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1、大米淀粉回生特性及控制技术研究摘要：大米是我国的主食原料之一，在储藏经过中容易出现硬度增加、黏性下降、脱水等品质劣化现象，制约了大米主食品的发展大米的主要成分淀粉易回生是导致大米主食品储藏经过中品质劣变的主要因素之一，本文重点阐述了大米淀粉的构造及大米中其他主要成分对回生特性的影响根据国内外的研究动态，综述了常用于控制大米淀粉回生的技术方法，以期为大米主食品的品质改进、延长大米主食品的货架期提供思路关键词：大米；淀粉；成分；回生特性；控制技术大米主食品是中国人民喜欢的一类主食，随着经济的快速发展，大米主食品产品越来越丰富，包括方便米饭、方便米粥、米糕、米粉等，但这些产品在储藏经过中常会发生硬度
2、增加、黏性下降等劣变，使其食用品质降低大米的化学成分中，淀粉约占，蛋白质约占，脂类约占，其余为粗纤维等大米淀粉是大米的主要成分，在大米中以淀粉颗粒的形式存在，其性质也是影响大米主食品加工及储藏品质的主要原因之一，淀粉的回生是导致大米主食品在低温储藏下品质劣化的主要原因之一回生是指糊化的淀粉由无序状态向有序的结晶状态的变化，缓慢冷却后，糊化的淀粉分子运动减弱，使得淀粉分子间的氢键趋向平行排列，淀粉链构成不完全呈放射排列的混合微晶束，导致淀粉构成难以复水的高度结晶体回生使淀粉凝胶黏性下降，硬度上升，分子的柔性减弱，产生相分离等现象，对大米主食品的质构、感官、食用性及货架期产生了极大影响本文重点针对
3、大米淀粉的回生特性及控制技术的研究进展进行综述，以期为大米主食品保藏期品质控制提供理论根据大米淀粉组成大米淀粉由直链淀粉和支链淀粉组成，二者的含量因品种、气候等不同而异直链淀粉的含量是评价大米食用品质的指标之一，直链淀粉的含量越高大米主食品的硬度越大、黏性越小根据直链淀粉的含量，能够将大米分为糯米、极低直链淀粉大米、低直链淀粉大米、中直链淀粉大米及高直链淀粉大米直链淀粉通过，糖苷键连接构成线性构造并有非常少量的，分支，呈螺旋状，在溶液中空间障碍相对较小，易于取向，发生回生，构成了大米淀粉的无定形区支链淀粉是大米淀粉最主要的组成部分，构成了大米淀粉的结晶区，它是一种高度分支的大分子，呈树枝状，通
4、过，糖苷键连接构成主链，糖苷键连接主链与支链占总糖苷键的，支链淀粉聚集时空间阻碍大，不易回生，但在长期储藏时，其结晶特性是导致大米淀粉回生的主要因素大米淀粉的回生特性糊化后的淀粉在冷却和储藏经过中，易发生回生现象，该经过可分为两个阶段：一是直链淀粉的短期回生，二是支链淀粉的长期回生短期回生一般发生在淀粉糊化后的几小时或十几小时内，是渗漏的直链淀粉分子之间通过氢键构成双螺旋，再以此双螺旋为连接点进一步堆积构成结晶；长期回生速度较慢，一般会超过几周时间，是由于支链淀粉的高分叉构造使其在聚合时遭到较强的阻碍，通常以为，支链淀粉的长期回生对食品质量的影响较大直链淀粉的短期回生对支链淀粉的回生具有协同作
5、用，直链淀粉的回生为支链淀粉的重结晶经过提供晶核，直链淀粉含量越多，提供的晶核就越多，支链淀粉回生的速率就越快另外，支链淀粉外侧支链长度也会影响支链淀粉结晶体的构成及其稳定性提出的支链淀粉“簇状模型如图所示，簇状构造中的分枝有种类型，分别称为链、链和链链是支链淀粉分子的主链，是唯逐一条含有复原末端的分枝；链与链以a，糖苷键相连，链根据其所跨越的簇单位数目又可分为、链；链是最外侧的链，其复原末端通过a，糖苷键与内层的链相连，链本身不再分枝，链与链互相结合在同一结晶体中，构成了支链淀粉分子结晶的主体外侧短支链越多，最终回生度越高，但由于低于个单位的短链会阻碍回生，链与链间要构成双螺旋结晶体，分子链
6、长至少要在个葡萄糖单位以上等以为，支链淀粉的链长及链长分布影响了同一簇内相邻链间双螺旋的构成及排列规则，进而造成了淀粉结晶特性的差异贺晓鹏等以为，支链淀粉中的长支链起簇间连接作用，而其未分支部分的外部链可通过介入双螺旋的构成来影响支链淀粉的结晶特性淀粉糊化后构成淀粉糊，在储藏期间产生回生现象，在这些经过中淀粉构造发生了从有序到无序，又重新排成新的有序构造的变化加热糊化经过中，水分子和热的作用使有序的淀粉分子变得杂乱无序，降温冷却和储藏经过中，分子势能降低，无序化又趋于有序化淀粉回生的经过如图所示，直链淀粉图右侧在淀粉的糊化经过中双螺旋打开，分散在淀粉糊中，继而通过氢键构成三维立体网状构造，出现
7、回生现象在储藏经过中网络构造逐步发展，结点尺寸增大，结点间距缩小，进而导致回生现象加强支链淀粉图左侧在淀粉的糊化经过中膨大发生破裂，较均匀地分散在淀粉糊中，随储藏时间的延长，支链淀粉链间分子构成结晶族，互相绞缠导致回生大米中其他成分对淀粉回生特性的影响蛋白质蛋白质的存在会抑制淀粉的回生经过，大米中由大的球状蛋白组成的蛋白质包围在淀粉颗粒的外围，阻碍淀粉糊化胶凝时的吸水和直链淀粉的渗漏在储藏经过中，蛋白质的存在使体系的黏性增加，淀粉分子链的迁移遭到阻碍，抑制了淀粉分子链间以氢键堆积的结晶，在一定程度上抑制了直链淀粉的有序重排，使得成核和结晶速率降低丁文平等对余赤全米粉含蛋白和淀粉和米中淀粉体系的
8、研究表明，米粉和米淀粉体系胶稠度有较大差异，米粉体系的胶稠度低于淀粉体系将糊化后的两体系置于储藏，发现短期储藏时米粉体系初始强度大于米淀粉体系，长期储藏时全米粉的回生速度低于米中淀粉的回生速度这讲明蛋白质的存在限制了淀粉凝胶的流动，抑制了米粉体系糊化时淀粉颗粒的瓦解，增大了填充基质的强度，加强了米淀粉凝胶网络，使得短期储藏时米粉体系的初始强度大；而在米淀粉体系中，由于糊化时膨胀吸水没有遭到抑制，直链淀粉渗漏出来构成的凝胶基质较多，易于相互交联缠绕，因而，不含蛋白质的米淀粉凝胶强度增长较含蛋白质的米粉凝胶强度增长快脂类大米中的脂类可与直链淀粉分子结合，构成直链淀粉脂复合物在蒸煮经过中米的脂类与直
9、链淀粉分子构成的复合物冷却时会由处于亚稳定状态的型结晶淀粉与一些无机或有机基团进行络合，构成的螺旋状内络合物转化成比拟稳定的型结晶短链葡聚糖结晶化得到的双螺旋微晶淀粉，因此会促进直链淀粉分子的回生此外，在生淀粉的储存经过中，型结晶向型结晶的转化，也会增加原淀粉中型结晶的含量，在加热糊化经过中，这些结晶不易充分糊化，冷却后便会起到晶核的作用，促使其他淀粉分子加速回生然而冯健等以为，淀粉内源脂与直链淀粉构成的复合物能够抑制淀粉的回生，由于这些复合物影响了直链淀粉的双螺旋交联缠绕和结晶，进而降低了直链淀粉凝胶体的强度等的研究也表明米糕的回生速度由于脂质含量的降低而加快周坚以为脂类通过限制支链淀粉的重
10、结晶进而抑制淀粉的回生大米直链淀粉脂类复合物与大米淀粉回生的关系有待进一步研究水分含量马晓军等对即食方便米饭的研究显示即食方便米饭保藏时，水分含量在时样品保藏后回生现象较严重，高于或低于时水分含量变化对淀粉回生的影响不大等对回生晶体的融化焓进行分析，发现当水分含量为时融化焓到达峰值，用差示量热扫描仪和射线衍射分析重结晶度反响回生程度，显示当水分含量高于或低于时，未有重结晶发生水可能通过影响糊化后淀粉分子链的迁移及重新聚合的速率抑制淀粉回生，低水分含量时淀粉分子链迁移速率低，高水分含量则会导致体系浓度降低，阻碍淀粉分子交联缠绕和聚合有序的时机，进而抑制了淀粉的回生大米淀粉回生特性的抑制方法淀粉酶
11、抑制法目前用于控制淀粉回生的酶主要有淀粉酶、淀粉酶、糖化酶和异淀粉酶，这些酶均能水解淀粉分子中的葡萄糖苷键淀粉酶是在控制淀粉回生中应用最多的一类酶，其广泛存在于微生物、植物和动物中，不同;的淀粉酶对淀粉分子构造的影响程度不同，这可能与酶的作用方式和酶的活性水平有关等研究了不同;的淀粉酶，发现枯草杆菌淀粉酶和米曲霉的淀粉酶对支链淀粉分子侧链的水解能力有限，这可能是由于酶的活力低，或是酶优先水解支链淀粉的主链；而嗜热脂肪芽孢杆菌麦芽糖淀粉酶对支链淀粉的侧链有显著影响，能够减少支链淀粉的相对分子质量，将侧链的链长减少，同时增加短链含量，进而有效地抑制淀粉的回生有学者以为淀粉酶通过增加淀粉体系中聚合度
12、为的短链进而抑制支链淀粉的重结晶；但徐进等利用广角射线衍射法和差示扫描量热法研究极限糊精对小麦淀粉回生的影响，发现极限糊精与淀粉片段间的非共价作用阻碍了淀粉链有序化构造的构成，因而，以为淀粉酶对淀粉回生的抑制是由于水解淀粉后产生的低相对分子质量糊精阻碍了淀粉之间的互相作用引起的淀粉酶对淀粉的回生也有明显的抑制作用淀粉酶通过适当水解降低淀粉的外部链长，进而阻碍了淀粉分子链结合的几率和程度，抑制淀粉的回生丁文平等用差示扫描量热仪测定了经过淀粉酶处理后的大米淀粉样品的回生情况，以为添加了淀粉酶的大米淀粉的回生速度和程度遭到了显著抑制；邱泼等利用淀粉酶抑制米粉的回生，生产的保鲜米制品一年内不回生乳化剂
13、抑制法乳化剂的亲油基团通过进入直链淀粉的双螺旋构造，与直链淀粉分子互相作用构成稳定的复合物，抑制直链淀粉由有序排列向无定形区变化，进而能够延缓大米淀粉的回生等的研究发现蔗糖脂肪酸脂可与直链淀粉构成复合物，显著地抑制直链淀粉结晶姜培彦等在蛋糕的制作经过中通过参加乳化剂使其与直链淀粉构成复合物，阻止直链淀粉的结晶，进而使保存一段时间的蛋糕的硬度降低，弹性、回复性和咀嚼性增加等的研究表明，单甘酯等乳化剂与直链淀粉互相作用构成的淀粉脂质凝聚体延缓了淀粉短期回生经过，降低了支链淀粉重结晶晶种源浓度，进而抑制了淀粉回生整个经过小分子糖类抑制法糖类对淀粉的回生也有一定的抑制作用目前的研究显示，单糖、二糖、寡
14、糖等小分子糖类抑制淀粉回生的机理主要有两种，即小分子糖类的降塑理论和相容性理论降塑理论以为在淀粉的重结晶经过中，小分子糖类作为降塑剂加强了淀粉链之间的互相作用，降低了分子链的迁移速率，进而抑制了淀粉回生；相容性理论以为小分子糖对淀粉回生的作用取决于二者的相容性，若二者相容则淀粉微相区淀粉浓度降低，进而降低了淀粉分子链的重排；若两者不相容，则淀粉微相区淀粉浓度升高，进而加速回生经过相容性理论较降塑理论更为完善，它能够解释不同单糖对淀粉回生抑制效果有显著差异的原因多糖类胶体抑制淀粉回生的方式主要是通过与水或淀粉作用，降低氢键引起的淀粉分子链之间的互相作用等在木薯淀粉乳中添加了的黄原胶，结果显示淀粉
15、回生遭到了抑制；黄原胶通过抑制糊化经过中直链淀粉的溶出及与初期糊化经过中渗漏出的淀粉可溶性组分互相作用，影响淀粉分子本身的聚合，进而影响淀粉回生经过超高压抑制法超高压为控制淀粉回生提供了一个新的技术手段淀粉经超高压处理后重结晶经过中的霎时成核方式趋于零散式成核，因此回生经过被抑制等用超高压处理糊化的淀粉，并将样品保存在下，发现经超高压处理的淀粉在储藏经过中有较低的重结晶速率和回生趋势田耀旗的研究发现超高压对不同种类淀粉回生的抑制程度不同，用超高压技术处理粳米和糯米，粳米的回生速率显著降低，而糯米的回生现象并未遭到显著的影响刘莉等将超高压处理与添加环糊精相结合研究二者对米饭回生现象的影响，将样品
16、在条件下储藏，发现其回生焓变值比常压对照组降低了，表明超高压处理和添加的结合对米饭的回生具有协同作用但超高压装置基本建设成本高，并且经反复加减压，高压密封体易损坏，加压容器易发生损伤，使得实际应用中超高压装置的压力仅在左右，这些问题限制了超高压技术的应用，还有待解决淀粉混合抑制法淀粉混合因能够改变淀粉的糊化特性已应用到挤压膨化类食品的生产中有研究表明，不同淀粉混合还会抑制淀粉的回生现象等将棉豆淀粉与木薯淀粉按不同质量比进行混合、研究可能产生的新性状，发现二者以混合时未出现回生现象等研究了马铃薯、大麦、玉米淀粉不同混合方式的回生特性，样品在存放后，蜡质玉米与大麦淀粉按混合时回生程度最低，以为混合淀粉的回生程度与其中各种淀粉所占的比例有关目前关于淀粉混合对淀粉回生抑制作用的报道较少，还需要进一步的研究瞻望大米主食品储藏经过中品质劣化是一个复杂的经过，大米淀粉回生在该经过中起重要作用，国内外对大米淀粉的回生机制与控制方法的报道很多，但机理尚未研究清楚，还需进一步解释；目前，对大米淀粉回生的控制措施可能会导致大米主食品的食味不佳，或是达不到期望的抑制效果因而，更深一步探索大米淀粉的回生机制，寻找更合适的抑制大米淀粉回生的方法对大米主食品产业的发展有重要意义。