第一章绪论

食品是一个复杂的多相体系，淀粉与亲水性胶体是食品中两类重要的组分，因其均具有增稠性、 凝胶性等特点，通常被共同应用于食品体系中，以起到提高产品稳定性、控制水分流动、降低成本 及简化加工工艺等作用。淀粉与亲水性胶体混合体系的功能特性与产品的质构和感官特性密切相关。 考察两者之间的协效作用，对于掌握它们赋予食品特定功能性质的规律是至关重要的。

1.1淀粉的糊化与回生

淀粉加工过程中的颗粒膨胀、崩解及贮藏过程中淀粉的回生在很大程度上决定了淀粉基食品的 质量和稳定性。亲水性胶体可改善和控制淀粉的糊化与回生特性，因此，掌握有关淀粉糊化与回生 的相关理论有助于考察淀粉与亲水胶体两者间的交互作用。

1.1.1淀粉的糊化

糊化是淀粉的基本特性之一，在有水分存在的条件下对淀粉加热，其经历一个不可逆的无序化 转变，在此过程中，可观察到如下现象：淀粉颗粒大幅度吸水膨胀、失去结晶性、淀粉可溶性组分 渗出、偏光十字消失，最终形成半透明的黏稠状胶体溶液[1]。为了弄清糊化过程中淀粉的精确变化， 人们采用了多种技术手段，其中包括差示扫描量热法（DSC)、光学显微镜观察、X-射线衍射（XRD)、 黏度仪以及核磁共振技术（NMR)等。基于以上的研究，学者们提出了不同的模型来揭示淀粉的糊 化过程，Donovan等[2]推断，淀粉的糊化主要是一个膨胀驱动过程。首先，无定型区摄取水分，同 时伴随着该区域的膨胀。虽然半结晶区并不迅速膨胀，但在区域边缘的支链淀粉分子通过化学键与 无定型区相连，这样，就将两个区域联结起来。玉米淀粉与亲水性胶体协效性和作用机理的研究，结果，不定型区域的膨胀对支链淀粉结晶区施加压 力，最终，该压力将引起支链淀粉双螺旋的解聚，导致淀粉刚性丧失。上述的假定是在体系水分过 量的前提下作出的。在有限的水分条件下，淀粉颗粒将发生部分结晶融溶，在DSC图谱上会出现第 二个吸热峰[3]。

糊化后的淀粉可视为由连续相（直链淀粉及支链淀粉）及分散相（淀粉颗粒）所组成，体系的 流变性质取决于影响两相的因素，影响分散相的因素有颗粒大小、分布、形状、所占体积、刚性及 彼此间的相互作用，而影响连续相的因素有直链淀粉及支链淀粉各自及彼此间的相互作用及其淀粉 颗粒间的相互作用[4,5]。

1.1.2淀粉的回生

关于淀粉回生行为的研究，目前在方法和理论上已经具备了一定的基础，并获得了一些结论。 一般认为，淀粉回生的本质是淀粉分子在分子势能的作用下从高能态的无序化逐步趋于低能态的有 序化过程[6]。在此过程中，将加热的淀粉糊冷却至低于淀粉晶体的熔化温度，直链淀粉和支链淀粉 发生再聚集，与膨胀的淀粉颗粒结合成有序的结构，引起淀粉体系黏度升高，凝胶固化及质构的老 化[7]。Bulkm等[8]根据淀粉回生重结晶动力学性质将淀粉回生过程划分为四个阶段：（1)单纯淀粉链 构象变化；（2)晶核诱导形成阶段；（3)晶体增长过程；（4)完美晶体形成阶段。Frednksso等[9]认为可 根据回生时间的长短将淀粉回生划分为两个阶段，分别为短期回生阶段和长期回生阶段，短期回生 发生在淀粉糊化后的初始阶段（少于1天)，主要是由于渗漏的直链淀粉分子之间进行定向迁移，使 分子间能自主平行取向，沿链排列的大量羟基通过链间氢键与邻链上的羟基相结合，形成了三维凝 胶网状结构，直链淀粉是回生过程中短期变化的主要原因[10]。淀粉回生初始的速率，与直链淀粉聚 集物的形成、以及颗粒残余物键合到由直链淀粉与支链淀粉形成的聚集物中有关[11]。支链淀粉则主 要在长期回生中占主要作用，支链淀粉具有高支化结构，链间靠拢受到较强的抑制，因此，支链淀 粉的回生作用通常进行得很慢，一般超过几周时间，且促进了淀粉体系长期的流变性质和结构的变 化[12，13]。此外，两个回生阶段彼此之间存在着一定的联系，短期回生阶段中直链淀粉所形成的晶核 为支链淀粉回生提供了晶种源，使支链淀粉结晶区以该晶核为中心增长并形成晶体[14]。淀粉回生行 为的测定可以通过DSC,流变特性，淀粉凝胶质构和NMR等方法进行测定[15]。

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1.2亲水性胶体概述

亲水性胶体（Hydrocolloid)通常是指一类可溶解于水的多糖或蛋白质，它可以赋予水溶液和其 它悬浮液很高的黏性。亲水性胶体在食品工业中应用广泛，可作为增稠剂、凝胶剂、乳化稳定剂、 持水剂、晶体阻碍剂及泡沫稳定剂等[16]。从亲水性胶体结构来看，我们可把它们分成直链高聚物和 支链高聚物[17]。直链高聚物的分子是亲水性的，在水溶液中可直接与相邻的水分子相互作用，占有 较大的空间。它们的表观黏度要高于相同分子量的支链高聚物。下面介绍几种食品中常用的亲水性 胶体。

1.2.1阿拉伯胶

阿拉伯胶（Arabic gum，AG)是一种含有钙、镁、钾、钠盐以及少量蛋白质的阳离子多糖[18]， 一般为淡黄色的块状或白色粉末。阿拉伯胶是由六种糖残基组成，分别为吡喃半乳糖、吡喃阿拉伯 糖、吡喃葡萄醛酸残基、吡喃鼠李糖、呋喃阿拉伯糖及4-O-甲基吡喃葡萄糖醛酸残基。阿拉伯胶具 有高度支化的结构，分子结构见图1-2[19]，与其它近似分子量的多糖相比，黏度较低，具有高度的 可溶解性，与水的混合比高达60%。阿拉伯胶水溶液在很宽的剪切范围内均表现为牛顿流体。阿拉 伯胶广泛应用于饮料生产中，例如在软饮料浓缩汁的生产中，可起到稳定风味和精油的作用；也可 用于糖果制造，如传统的硬（酒）橡皮糖、软糖，可作为棉花糖的泡沫稳定剂；阿拉伯胶常配以明 胶一起使用，用来制作粉末油脂，因其具有很好的水溶性和乳化性，所以在包埋过程中可增加包埋 物的微胶囊化效率[20]。

1.2.2黄原胶

黄原胶(xanthan gum, XG)是由D-葡萄糖、D-甘露糖、D-葡萄糖醛酸、乙酸和丙酮酸组成的“五 糖重复单元”结构聚合体。黄原胶分子的一级结构是由灸1,4键连接的D-葡萄糖基主链与三糖单位 的侧链组成，其侧链由D-甘露糖和D-葡萄糖醛酸交替连接而成[21]，分子结构见图1-2。黄原胶作为 一种典型的增稠剂，在食品行业中具有广泛的应用。在干燥状态下，黄原胶具有一种螺旋状的结构， 它的侧键沿着螺旋线折叠，分子呈棒状结构，长度约为几微米[22]，其构象较为平滑，活性基因也没 有显露在外面，这样就使得它与溶剂分子的相互作用仅为静电作用，或无作用。在低剪切速率时， 其黏度可达到很高，这是由于布朗运动使得长棒型微粒或分子处于无规则的运动状态，占据较大的 流体力学体积，在受到剪切时就会遇到较大的阻碍作用[23]。随着剪切速率的提高，黄原胶黏度会很 快降低，这主要是由于分散相的长径比很大，随着剪切速率的提高，长棒会很快地沿着流动方向定 向，故而引起黏度下降，使其假塑性很高。

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1.2.3瓜尔豆胶

瓜尔豆胶(Guar gum, GG)也称瓜尔胶、胍胶，主要由半乳糖和甘露糖聚合而成的中性多糖，是 目前国际上较为廉价而又广泛应用的食用胶体之一。其主键为（1—4)，-D-甘露糖单元，侧键由单 个的a-D-半乳糖以（1—6)键与主键相连，分子结构示意图见图1-3。瓜尔豆胶分子结构为直线型， 且有短侧链从主分子链中伸出，因此，它既具有直线型大分子物质的特性，又具有支链大分子物质 的特性。为天然胶体中黏度较高者。瓜尔豆胶分子在低温下具有一种伸展的结构，但是，当受热时， 它就变得不再那么伸展[16]。受外力剪切作用后，由于直链型分子链较长，又存在许多分支，因而分 子之间相互缠绕在一起，这种缠绕作用引起对流动的阻力。随着剪切速率的增大，剪切应力使得这 些缠绕遭到破坏，且分子逐步沿着平行于流动顺序排列，表观黏度下降。在食品工业瓜尔豆胶主要 作为增稠剂、稳定剂等，可与其它亲水性胶体复配使用，在冰激淋中可赋予产品润滑和糯性的口感， 延缓冰激淋的融化，提高产品的抗骤热性能。瓜尔豆胶可使面包等弹性增加，提高口感和保鲜性。 同时，可作为增稠、稳定作用应用于饮料及乳制品生产中，以防止产品分层，出现沉淀[24]。

1.3淀粉与亲水性胶体间的相互作用

1.3.1亲水性胶体对淀粉糊化特性的影响

文献报道表明，由于亲水性胶体本身结构（化学结构、离子性、构象、分子量范围）和性质上 的差异。不同的亲水性胶体对淀粉的糊化特性会产生不同的作用[25]。M.Chaisawang等[26]采用RVA 研究了添加黄原胶和瓜尔豆胶后，木薯原淀粉及其阴离子变性淀粉糊化性质的变化，结果表明，与 原淀粉相比，亲水性胶体与木薯淀粉混合体系的峰值黏度，崩解值及终值黏度都显著增加，其中瓜 尔豆胶的作用更为显著，瓜尔豆胶增加了木薯淀粉的回升值，但黄原胶的作用却相反。Shi等[27]采 用Brookfield黏度仪考察了低浓度下(3%)多种亲水胶体与淀粉混合体系加热过程中黏度的变化，表 明不同的亲水胶体与淀粉的组合呈现出不同的黏度变化，彼此之间差异较大。

当米用布拉班德（Brabender Viscograph)或快速黏度分析仪（RVA)考察淀粉与亲水性胶体混 合体系糊化黏度曲线的变化时发现，大多数情况下，与单独淀粉体系相比，混合体系在糊化的过程 中会表现出成糊温度降低[28,29]。Kim等[30]第一次报道了戊聚糖影响小麦淀粉的糊化温度，Liu等[31]

-3- 的研究表明，虽然淀粉与亲水胶体混合体系的成糊温度降低了，但糊化温度并没有显著的变化，Shi 等[27]的研究表明添加亲水性胶体可导致淀粉成糊温度降低，但有时也并非如此，Biliadens等[32]的研 究表明，黄原胶可使天然木薯淀粉的成糊温度升高，Funami等[33]报道香豆胶延缓了玉米淀粉的成糊 温度，Kaur[34]在考察肉桂胶与玉米淀粉混合体系糊化特性时，也发现了相同的趋势。玉米淀粉与亲水性胶体协效性和作用机理的研究，Viturawong等 [35]的研究表明添加黄原胶对大米淀粉的成糊温度没有影响。

在糊化热性质方面，各学者的研究结论存在较大分歧，？0^0^等[36]采用DSC研究不同亲水性 胶体（黄原胶，瓜尔豆胶，CMC,刺槐豆胶，海藻酸纳）对玉米淀粉热特性的影响，发现当有胶体 存在时，淀粉的‘ 7>，。升高，但Aff未观察到显著变化，Yoshimura等[37]在考察魔芋萄苷聚糖 对玉米淀粉热特性影响时，也发现了相似的趋势。而后，Rojas[38]，Tester[39]，Satrapai等[40]在对胶 体与淀粉混合体系进行DSC分析时，发现与单独淀粉体系相比，添加胶体使其相转变温度及Af降 低。推测其原因是由于亲水胶体吸收了玉米淀粉在糊化过程中所需的水分，使淀粉的糊化变得困难。

在随后的研究中，国际上一些科学家针对淀粉与亲水胶体的作用机理提出了几种假设。Alloncle 等[41]认为：淀粉与亲水胶体混合物可以看作是膨胀的淀粉颗粒分散在亲水胶体溶液中，淀粉颗粒位 于分散相，胶体溶液为连续相。两者之间的协效作用是由于淀粉与亲水性胶体的相分离作用引起的。 Biliaderis等[42]提出，单纯的淀粉凝胶体系是由充当填充物的淀粉颗粒分散在可溶性淀粉水溶液中所 形成的复杂体系，当添加亲水性胶体后，大分子亲水性胶体与淀粉分子间势必将存在热力学不相容 性，而产生相分离作用，这一作用使得淀粉与胶体分别存在于溶液中相互独立的微相中，位于连续 相中的亲水性胶体由于淀粉颗粒的膨胀作用，使微相内组分浓度激增，因而提高了淀粉和亲水胶体 体系的黏度。Christianson等[43]认为亲水性胶体可与淀粉糊化过程中渗漏的淀粉可溶性组分间存在着 相互作用，两者间可形成氢键，从而提高淀粉与亲水性胶体混合体系的黏度。目前，由于各学者的 实验条件和采用的方法均不相同，所得结果差异很大，没有形成系统的理论。

1.3.2亲水性胶体对淀粉流变学性质的影响

与原淀粉相比，许多淀粉与亲水性胶体混合体系不仅表现出更高的黏度，还具有更高的黏弹性。 Lai[44]，Chaisawang[45]，Yoo等[46,47]的研究结果表明在较低的添加量下，亲水性胶体即可显著提高淀 粉的贮能模量和损耗模量G"，Satrapai等[40]报道亲水性胶体可增加新制备淀粉糊的黏弹性，而 在贮存过程中，则可降低淀粉体系的黏弹性。反&证等[34]发现，采用少量肉桂胶替代玉米淀粉或蜡质 玉米淀粉时，混合体系的随之升高，随着肉桂胶比例的增加，混合体系的反而降低。Eidam等 [48]报道添加亲水胶体后混合体系G'降低，而G"和损耗角正切值tan^ (G7G0升高，表明混合体系 黏性更强，刚性较弱。与之相反的是，Lai[44]，Chaisawang等[45]研究表明混合体系的tand降低，刚 性增加，表明体系具有更强的网络结构。Kim等[49]报道混合体系的tan^在贮存过程中降低，表明凝 胶体系的弹性增强，但与单独淀粉体系相比，混合凝胶体系的tand更高。Juszczak等[50]报道瓜尔豆 胶与刺槐豆胶增加了黑麦淀粉在剪切过程中的剪切应力，而Sikora等[51]报道黄原胶增加了玉米淀粉、 木薯淀粉在剪切过程中的剪切应力，产生这些差异性的原因是由于淀粉与亲水性胶体种类、测量前 的制备方法与环境的不同。Sajjan等[52]研究了淀粉与半乳甘露聚糖混合体系的流变学性质，结果表 明，添加亲水胶体后，混合体系的假塑性增强。其中，瓜尔豆胶与淀粉混合体系表现出更高的假塑 性。他认为这主要是由于刺槐豆胶的半乳糖侧键相对较少，且取代不规则。分子链因分子内氢链作 用而更趋于卷曲，因此，与直链淀粉间的作用较弱，分子间氢键减少。

1.3.3亲水性胶体对淀粉回生特性的影响

亲水性胶体对淀粉回生特性影响的研究是人们一直较为关注的热点，玉米淀粉与亲水性胶体协效性和作用机理的研究，Kim等[30]采用万能拉力试 验仪考察了小麦戊聚糖对小麦淀粉及面团回生特性的影响，结果表明戊聚糖通过与支链淀粉的相互 作用可有效地抑制淀粉的回生，可用于改善面团品质。但Longton等[53]采用差示扫描量热仪（DSC) 进行相同研究时，却得到了截然不同的结论，认为戊聚糖对小麦淀粉的回生没有明显的影响作用。 Ramsdem等[54]的研究表明，黄原胶可有效地抑制玉米淀粉的回生，提高其增稠性和冻融稳定性。 Yoshimura[55]通过研究魔芋胶对玉米淀粉凝胶体系流变性质的影响，考察了亲水性胶体对淀粉回生的 影响，结果表明魔芋胶可延缓贮存过程中淀粉体系断裂应力的增加。？0^〇^等[56]指出，黄原胶对淀 粉体系糊化后的冷冻贮存稳定性具有较大的影响，黄原胶可降低直链淀粉的回生速率，但不能显著

-4- 抑制支链淀粉的回生。

关于亲水胶体对淀粉回生行为的影响，国外研究者针对淀粉浓度的差异提出了两种假设[57,58]:

(1)当淀粉浓度较低时，由于亲水性胶体分子与直链淀粉、支链淀粉分子及淀粉颗粒间相容性较差， 产生微观的相分离行为，一方面，这种相分离作用增加了淀粉分子间的相互作用，使得淀粉在糊化 后的初始回生速率增强，另一方面，位于连续相的亲水性胶体分子对淀粉颗粒内支链分子结晶交联 体系产生干扰，最终使凝胶体系的硬度和结晶度同时降低。（2)当淀粉浓度较高时，亲水性胶体分 子包裹在淀粉颗粒表面，此时，由于亲水性胶体吸水作用，使得溶胀颗粒的周围水分分配量降低， 实际浓度提高，因而，回生度增加。同时，多糖的存在可因微区相分离而对淀粉颗粒间分子交联作 用产生干扰，体系受到外力作用时，颗粒间的滑移阻滞明显减少，表现为贮能模量的下降。目前有 关淀粉-亲水性胶体体系的模型实验仍然较少，以上解释主要建立在对实验现象的推测下，且并不适 用于所有淀粉与亲水胶体混合体系，需进一步系统测试才能得到充分论证。

1.3.4不同种类亲水性胶体与玉米淀粉间相互作用的研究进展

玉米淀粉(Com starch，CS)颗粒较小，通常由25%直链淀粉和75%支链淀粉组成。与其它淀粉 相比，淀粉颗粒结构紧密，溶胀势低，糊化温度较高。玉米淀粉糊具有较好的抗剪切性，热稳定性 较好，但易于回生凝沉，糊丝缺少黏聚性、短、柔软、黏稠、易成膏状[59,60]。玉米淀粉可做零售业 或公共饮食业的增稠剂，用于配餐食品，如浇卤、调味汁、布丁、饼馅，但其货架寿命较短，只有 数小时或一、两天[61]。

截止目前，可查阅的文献主要是针对黄原胶、CMC、卡拉胶、瓜尔豆胶等各种亲水性胶体对玉 米淀粉糊化特性、凝胶特性的影响，大部分的工作主要集中在研究亲水性胶体对玉米淀粉糊化过程 中黏度变化，回生过程中凝胶强度、黏弹性变化、冻融稳定性等的影响。这些报道中，大部分学者 的研究表明，黄原胶、CMC、瓜尔豆胶、刺槐豆胶等亲水性胶体可显著提高玉米淀粉的糊化温度和 黏度。Ferrero等[56]研究表明瓜尔豆胶、刺槐豆胶、黄原胶、CMC可提高玉米淀粉的相转变温度， 其中离子性胶体的作用程度更大。Yosh1mura等[55]的研究表明，魔芋葡苷聚糖可显著提高玉米淀粉 的TO, TP，TC，但AH未观察到显著变化。对玉米淀粉糊化过程中颗粒膨胀程度和可溶性淀粉渗漏 等方面的研究，所得结论并不一致，Nagano等[19]报道，瓜尔豆胶对玉米淀粉糊化过程中的颗粒膨胀 的变化无显著影响，但可抑制淀粉可溶性成分的溶出。反&证等[34]研究表明，肉桂胶可改善玉米淀粉 的微观结构，降低糊化过程中淀粉粒径。

关于亲水性胶体对淀粉回生行为的影响，大部分研究报道表明黄原胶对玉米淀粉的回生具有很 好的抑制作用，Chaisawang等[45]在考察瓜尔豆胶、黄原胶、CMC对玉米淀粉凝胶特性的影响时发 现，三种胶体中，黄原胶可显著降低玉米淀粉的凝胶强度，CMC对玉米淀粉凝胶强度的变化无显著 影响。但Sudhakar等[60]研究则表明，CMC可有效提高玉米淀粉的冻融稳定性。Funami等[33]考察了 瓜尔豆胶对玉米淀粉回生的影响，结果表明，瓜尔豆胶对玉米淀粉的短期回生具有很好的抑制作用。 Eidam[48]考察了六种亲水胶体对玉米淀粉回生过程中凝胶特性的影响，结果表明，亲水性胶体加速 了玉米淀粉凝胶的形成，影响顺序依次为CMC>刺槐豆胶>瓜尔豆胶>心卡拉胶>黄原胶，但最终混 合体系的凝胶强度降低了。目前，由于各学者的实验条件和采用的方法均不相同，所得结果差异很 大，有关玉米淀粉与不同亲水性胶体间作用机理尚不明确。

1.4淀粉与亲水性胶体混合体系的功能性质及在食品上的应用

淀粉及淀粉与亲水性胶体混合体系常经加热糊化后应用于食品，体系经糊化作用后的透明度、 黏度、抗机械剪切能力、冻融稳定性及在装灌和酸性条件下的稳定性等与食品的品质密切相关。例 如，甜点的口感要求淀粉具有较高的黏性和较低的凝胶性，通常采用蜡质玉米淀粉。而与单独淀粉 或亲水性胶体相比，采用纤维素胶替代部分蜡质玉米变性淀粉可以得到更高的稠度[59]。透明度是淀 粉与亲水性胶体混合体系的优势之一，例如，采用纤维素胶与蜡质玉米淀粉复配后作为增稠剂应用 于馅料产品中，可使产品具有更高的透明度。在灌装产品中，原淀粉在高剪切及酸性条件下易失去 增稠性，使用淀粉与亲水性胶体混合体系作为增稠剂，可使产品在高压灭菌过程中具有更好的稳定 性。例如：Sudhakar[60]研究表明淀粉与CMC混合体系在高剪切及酸性条件下表现出更高的稳定性。

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Christianson等[26]报道谷物或块茎淀粉与黄原胶混合后具有更高的冻融稳定性及抗机械剪切性。 Cheng等[61]报道淀粉与黄原胶混合体系经滚桶干燥后在布丁和调味酱的应用中表现出良好的抗酸、 耐热及剪切稳定性。

淀粉与黄原胶间的相互作用在焙烤食品中发挥着极其重要的作用，玉米淀粉与亲水性胶体协效性和作用机理的研究，在面包的制作过程中，加入 黄原胶，可延缓面包因老化而产生的发干，发硬等现象，同时可改善面包的风味。这主要是因为黄 原胶在高温时具有较好的稳定性，可保持淀粉基焙烤食品的湿度并可以延长成品的贮存期[62]。Sikora 等[52]比较了马铃薯淀粉与黄原胶混合体系及玉米淀粉与黄原胶体系在可可糖浆中的应用，结果表明 混合体系具有很好的增稠作用，可作为增稠剂应用于食品体系，其中马铃薯淀粉与黄原胶混合体系 的作用效果更好。Marek[63]分别将黄原胶与燕麦、马铃薯和玉米淀粉混合后添加到草莓酱中，通过 感官评定，质构和流变学性质的测定，表明草莓酱的感官性质在3个月的贮存期内无明显变化。此 外，在许多乳制品、甜点的生产中可采用淀粉与卡拉胶混合物，淀粉可给予产品优良的口感，卡拉 胶则可赋予产品很好的质地。Hawkes等[64]以一种高直链淀粉和黄原胶为原料，经挤压后得到的混 合体系可作为食品添加剂应用于沙拉酱、罐头、调味料，点心，糖果和酸奶中。Dunn等[65]以预糊 化淀粉、黄原胶及二氧化钛为原料，开发出了一种新型的品质改良剂，可代替脂肪用于低脂或脱脂 食品中，例如蛋黄酱，人造奶油等。

1.5本课题的立题背景和意义

淀粉与亲水性胶体作为食品体系中两类重要的功能性高分子，通常被共同应用于食品体系，它 们对于食品的流变、质构等特性产生着重要的影响。单独淀粉体系作为增稠剂应用于食品时，在较 低浓度下通常达不到所需黏度，而提高添加量又会为产品带来不良的口感和质地。淀粉与亲水性胶 体经适当比例复配后可达到很好的协效性，采用淀粉与亲水性胶体复配物不仅可减少淀粉在产品中 的用量，降低热量和成本，同时，亲水性胶体可明显提高原淀粉的抗酸、耐热和抗剪切性，改善因 淀粉回生而引起的产品质构变化，从而代替或减少变性淀粉在食品中的应用。因此，研究淀粉与亲 水性胶体间的相互作用，对提高传统食品质量，改善食品加工工艺和指导新型食品的研究与开发都 会起到巨大的推动作用。

玉米淀粉是可利用的最廉价的淀粉，在许多需要特殊黏度和质构的食品工业中应用广泛，长期 以来，国内外学者都十分重视玉米淀粉资源的开发与利用。玉米淀粉作为增稠剂应用于食品中时， 其凝胶特性有助于使产品既具有黏稠性又始终为短性糊丝。但在长期贮存过程中，玉米淀粉凝胶的 老化可产生严重的质构变化，产品的货架期短，在工业中，常使用经变性处理的玉米淀粉，因此， 研究玉米原淀粉与亲水性胶体混合后的协效性，有利于改善玉米淀粉的使用性能，满足其在食品中 应用中特殊性能要求。

依据亲水胶体本身结构和特点的不同，两者间的协效性和相互作用方式上存在着较大的差别， 亲水胶体对淀粉的作用程度和方式受到它们种类、混合比例、混合方法、浓度等多种因素的影响。 虽然国际上的一些研究者围绕亲水胶体对淀粉各种性质的影响及其机理做了许多工作，但由于体系 的复杂性及各学者采用的研究方法、原料的差异，目前还没有形成一个系统的、具有普遍意义的理 论，作用机理尚不明确。许多作用模型的提出并不适用于玉米淀粉与亲水胶体混合体系，需进一步 系统测试才能得到充分论证。研究淀粉与亲水性胶体的相互作用的特性和机理不仅为食品加工提供 理论基础，而且具有重要的学术价值，对开拓淀粉和亲水性胶体的应用价值具有很好的现实意义。

1.6本课题的主要研究内容

本课题在前期预实验的基础上，选择玉米淀粉及三种不同结构的亲水性胶体（阿位伯胶、黄原 胶、瓜尔豆胶)，从糊化特性、流变特性、回生行为、相容性等方面考察玉米淀粉与亲水性胶体混合 后的协效性。研究不同亲水性胶体与玉米淀粉混合后在糊化、回生阶段的相互作用机理，玉米淀粉与亲水性胶体协效性和作用机理的研究，以期为玉 米淀粉与亲水性胶体混合体系在食品领域的应用提供理论依据，提高淀粉类食品的加工性能、稳定 性能等。主要研究内容包括：

(1)采用RVA黏度仪，动态流变仪，扫描电子显微镜等研究玉米淀粉及三种不同结构的亲水

-6 - 性胶体（阿位伯胶、黄原胶、瓜尔豆胶）混合后体系糊化、流变特性及微观结构的变化，结合统计 学分析，考察亲水胶体种类，混合比例，体系浓度等因素对混合体系协效作用的影响。

(2)研究在亲水性胶体（阿位伯胶、黄原胶、瓜尔豆胶）存在的条件下，玉米淀粉糊化过程 中颗粒形态、膨胀程度、淀粉可溶性组分的渗漏及水分子运动性等的变化。通过全面的比较分析， 探讨引起不同混合体系宏观特性差异性的主要原因及其规律性，揭示淀粉与不同种类亲水性胶体间 在糊化过程中的作用机理。

(3)结合流变、质构、差示扫描量热分析、X-射线衍射、稳定性分析等手段考察不同亲水胶 体对淀粉体系糊化后的短期回生和长期回生的影响，通过多种手段的交错检测从宏观质构及微观水 平来描述淀粉与不同亲水胶体混合体系的回生特性。

(4)选用玉米淀粉与瓜尔豆胶及玉米淀粉与黄原胶混合体系作为增稠剂，运用到辣椒番茄酱的 生产加工中，通过考察体系在加工及贮藏过程中的稳定性，评价玉米淀粉与亲水性胶体混合体系在 实际食品中的应用。