玉米淀粉是一种廉价、易得的食品原料，在食品和非食品加工有广泛的应用。然而，在食品加工和储存过程中，玉米淀粉很容易老化，导致淀粉凝胶产品硬度、碎裂性增加，同时降低了产品的弹性、透明度和消化能力，从而导致产品质量劣变。因此，如何有效控制淀粉老化成为科学研究的热点。
不同的亲水胶体由于结构不同作用于不同种类淀粉时，其影响效果可能不同。本实验选取的皂荚糖胶是从我国特有的皂荚树果实中提取出来的一种多糖，该多糖主要由β-1,4-糖苷键连接而成的D-吡喃甘露糖主链和α-1,6-糖苷键连接而成的D-吡喃半乳糖支链构成。GB—《食品添加剂使用标准》中规定，皂荚糖胶可用于调味料、冰淇淋、饮料、饺子粉等产品的生产加工过程中，且使用过程中有较好的效果。然而，有关皂荚糖胶改善食品的质构特性，尤其是皂荚糖胶与淀粉的相互作用及其机理研究的报道很少。因此，河南科技大学食品与生物工程学院，食品加工与安全国家级实验教学示范中心，河南省农产品干燥装备工程技术研究中心的张晓宇、张丹丹等人通过动态流变、差示扫描量热（DSC）、食品物性分析等多种实验手段，探究皂荚糖胶添加量对玉米淀粉老化性能的影响，并通过低场核磁共振（LF-NMR）法对其影响淀粉老化的机理进行分析，旨在能进一步丰富植物胶体对淀粉老化性能影响的理论基础。
1、动态时间扫描分析
图1a为不同配比的玉米淀粉-皂荚糖胶复配体系在老化2h内G’随时间的变化曲线。玉米淀粉添加皂荚糖胶后的G’增加，玉米淀粉及复配体系的的G’值在前期升高很快，之后增长缓慢，进入相对稳定阶段，凝胶体系G’值的这一变化趋势与之前的报道一致。图1b为含不同添加量皂荚糖胶的复配体系G’随时间的变化率，可以看出，玉米淀粉G’的变化率明显大于复配体系的G’变化率，且随着皂荚糖胶添加量的增多，G’变化率整体呈现减小的趋势，表明复配体系有更好的稳定性，添加皂荚糖胶后可以明显改善玉米淀粉的短期老化行为。皂荚糖胶的加入导致G’值的增长速率变缓，一方面是皂荚糖胶的加入使得糊化过程中渗漏出的部分淀粉可溶性组分与亲水性胶体结合，使得部分淀粉被胶体取代，阻碍了直链淀粉分子有序交联形成三维网状结构；另一方面皂荚糖胶属于亲水性胶体，与水的结合能力强，体系内可移动水分减少而不利于淀粉分子链的迁移，使得直链淀粉重排变得困难，减缓了淀粉的老化速率。2、玉米淀粉与皂荚糖胶复配体系凝胶强度分析
由表1可见，冷藏0d时，各体系的硬度不存在明显的差异，随着冷藏时间的延长，各体系硬度增加且开始有显著差异，在冷藏时间相同时（如第21天）玉米淀粉的硬度值（.78g）大于复配体系的硬度值（99.9～59.14g），且胶添加量与体系硬度值大致呈现负相关的变化趋势。淀粉凝胶硬度与直链淀粉高度相关，直链分子间的缠绕和交联程度越大，凝胶硬度越大。添加皂荚糖胶后，复配体系的硬度值降低，且下降趋势随着皂荚糖胶比例的增大更加明显。这可能是由于亲水胶体的存在阻碍了直链淀粉的聚集重排，削弱了直链淀粉分子间的作用力，胶体与淀粉分子间的缠绕使其复配体系形成了质地更为柔软的凝胶。
3、玉米淀粉-皂荚糖胶复配体系的热特性分析
皂荚糖胶对玉米淀粉ΔHg和ΔHr的影响结果如表2所示，图2为体系糊化及冷藏14d的DSC曲线。由表2可知，随着皂荚糖胶添加量的增大，玉米淀粉的ΔHg降低不明显；随着冷藏时间的延长，ΔHr逐渐增大，说明冷藏过程中淀粉的老化程度变大。同时表2表明，皂荚糖胶的添加降低了玉米淀粉的ΔHr，且皂荚糖胶添加量越多，ΔHr降低的越多。这是因为亲水性胶体具有较高的持水性，使得淀粉分子周围的浓度升高，不利于分子链的迁移，延缓了淀粉的重结晶。另一方面，皂荚糖胶对淀粉颗粒的包埋作用致使糊化过程直链淀粉渗出受阻，干扰了直链淀粉晶核的形成，进而抑制了淀粉的老化。当复配样品中皂荚糖胶的比例由0%增加至7%时，最终经过21d的冷藏，样品的ΔHr则由8.86J/g下降至6.12J/g，老化率由66.7%下降至54.3%，说明皂荚糖胶能够一定程度上抑制了玉米淀粉的老化。本实验结果与前人研究报道的黄原胶对淀粉老化的影响结果一致。4、玉米淀粉-皂荚糖胶复配体系老化过程的水分运动性分析
由玉米淀粉凝胶体系的T2反演谱图3a分析可得：T2弛豫时间在0.1～10ms范围内为结合水，在10～80ms范围内为不易流动水，大于80ms为自由水。由图3可知，随着老化时间的延长，反演谱整体略微向左移动，信号幅值略有减小，说明随着冷藏时间延长，水分子运动性以及分布状态受到影响。图3b为添加5%皂荚糖胶的复配体系老化过程的T2反演谱，随着冷藏时间的延长，游离水信号峰的大体呈现增强的趋势，但是从图谱中不能确定结合水、不易流动水以及自由水的峰面积以及峰比例，难以看出明显的变化规律，因此需要对各个弛豫峰的参数进行进一步的分析。
图4a与图4b具体展示了各体系中不同状态水分子所占的比例（以每种峰的积分面积占总峰面积的百分比表示淀粉凝胶中不同状态水分的相对含量）。由图4a可知，随着冷藏时间的延长，自由水含量增加，不易流动水减少（尤以老化21d最为明显），说明随着淀粉老化时间的延长，淀粉分子链间更易形成氢键，迫使水分子与淀粉链间形成的氢键断裂，使得淀粉凝胶的持水能力减弱，有更多的水分从凝胶体系中析出，形成自由水。从图4b可以看出，含5%皂荚糖胶的淀粉凝胶冷藏0～21d，与图4a玉米淀粉相比，自由水含量有所下降，说明皂荚糖胶的加入，增强了淀粉凝胶的持水能力，使得复配体系的水分运动性降低，这可能因为皂荚糖胶中有大量羟基等极性基团，能与水分子及淀粉分子之间形成胶-水或胶-水-淀粉的氢键相互作用。结论
玉米淀粉及皂荚糖胶复配体系动态流变分析实验表明，皂荚糖胶可以延缓玉米淀粉的短期老化，且随着胶添加量的增加，老化延迟效应更加明显。物性分析实验表明，相同冷藏时间内玉米淀粉凝胶的硬度值随皂荚糖胶添加量的增大而降低，皂荚糖胶的加入能够使玉米淀粉形成质地更为柔软的凝胶。DSC实验进一步确证了皂荚糖胶的加入使体系的老化率降低，该胶可以抑制淀粉的长期老化。通过LF-NMR实验，证实随着冷藏时间延长，体系自由水增加，5%皂荚糖胶复配体系经过冷藏后体系的自由水含量相对较低。本文《皂荚糖胶对玉米淀粉老化性质的影响及体系的水分分布》来源于《食品科学》年42卷12期31-36页，作者：张晓宇，张丹丹，李荣芳，罗磊，罗登林，朱文学。DOI:10./spkx---。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。
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