芦丁和槲皮素对小麦淀粉理化特性的影响

  黄酮作为多酚中的一大类化合物,种类众多,其中槲皮素是高抗氧化活性的类黄酮系列的代表性物质,在水果和蔬菜中较为常见,而芦丁(槲皮素-3-O-芸香糖苷)是苦荞中最主要的黄酮类化合物。目前,国内外有关酚类化合物对淀粉特性影响的研究主要集中在茶多酚、阿魏酸和其他植物提取物,其中关于茶多酚对淀粉特性影响的报道较多,包括淀粉的流变、糊化、回生、凝胶特性和消化性等。

  来自河南工业大学粮油食品学院的任顺成、孙晓莎等人以小麦淀粉为研究对象,添加一定质量分数的芦丁和槲皮素,借助差示扫描量热仪、扫描电子显微镜、流变仪、快速黏度分析仪和质构分析仪测定小麦淀粉理化性质的改变,探讨芦丁和槲皮素与小麦淀粉之间的相互作用,为弄清芦丁或槲皮素对淀粉类食品特性的影响,开发芦丁和槲皮素功能性食品提供一定的理论基础。

  与对照组相比,在小麦淀粉中加入芦丁或槲皮素后,糊化初始温度、糊化峰值温度和糊化最终温度无显著变化;在淀粉糊放置7 d后的测试中,芦丁和槲皮素均显著增大了小麦淀粉的老化焓值(分别增加了85.71%和85.71%)和老化度(分别增加了156.09%和93.24%),且槲皮素组的老化度小于芦丁组。

  淀粉在加入芦丁或槲皮素前后,糊化温度变化不显著,表明糊化难度并未改变;老化度增加显著,表明芦丁和槲皮素加快了淀粉的老化速度。

  芦丁呈现大小不一的粉状,而槲皮素呈现针状结晶。淀粉分子表面未发现明显的粉状物或针状结晶,说明芦丁或槲皮素在和小麦淀粉共同糊化过程中可能发生了相互作用。相比于之前的小麦淀粉不再呈完整的片状,而呈松散的絮状,连接不再紧密,说明芦丁和槲皮素可抑制小麦淀粉糊化过程中的聚合,使糊化进程减慢;且相比于之前的片状更加松散,说明芦丁更易抑制糊化进程。与前期相比,小麦淀粉的基质宽松度变差,硬块程度增大,干燥过程中形成的网孔结构更加不明显,说明实验组的小麦淀粉持水性变差,芦丁或槲皮素促进了小麦淀粉老化进程;且硬块状更密实,说明芦丁更易加速回生进程。

  随着扫描频率的增加,添加芦丁或槲皮素使小麦淀粉的储存模量和损耗模量均降低,即弹性和黏性均降低,小麦凝胶体系变薄弱;且相比于芦丁添加组,槲皮素添加组的储存模量和损耗模量降低较少。

  小麦淀粉和芦丁混合后,其峰值黏度、最低黏度、最终黏度和峰值时间分别降低5.56%、6.41%、3.28%和1.93%,回生值和成糊温度分别升高3.36%和0.63%;小麦淀粉与槲皮素混合后,其峰值黏度、最低黏度、最终黏度和峰值时间分别降低18.10%、21.32%、14.22%和4.16%,回生值和成糊温度分别升高0.52%和3.25%。

  芦丁使小麦淀粉凝胶强度增大(26.91%)显著,破裂距离减小(48.66%)显著;槲皮素使小麦淀粉凝胶强度增大(50.25%)显著,破裂距离减小(52.01%)显著。

  芦丁使小麦淀粉的硬度降低44.60%、黏性降低60.79%、弹性降低2.94%以及黏聚性增加16.13%;槲皮素使小麦淀粉的硬度降低34.52%、黏性降低30.95%、弹性降低3.13%以及黏聚性增加16.13%。小麦淀粉凝胶的硬度、黏性和弹性显著降低,黏聚性显著增大。

  芦丁对小麦淀粉-碘复合物的形成影响不显著,而槲皮素能显著抑制该复合物的形成,且抑制作用随质量分数增加而增加,当槲皮素质量分数为0.75%时,小麦淀粉、碘和槲皮素混合液在波长620 nm处的吸光度显著降低14.29%,说明槲皮素可能通过疏水相互作用,与小麦淀粉螺旋空腔结合,从而抑制淀粉-碘复合物的形成。

  加入芦丁或槲皮素后,小麦淀粉的糊化初始温度、糊化峰值温度和糊化最终温度无显著变化,老化焓值分别增加85.71%和85.71%,老化度分别增加156.09%和93.24%;同时,电子显微镜结果也证明芦丁或槲皮素加快了老化进程;小麦淀粉的储存模量和损耗模量降低;淀粉黏度结果表明芦丁和槲皮素分别使小麦淀粉的峰值黏度减小5.56%和18.10%、最低黏度减小6.41%和21.32%、最终黏度减小3.28%和14.22%以及峰值时间减小1.93%和4.16%,回生值增加3.36%和0.52%,成糊温度升高0.63%和3.25%;芦丁和槲皮素分别使小麦淀粉的硬度降低44.60%和34.52%、黏性降低60.79%和30.95%、弹性降低2.94%和3.13%,黏聚性增加16.13%和16.13%;槲皮素能与小麦淀粉发生较强的相互作用,且能形成V型包合物。总体而言,芦丁和槲皮素能显著影响小麦淀粉的理化特性。

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