共軛亞油酸對(duì)小麥淀粉理化性質(zhì)的影響

趙 陽(yáng) 王雨生，2 陳海華，3 王文敬

（青島農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院1，青島 266109）（青島農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)編輯部2，青島 266109）（山東農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院3，泰安 271018）

共軛亞油酸對(duì)小麥淀粉理化性質(zhì)的影響

趙 陽(yáng)1王雨生1，2陳海華1，3王文敬1

（青島農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院1，青島 266109）（青島農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)編輯部2，青島 266109）（山東農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院3，泰安 271018）

為研究共軛亞油酸（CLA）對(duì)小麥淀粉（WS）理化性質(zhì)的影響，采用快速黏度計(jì)、差示掃描量熱儀、動(dòng)態(tài)流變儀等，研究了小麥淀粉－共軛亞油酸（WS－CLA）復(fù)合體系的糊化性質(zhì)、熱性質(zhì)、流變性質(zhì)。結(jié)果表明，CLA影響WS的理化性質(zhì)。CLA阻礙WS吸水溶脹，使其峰值黏度降低、糊化焓升高。CLA使WS抗老化能力增強(qiáng)、更易形成彈性凝膠，表現(xiàn)為老化率和tanδ降低。

共軛亞油酸 小麥淀粉 理化性質(zhì)

小麥?zhǔn)侨祟?lèi)最主要的糧食之一。淀粉是小麥籽粒中最主要的成分，小麥淀粉的性質(zhì)直接決定了面制品的感官品質(zhì)、質(zhì)構(gòu)特性和貯藏品質(zhì)[1]。隨著生活水平的提高和健康飲食觀念的深入人心，人們對(duì)面制品的食用品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值要求日益提高。在面制品中添加一些具有改善淀粉性質(zhì)的食品成分，如不飽和脂肪酸等，可以為面制品拓寬市場(chǎng)。

共軛亞油酸（CLA）是亞油酸（C18∶2）的同分異構(gòu)體，是一種營(yíng)養(yǎng)價(jià)值極高的長(zhǎng)鏈多不飽和脂肪酸。CLA不僅能夠調(diào)節(jié)人體脂肪代謝，有效預(yù)防心腦血管疾病和冠心病的發(fā)生，而且具有抗氧化活性，在抗癌、清除自由基方面有一定功效[2]。Raphaelides等[3]的研究結(jié)果表明，添加了豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸的高直鏈玉米淀粉糊表現(xiàn)出剪切增稠性質(zhì)，而不添加脂肪酸的高直鏈玉米淀粉糊具有剪切變稀性質(zhì)。Tang等[1]的研究表明，月桂酸、豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸和亞麻酸均可提高小麥淀粉糊的黏度。Zhou等[4]的研究表明，硬脂酸能增強(qiáng)大米淀粉的膨脹力并抑制其老化。因此，可以通過(guò)添加脂肪酸來(lái)改善淀粉含量較高食品的品質(zhì)。

因此，本試驗(yàn)采用快速黏度分析儀、差示掃描量熱儀、動(dòng)態(tài)流變儀等，研究了CLA對(duì)小麥淀粉（WS）糊化性質(zhì)、熱性質(zhì)、動(dòng)態(tài)流變學(xué)性質(zhì)的影響，以期為脂肪酸對(duì)淀粉性質(zhì)的影響和在面制品中的應(yīng)用提供理論參考。

1 材料方法

1.1 試驗(yàn)材料

共軛亞油酸（CLA，純度80.3%）：青島澳海生物有限公司；小麥淀粉 （WS，水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)13.03%）：南京甘汁園糖業(yè)有限公司。

1.2 試驗(yàn)儀器

RVA Starchmaster型快速黏度計(jì)：澳大利亞New－port公司；TA－XT.Plus型物性測(cè)定儀：英國(guó)Stable Micro Systems公司；JFZD型粉質(zhì)儀：北京東孚久恒儀器技術(shù)有限公司；DSC1型差示掃描量熱分析儀：瑞士Mettler－Toledo集團(tuán)；MCR102型動(dòng)態(tài)流變儀：奧地利Anton Paar有限公司；FX－26A型電發(fā)酵箱：廣東恒聯(lián)食品機(jī)械有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 小麥淀粉－共軛亞油酸（WS－CLA）復(fù)合體系的制備

根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]制備WS－CLA復(fù)合體系如下步驟。

WS懸濁液：稱(chēng)取適量的WS分散于蒸餾水中配制成一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的懸濁液，待用。

WS－CLA復(fù)合體系的配制：稱(chēng)取適量的CLA分散于蒸餾水中配成一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的懸濁液，用磁力攪拌器充分?jǐn)嚢?0 min，再將WS加入到CLA溶液中，充分混勻，待用。

1.3.2 淀粉糊化性質(zhì)的測(cè)定

配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為11%的WS懸濁液，添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0～1.0%的CLA，根據(jù)參考文獻(xiàn)[6]用快速黏度計(jì)進(jìn)行測(cè)定，記錄糊化過(guò)程中樣品糊化溫度、峰值黏度、衰減值、回生值。結(jié)果取5次試驗(yàn)的平均值。

1.3.3 淀粉熱特性的測(cè)定

參照參考文獻(xiàn)[7]測(cè)定WS－CLA復(fù)合體系的熱性質(zhì)。配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為33%的WS懸濁液，添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0～3%的CLA，稱(chēng)取30μg的WS－CLA復(fù)合體系于40μL鋁坩堝中。將差示掃描量熱分析儀用銦標(biāo)準(zhǔn)品進(jìn)行校正后，用于樣品的測(cè)定。掃描溫度范圍30～100℃，升溫速率為10℃/min，記錄起始糊化溫度（To）、峰值溫度（Tp）、終止糊化溫度（Te）和糊化焓（ΔH0）。糊化后的樣品于4℃下儲(chǔ)存7 d后再次進(jìn)行掃描，溫度范圍25～90℃，升溫速率為10℃/min，記錄熔融焓（ΔH1），計(jì)算樣品的老化率。計(jì)算公式如下：

R＝ΔH1/ΔH0

1.3.4 淀粉流變學(xué)特性的測(cè)定

配制WS質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%，CLA質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0～0.5%的樣品，沸水浴糊化10 min后于冰水浴中迅速冷卻至室溫。采用動(dòng)態(tài)流變儀、直徑為50 mm的平行板系統(tǒng)、平行板間隙為1 mm，在25℃下測(cè)定淀粉糊的動(dòng)態(tài)流變學(xué)性質(zhì)。

小振幅振蕩測(cè)試：根據(jù)參考文獻(xiàn)[8]對(duì)樣品進(jìn)行線性黏彈區(qū)掃描，在其線性黏彈區(qū)范圍內(nèi)恒定應(yīng)變0.5%進(jìn)行小幅振蕩試驗(yàn)，振蕩頻率為0.1～10 Hz，記錄 G’、G”和損耗角正切值（tanδ＝G”/G’）。

1.3.5 統(tǒng)計(jì)分析方法

采用SPSS17.0統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 CLA對(duì)WS性質(zhì)的影響

2.1.1 CLA對(duì)WS糊化黏度性質(zhì)的影響

淀粉糊化后，由于疏水相互作用，分子鏈發(fā)生盤(pán)曲螺旋形成空腔，脂肪酸等有機(jī)分子在一定條件下可以進(jìn)入螺旋腔，生成脂肪酸－淀粉絡(luò)合物，從而影響淀粉性質(zhì)[9]。由表1可知，添加 CLA，WS的糊化溫度無(wú)明顯變化。這是因?yàn)閃S糊化前，分子仍處于結(jié)晶狀態(tài)而未形成疏水螺旋結(jié)構(gòu)。而CLA疏水性較強(qiáng)，故此時(shí) CLA幾乎不與 WS發(fā)生相互作用[2]。Zhang等[10]的研究表明，棕櫚酸、油酸、亞油酸對(duì)淀粉糊化溫度均無(wú)顯著影響，這與本研究結(jié)果一致。Zabar等[11]指出，二甲亞砜或高溫堿處理使淀粉溶脹，才可用于制備淀粉－脂類(lèi)復(fù)合物。

表1 WS－CLA復(fù)合體系的糊化性質(zhì)

與WS相比，添加CLA使WS的峰值黏度降低。Zhou等[12]的研究表明，硬脂酸、亞油酸使大米淀粉的峰值黏度降低，這與本研究結(jié)果一致。這可能是因?yàn)閃S糊化過(guò)程中，CLA在WS顆粒表面形成一層包被膜，阻止水分子向WS顆粒內(nèi)部擴(kuò)散，阻礙了WS吸水溶脹[13]。

與WS相比，添加CLA使WS的衰減值升高。這說(shuō)明CLA的添加能夠使WS的熱穩(wěn)定性變差。這可能是因?yàn)镃LA中不穩(wěn)定的共軛雙鍵氧化導(dǎo)致的[2]。Zhou等[12]的研究表明，硬脂酸、亞油酸均使大米淀粉衰減值降低，這與本研究結(jié)果不一致。但其研究還表明硬脂酸使大米淀粉的衰減值降低了93%，而亞油酸使大米淀粉的衰減值只降低了10%，這說(shuō)明脂肪酸的飽和程度對(duì)脂肪酸－淀粉復(fù)合體系的熱穩(wěn)定性有一定影響。

隨著CLA添加量的增加，WS的回生值呈上升趨勢(shì)。這可能由2方面原因?qū)е隆Ｒ皇荳S在低溫下的老化結(jié)晶，二是添加CLA促使WS在溫度降低的過(guò)程中發(fā)生膠凝，這都會(huì)導(dǎo)致體系流動(dòng)性變差[12]。Zhou等[12]的研究表明，硬脂酸、亞油酸均使大米淀粉的回生值升高。這與本研究結(jié)果一致。

2.1.2 CLA對(duì)WS熱性質(zhì)的影響

由表2可知，隨CLA質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，WS的起始糊化溫度無(wú)明顯變化。這與RVA測(cè)定中CLA對(duì)WS糊化溫度無(wú)明顯影響這一結(jié)果相同。Ozcan等[14]的研究表明，油酸對(duì)玉米淀粉的起始糊化溫度無(wú)顯著影響。Zhou等[12]的研究表明，油酸對(duì)大米淀粉的起始糊化溫度無(wú)顯著影響。這與本試驗(yàn)的研究結(jié)果一致。

表2 WS－CLA復(fù)合體系的熱性質(zhì)

與對(duì)照相比，WS－CLA復(fù)合體系的峰值糊化溫度略有降低。Zhou等[12]的研究表明，硬脂酸、亞油酸使大米淀粉的峰值糊化溫度降低。Ozcan等[14]的研究表明，十八碳不飽和脂肪酸使玉米淀粉的峰值糊化溫度降低。這與本研究結(jié)果一致。

添加CLA，WS的終止糊化溫度變化不顯著，這說(shuō)明CLA對(duì)WS糊化的過(guò)程無(wú)顯著影響。Ozcan等[14]的研究表明，棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸對(duì)玉米淀粉的終止糊化溫度均無(wú)明顯影響。這與本研究結(jié)果一致。

與對(duì)照相比，CLA使WS的糊化焓顯著增加，這說(shuō)明CLA使WS糊化過(guò)程中吸熱量增加。這可能是因?yàn)閃S需要吸收更多能量來(lái)克服CLA包被膜對(duì)其吸水溶脹的阻礙[13]。隨著CLA質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，WS－CLA復(fù)合體系的糊化焓降低。這可能是由于升溫過(guò)程中，CLA氧化放熱所致。Tang等[1]的研究表明，淀粉與脂肪酸結(jié)合的能力有限。未能與淀粉絡(luò)合的CLA因含有雙鍵，在高溫條件下極易被氧化[2]。

與對(duì)照相比，WS－CLA復(fù)合體系的老化率顯著降低。這說(shuō)明添加CLA能夠抑制WS分子的老化。這可能是因?yàn)镃LA與WS的絡(luò)合阻礙了WS分子的重結(jié)晶[15]。這與前人的研究結(jié)果一致。Zhou等[12]的研究表明，硬脂酸、亞油酸均能夠有效抑制大米淀粉的老化。Chang等[16]的研究表明，棕櫚油、豬脂、米糠油均能抑制低直連大米淀粉的老化。Germani等[17]指出，脂類(lèi)物質(zhì)能夠減緩玉米淀粉的老化。結(jié)合RVA的測(cè)定結(jié)果可知，CLA使WS回生值升高，并不是因?yàn)镃LA促使了WS老化結(jié)晶。

2.1.3 CLA對(duì)WS動(dòng)態(tài)流變學(xué)性質(zhì)的影響

由圖1可知，與對(duì)照相比，WS的G’與G”均增加。這可能是因?yàn)閃S與CLA的相互作用使分子間的交聯(lián)更多，這使淀粉糊黏度增大，同時(shí)增加其凝膠網(wǎng)絡(luò)的彈性[18]。Eliasson等[18]的研究表明，單甘脂使玉米淀粉的G’增加，這與本研究結(jié)果一致。同時(shí)由圖1可知，WS－CLA復(fù)合體系的G’遠(yuǎn)大于G”，這說(shuō)明WS－CLA復(fù)合體系能夠形成黏彈性凝膠。與G”相比，CLA的添加對(duì)G’的提高作用較大，這說(shuō)明CLA有利于促進(jìn)WS－CLA復(fù)合凝膠的形成。當(dāng)CLA質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%時(shí)，WS－CLA復(fù)合體系的G’與G”均比0.3%時(shí)略有降低。這可能是因?yàn)閃S結(jié)合CLA的能力有限，未與WS結(jié)合的CLA降低了WS－CLA復(fù)合體系凝膠結(jié)構(gòu)的黏性和彈性[1，12]。

圖1 WS－CLA復(fù)合體系的動(dòng)態(tài)流變學(xué)特性

由圖1可知，與對(duì)照相比，WS－CLA復(fù)合體系的tanδ明顯降低。這說(shuō)明CLA使WS－CLA復(fù)合體系的流動(dòng)性變差，并可預(yù)測(cè)WS－CLA復(fù)合體系形成的凝膠更趨向于固體。這與RVA測(cè)定結(jié)果中WSCLA復(fù)合體系的回生值隨CLA質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而升高這一結(jié)果一致。隨著振蕩頻率的增加，WS－CLA復(fù)合體系的tanδ均升高，這說(shuō)明WS－CLA復(fù)合體系的凝膠結(jié)構(gòu)在外力的作用下受到一定破壞。與對(duì)照相比，WS－CLA復(fù)合體系tanδ的增勢(shì)趨緩。這說(shuō)明CLA能夠維持WS－CLA復(fù)合凝膠結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。當(dāng)CLA質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3%～0.5%時(shí)，WS－CLA復(fù)合體系tanδ的增加趨勢(shì)最平緩，這可能是因?yàn)榇藭r(shí)WS－CLA復(fù)合體系的黏性、彈性相對(duì)平衡，凝膠結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定[18]。

結(jié)合RVA、DSC與動(dòng)態(tài)流變學(xué)性質(zhì)測(cè)定結(jié)果推斷，CLA使WS－CLA復(fù)合體系的回生值升高，并不是WS老化結(jié)晶導(dǎo)致的，而是因?yàn)镃LA促進(jìn)了WSCLA復(fù)合凝膠的形成，使體系流動(dòng)性變差導(dǎo)致冷糊黏度升高。Tang等[1]指出，淀粉與脂肪酸絡(luò)合形成一種單螺旋Ⅴ型結(jié)構(gòu)，這會(huì)使淀粉分子間的間隔增大而不易結(jié)晶，但該結(jié)構(gòu)易于形成凝膠，這會(huì)使淀粉－脂肪酸復(fù)合體系具有較高的黏度。這與本研究結(jié)果一致。

3 結(jié)論

CLA對(duì)WS糊化的影響主要體現(xiàn)在2方面。一是在WS顆粒表面形成包被膜，阻礙其吸水溶脹，表現(xiàn)為峰值黏度降低、糊化焓升高。二是與WS絡(luò)合形成WS－CLA復(fù)合物，使WS抗老化能力增強(qiáng)、更易形成彈性凝膠，表現(xiàn)為老化率、tanδ降低。

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Effect of Conjugated Linoleic Acid on the Physicochemical Properties ofWheat Starch

Zhao Yang1Wang Yusheng1，2Chen Haihua1，3Wang Wenjing1

（College of Food Science and Engineering，Qingdao Agricultural University1，Qingdao 266109）（Editorial Department of Journal of Qingdao Agricultural University2，Qingdao 266109）（College of Food Science and Engineering，Shandong Agricultural University3，Taian 271018）

To determine the effect of conjugated linoleic acid on the physicochemical properties ofwheat starch，the pasting properties，thermal properties，and rheological properties of WS－CLA mixtures have been studied by rapid viscosity analyzer（RVA），differential scanning calorimeter（DSC）as well as dynamic rheometer.The results showed that the gelatinizing properties of wheat starch could be significantly influenced by conjugated linoleic acid.Along with increasing addition of conjugated linoleic acid，the swelling ofwheat starch was gradually obstructed to be reflected by lower peak viscosity and higher enthalpy.Elastic gel formation capacity and anti－retrogradation capacity ofwheat starch paste were enhanced，which was indicated by the lowered retrogradation rate and tanδ.

conjugated linoleic acid，wheat starch，physicochemical properties

TS231

A

1003－0174（2015）10－0021－05

山東省高等學(xué)校優(yōu)秀中青年骨干教師國(guó)際合作培養(yǎng)項(xiàng)目（SD－20130875），山東農(nóng)業(yè)大學(xué)博士后經(jīng)費(fèi)（76414），國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（2013 10435028），青島農(nóng)業(yè)大學(xué)研究生創(chuàng)新計(jì)劃（QYC20 1310），青島農(nóng)業(yè)大學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)研究課題（QSY20132 608）

2014－03－26

趙陽(yáng)，女，1989年出生，碩士，食品化學(xué)

陳海華，女，1973年出生，教授，食品化學(xué)