型结晶结构，可以推断，月桂酸和直链淀粉形成了V-型结晶复合物，这与Godet等［17］的研究结果基本一致。

图1 小麦淀粉及小麦淀粉-月桂酸复合物的X-射线衍射图

图1 b显示，未添加月桂酸时，3种小麦原淀粉均呈现A-型结晶结构；图1c显示，添加月桂酸后，郑9694仅含V-型结构的吸收峰，周27和周22包括V-型结构和A-型结构的吸收峰，这可能是由于复合程度差异所致。不同直链淀粉含量的小麦淀粉的相对结晶度存在差异，周27最大，周22次之，郑9694最小；郑9694与月桂酸形成复合物的结晶度最大，周27次之，周22最小，这与复合指数测定结果基本一致。

2.3 月桂酸对小麦淀粉凝胶质构特性的影响

表4和表5显示了月桂酸对小麦淀粉凝胶质构特性的影响。未添加月桂酸时，随着直链淀粉含量的增加，3种小麦淀粉凝胶硬度、弹性和咀嚼性逐渐增大，内聚性先增大后减小。添加月桂酸后，小麦淀粉凝胶硬度和咀嚼性显著下降，弹性和内聚性无明显变化。

对于同一种小麦淀粉，硬度和咀嚼性随着月桂酸用量的增加而逐渐降低，月桂酸用量为1.5%时，小麦淀粉凝胶硬度最小，这与复合指数的测定结果相吻合；对于3种不同小麦淀粉，月桂酸用量相同时，随着直链淀粉含量的增加，硬度和咀嚼性未呈现规律性变化。

表4 月桂酸对小麦淀粉凝胶质构特性的影响

从表5可以看出，直链淀粉含量、月桂酸用量及其交互作用都显著影响小麦淀粉凝胶的硬度和咀嚼性，对弹性和内聚性的影响不显著，并且月桂酸用量对小麦淀粉凝胶硬度和咀嚼性的影响更显著。

表5 小麦淀粉凝胶质构特性方差分析

3 讨论

月桂酸和直链淀粉可以形成单螺旋复合物，影响直链淀粉的双螺旋交联缠绕和结晶，进而影响小麦淀粉的理化性质［18］。小麦淀粉和月桂酸的复合程度随直链淀粉含量和月桂酸用量的增加而增大。小麦原淀粉的晶体结构为A-型结晶结构，其相对结晶度与直链淀粉含量呈反向关系［19-20］。添加月桂酸后，样品图谱中出现V-型结构的衍射峰，随着月桂酸用量的增加，V-型结构的衍射峰逐渐增强；月桂酸用量为1.0%和1.5%时，样品呈现典型的V-型结晶结构。

小麦淀粉黏滞性是评价其加工品质的重要指标。不同来源淀粉的颗粒结构不同，淀粉黏滞性存在差异。3种小麦淀粉的黏度随直链淀粉含量的增加而降低，可能是因为糊化过程中，淀粉颗粒吸水膨胀，直链淀粉抑制支链淀粉伸展，阻碍淀粉颗粒膨胀破裂，抑制直链淀粉向外渗漏，使得淀粉糊黏度降低，并且随直链淀粉含量增加，阻碍作用增强，黏度降低［21-22］。

加入月桂酸后，小麦淀粉热糊黏度减小，最终黏度增大。在糊化过程中，淀粉颗粒吸水膨胀，颗粒外围支链淀粉被胀裂，内部直链淀粉渗漏出来，月桂酸同直链淀粉迅速形成单螺旋复合物，减弱了直链淀粉分子的定向迁移趋势，造成热糊黏度降低；在冷却过程中，三维淀粉凝胶网络逐渐形成，直链淀粉双螺旋是形成三维凝胶网络结构的连接点，月桂酸-直链淀粉复合物分散于直链淀粉双螺旋间，使得凝胶网络连接点之间的间隔更大，直链淀粉双螺旋聚集的紧密程度降低，导致最终黏度增大［23］。

淀粉乳糊化后冷却会形淀粉凝胶，淀粉凝胶特性与淀粉基食品的品质密切相关。随直链淀粉含量的增大，淀粉凝胶硬度增大，这同Ishiguro等［24］的研究结果一致，但梁灵等［25］认为直链淀粉含量与淀粉凝胶质构特性无显著相关性，不同的结论可能是样本数量不同、直链淀粉含量选取范围不同所致。添加月桂酸后，淀粉凝胶硬度的降低，可能是由于月桂酸和直链淀粉形成单螺旋复合物，阻碍了直链淀粉分子双螺旋交联缠绕和结晶，减弱了小麦淀粉分子间的作用力，凝胶质地更为柔软。

对于同一种小麦淀粉，月桂酸用量越大，对小麦淀粉的最终黏度、硬度和咀嚼性的影响越大，这与Tang等［23］的研究结果一致，可能是月桂酸与淀粉复合程度的差异所致。对于3种不同小麦淀粉，月桂酸用量相同时，随着直链淀粉含量的增加，小麦淀粉的黏滞性和质构特性无规律性变化。这可能是相对于直链淀粉含量的变化，3种小麦淀粉分子精细结构等的差别更大，淀粉和脂质、水及淀粉分子自身间的相互作用存在较大差异，进而对混合体系的黏滞性和质构特性造成不同程度的影响［26-27］。

4 结论

随着直链淀粉含量和月桂酸用量的增加，小麦淀粉和月桂酸的复合程度逐渐增大。

未添加月桂酸时，小麦原淀粉的X衍射图谱为A-型结晶结构，直链淀粉含量越大，结晶度越小。加入月桂酸后，混合体系包含月桂酸-直链淀粉复合物结晶结构和淀粉颗粒半结晶结构；随着月桂酸用量增加，复合程度增大，A-型结构逐渐减弱，V-型结构逐渐增强；月桂酸用量为1.5%时，月桂酸-直链淀粉复合物呈典型的V-型结晶结构。

未添加月桂酸时，随着直链淀粉含量增大，小麦淀粉的热糊黏度和最终黏度减小，硬度和咀嚼性增大。添加月桂酸后，小麦淀粉热糊黏度、硬度和咀嚼性减小，最终黏度增大；并且随着月桂酸用量的增加，小麦淀粉的最终黏度逐渐增大，硬度和咀嚼性逐渐减小。

［1］蔡丽明，高群玉.淀粉-脂类复合物的研究现状及展望［J］.粮油加工，2007（2）：85-87

Cai Liming，Gao Qunyu.Research status and prospect of starch-lipid complexes［J］.Cereals and Oils Processing，2007（2）：85-87

［2］Tufvesson F，Wahlgren M，Eliasson A C.Formation of amylose-lipid complexes and effects of temperature treatment.Part 1.Monoglycerides［J］.Starch-Stärke，2003，55（2）：138-149

［3］马晓军，姜培彦，余斌，等.乳化剂-直链淀粉复合物的形成及其对蛋糕抗老化的影响［J］.食品与发酵工业，2007，37（10）：27-30

Ma Xiaojun，Jiang Peiyan，Yu Bin，et al.Formation of amylose-emulsifier complexes and their anti-staling effects in cake ［J］.Food and Fermentation Industries，2007，37（10）：27-30

［4］Zhou Z K，Robards K，Helliwell S.Effect of the addition of fatty acids on rice starch properties［J］.Food Research Inter-national，2007，40（2）：209-214

［5］谢新华，王娜，潘治利，等.脂肪酸对稻米淀粉流变性的影响［J］.中国粮油学报，2011，26（6）：1-3

Xie Xinhua，Wang Na，Pan Zhili，et al.Effect of fatty acids on rheological properties of rice starch［J］.Journal of the Chinese Cereals and Oils Association，2011，26（6）：1-3

［6］Copeland L，Blazek L，Salman H，et al.Form and functionality of starch［J］.Food Hydrocolloids，2009，23（6）：1527-1534

［7］王慧云，王文敬，陈海华，等.共轭亚油酸对玉米淀粉理化性质的影响［J］.现代食品科技，2014，30（8）：94-99

Wang Huiyun，Wang Wenjing，Chen Haihua，et al.Effect of conjugated linoleic acid on physical properties of corn starch［J］.Modern Food Science and Technology，2014，30（8）：94-99

［8］Chang F D，He X W，Huang Q.The physicochemical properties of swelled maize starch granules complexed with lauric acid ［J］.Food Hydrocolloids，2013，32（2）：365-372

［9］Ai Y F，Hasjim J，Jane J L.Effects of lipids on enzymatic hydrolysis and physical properties of starch［J］.Carbohydrate Polymers，2013，92（1）：120-127

［10］陆大雷，王德成，赵久然，等.糯玉米粉、淀粉和脱脂淀粉的理化特性研究［J］.中国粮油学报，2009，24（1）：54-59

Lu Dalei，Wang Decheng，Zhao Jiuran，et al.Physicochemical properties of waxy corn flour，starch and defatted starch［J］.Journal of the Chinese Cereals and Oils Association，2009，24（1）：54-59

［11］GB 7648—1987水稻玉米谷子籽粒直链淀粉含量的测定［S］

GB 7648—1987 Determination of amylase content in grain rice and maize［S］

［12］GB 12087—1989淀粉水分测定烘箱法［S］GB 12087—1989 Starch moisture content determination by oven method［S］

［13］GB 2905—1982谷类豆类作物种子粗蛋白测定法［S］GB 2905—1982 Method for determination of crude protein in cereals and legumes［S］

［14］GB 5009.6—2003食品中脂肪的测定［S］GB 5009.6—2003 Determination of fat in foods［S］

［15］American Association of Cereal Chemistry（AACC）.Methods 76-21 for RVA［S］.ST Paul，MN：AACC，1999

［16］Kaur K，Singh N.Amylose-lipid complex formation during cooking of rice flour［J］.Food Chemistry，2000，71（4）：511-517

［17］Godet M C，Bizot H，Buléon A.Crystallization of amylose-fatty acid complexes prepared with different amylose chain lengths［J］.Carbohydrate Polymers，1995，27（1）：47-52

［18］Putseys JA，Lamberts L，Delcour JA.Amylose-inclusion complexes：Formation，identity and physico-chemical properties［J］.Journal of Cereal Science，2010，51（3）：238-247

［19］张艳霞，丁艳锋，李刚华，等.直链淀粉含量不同的稻米淀粉结构、糊化特性研究［J］.作物学报，2007，33（7）：1201-1205

Zhang Yanxia，Ding Yanfeng，Li Ganghua，et al.Starch structure and paste property of rice with different amylose content［J］.Acta Agronnmica Sinica，2007，33（7）：1201-1205

［20］Chung H Y，Liu Q，Lee L，et al.Relationship between the structure，physicochemical properties and in vitro digestibility of rice starches with different amylose contents［J］.Food Hydrocolloids，2011，25（5）：968-975

［21］侯汉学，董海洲，宋晓庆，等.不同品种玉米淀粉的理化性质及相关性研究［J］.中国粮油学报，2009，24（1）：60-63

Hou Hanxue，Dong Haizhou，Song Xiaoqing，et al.Correlations among physico-chemical properties of starch from different maize cultivars［J］.Journal of the Chinese Cereals and Oils Association，2009，24（1）：60-63

［22］Wickramasinghe H A M，Miura H，Yamauchi H，et al.Comparison of the starch properties of Japanese wheat varieties with those of popular commercial wheat classes from the USA，Canada and Australia［J］.Food Chemistry，2005，93（1）：9-15

［23］Tang M C，Copeland L.Analysis of complexes between lipids and wheat starch［J］.Carbohydrate Polymers，2007，67（1）：80-85

［24］Ishiguro K，Noda T，Kitahara K，et al.Retrogradation of sweet potato starch［J］.Starch-Stärke，2000，52（1）：13-17

［25］梁灵，魏益民，张国权，等.小麦淀粉凝胶质构特性研究［J］.中国食品学报，2004，4（3）：33-38

Liang Ling，Wei Yimin，Zhang Guoquan，et al.Study on the texture properties of wheat starch gels［J］.Journal of Chinese Institute of Food Science and Technology，2004，4（3）：33-38

［26］Kim H Y，Patel B，BeMiller J N.Effect of the amyloseamylopectin ratio on starch-hydrocolloid interactions［J］.Carbohydrate Polymers，2013，98（2）：1438-1448

［27］Blazek J，Copeland L.Effect of monopalmitin on pasting properties of wheat starches with varying amylose content［J］.Carbohydrate Polymers，2009，78（1）：131-136.

Effect of Luaric Acid on the Viscosity and Textural Properties of Wheat Starch with Varying Amylose Content

Song Yinuo Xie Xinhua Ai Zhilu Wang Na Xu Chao Pan Zhili He Ping
（College of Food Science and Technology，Henan Agricultural University，Zhengzhou 450002）

The effect of lauric acid on the viscosity and textural properties of wheat starches with different amylose content was studied by X-ray diffractometer，rapid visco analyzer and texture analyzer.The results showed that the complexing index gradually increased with the increasing amylose content and lauric acid level.The wheat starch was in A-type crystal structure.With the recombination oflauric acid，X-ray diffraction pattern of wheat starch generates V-type peak and the relative crystallinity gradually increased with complexing index.Lauric acid could change the viscosity and textural properties of wheat starch observably.After adding lauric acid，the holding viscosity，hardness and chewiness were decreased，whereas the final viscosity was increased.Lauric acid at 1.5%level had the highest ability to form the complex and the most outstanding effect on the viscosity and textural properties of wheat starch.

lauric acid，wheat starch，viscosity properties，textural properties

TS231

A

1003-0174（2016）09-0052-06

国家自然科学基金（31101341），“十二五”国家科技支撑计划（2012BAD37B06-04）

2015-01-28

宋一诺，女，1990年出生，硕士，食品科学

谢新华，男，1976年出生，副教授，谷物化学及速冻食品