【每日動態】一種新型利用噴霧乾燥法製備預糊化澱粉的方法

2021-03-05 食品加 智食科技

Carbohydrate Polymers (IF:6.044 二區)

推薦人|張閒

澱粉是高等植物中生物合成的一種碳水化合物，為人類和動物提供能量方面發揮著重要作用。此外，澱粉還被廣泛用作食品工業的膠凝劑、增稠劑、穩定劑。然而，天然澱粉在應用中也存在一些弊端。例如，冷水不溶性，因此不具備令人滿意的特性來生產一些熱敏性食品(如含有著色劑、香料、調味劑、維生素和生物活性化合物的食品)或低溫加工食品(如即食布丁、冷甜點、嬰兒食品)。預糊化澱粉（PGS）是一種物理改性澱粉，它具有吸水和在冷水中膨脹的能力，以提高粘度，並獲得理想的糊化和增稠特性。與滾筒乾燥和擠壓技術相比，噴霧乾燥是一種更方便的生產PGS的方法，PGS可以快速轉化為粉末狀物質。

通過掃描電鏡觀察天然澱粉、PRS和PRS-H的形態變化。PRS和PRS-H在形狀和表面形態上與天然澱粉有很大的差異。天然大米澱粉是多面體形狀，顆粒飽滿，大小相對較窄，分布均勻。PRS的形狀變為橢圓形，並伴有一些大的顆粒表面出現嚴重的褶皺或皺縮，類似於紅細胞。結果表明，將黃原膠與澱粉的混合物(比例為1：9)加熱至95°C時，原玉米澱粉的顆粒完整性保持不變，PRS-H呈現出類似於PRS的紅血球形態。這可能是因為製備PRS-H時使用的低比例(1：20，w/w)的親水膠體與澱粉不足以改變澱粉顆粒的形態。

一些研究表明澱粉的結晶性質可能會受到親水膠體存在的影響。因此，我們用X射線衍射圖研究了天然澱粉、PRS和PRS-H的結晶堆積排列。天然大米澱粉是典型的A型X射線圖譜，與其他穀物澱粉一樣，在約15°、17°、18°和23°處有較強的峰。PRS的衍射圖與原澱粉不同，所有的衍射峰幾乎消失，說明糊化和噴霧乾燥後的原澱粉結晶結構被完全破壞。同樣，所有的PRS-H都是非晶態結構，並且觀察到與PRS相似的XRD圖譜。根據XRD的結果可以推斷，在我們的方法中，PRS-H中的大米澱粉完全糊化，而親水膠體似乎對澱粉的糊化沒有明顯的影響。

通過加入膠體來糊化澱粉，然後噴霧乾燥，製得一種新的預糊化澱粉（PRS-H）。研究得出加入膠體可顯著提高澱粉冷糊粘度。與直接與親水膠體混合相比，製備所得預糊化澱粉具有更好的增稠性，特別是添加了黃原膠和卡拉膠的增稠效果更好。預糊化澱粉冷糊粘度的差異歸因於澱粉與親水膠體之間的相互作用。PRS-H的溶脹力增強，表現出與冷糊粘度相似的順序。此外，可以通過加入不同的親水膠體來調節PRS的粘彈性，以獲得延展性和力學性能優良的材料。因此，本研究可為食品生產廠家選擇適合糊化的親水膠體來生產PGS提供指導，從而更好地應用於速食布丁、餡餅餡料、嬰兒食品、糕點調味料等需要低溫加工才能增稠的食品中。

He, X. H., Xia, W., Chen, R. Y., Dai, T. T., Luo, S. J., Chen, J., & Liu, C. M. (2020). A new pre-gelatinized starch preparing by gelatinization and spray drying of rice starch with hydrocolloids. Carbohydrate Polymers, 229, 115485.      

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0144861719311531      

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