章樂樂， 崔鑫儒， 趙創(chuàng)謙， 李婉麒， 陳紫穎，湯柳茜， 賴鳳羲， 艾連中， 張 匯

（上海理工大學(xué) 醫(yī)療器械與食品學(xué)院，上海200093）

玉米淀粉由線性的直鏈淀粉和具有高分支結(jié)構(gòu)的支鏈淀粉組成，根據(jù)兩者比例不同，可將玉米淀粉分為3類：含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)25%直鏈淀粉和質(zhì)量分?jǐn)?shù)75%支鏈淀粉的普通玉米淀粉；含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)99%以上支鏈淀粉的蠟質(zhì)玉米淀粉；含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)50%～70%直鏈淀粉的高直鏈玉米淀粉[1-3]。近年來，玉米淀粉由于其獨(dú)有的理化性質(zhì)，在食品工業(yè)中被廣泛應(yīng)用，常作為食品增稠劑、穩(wěn)定劑等用以提高食品的黏度和結(jié)構(gòu)性能[4]。但是，天然的玉米淀粉仍然存在一定的缺點(diǎn)，如加熱不穩(wěn)定、高溫條件下抗剪切能力差、對酸敏感等，有時(shí)不能滿足食品工業(yè)的要求[5]。因而許多為了改善淀粉不良品質(zhì)的物理、化學(xué)、酶改性法應(yīng)運(yùn)而生[6]。然而，由于化學(xué)改性污染嚴(yán)重，酶法改性成本偏高，淀粉與多糖共混的物理改性法因其安全、環(huán)保、方便等特點(diǎn)引起了廣泛關(guān)注與重視[7]。Li等[8]研究了海藻酸鈉對玉米淀粉品質(zhì)的影響；Zhang等[9]研究了不同相對分子質(zhì)量的果膠與對玉米淀粉結(jié)構(gòu)特性和體外消化率的影響；Alloncle等[10]研究了黃原膠、瓜爾膠和刺槐豆膠對玉米淀粉糊黏彈性的影響，結(jié)果都證實(shí)了多糖膠的加入對玉米淀粉糊化、流變和消化等特性有顯著的影響。

青稞（highland barley），即裸大麥，是我國西藏、青海等高海拔地區(qū)的主要糧食作物[11]。青稞營養(yǎng)價(jià)值豐富，富含β-葡聚糖（平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.25%）[12]和阿拉伯木聚糖（arabinoxylan，AX）等非淀粉多糖，具有高蛋白質(zhì)、高維生素、高纖維、低糖、低脂等特點(diǎn)[13-14]。青稞β-葡聚糖是以β-D-吡喃葡萄糖為基本結(jié)構(gòu)單元通過一定比例的β-1，3和β-1，4鍵互相連接起來的線性同聚多糖，且含有部分β-1，6-糖苷鍵的支鏈[15]。據(jù)報(bào)道，青稞β-葡聚糖因其能增加腸道黏度而阻礙淀粉分子的分解和糖類吸收，延緩淀粉消化和餐后血糖升高，具有降低餐后血糖和胰島素水平的效果[16]，同時(shí)也具有降低膽固醇[17]和提高免疫力[18]等生物活性。此外，青稞β-葡聚糖也是一種高分子黏性多糖，具有增稠、凝膠、乳化、發(fā)泡穩(wěn)定[19-20]等功能。阿拉伯木聚糖主要存在于谷物麩皮中，質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá)20%～25%，而胚乳及籽粒中含量相對較少[21]。青稞阿拉伯木聚糖是主要單糖組成為阿拉伯糖、半乳糖、葡萄糖、木糖，含有α、β-糖苷鍵，具有分支結(jié)構(gòu)的戊聚糖[22]。阿拉伯木聚糖具有良好的持水性，在面制品中加入阿拉伯木聚糖可顯著提高其黏彈性、凝膠強(qiáng)度和穩(wěn)定性[23]。宋曉慶等[24]研究發(fā)現(xiàn)阿拉伯木聚糖的高持水性和黏性，降低了酶降解的速率，抑制了營養(yǎng)成分的吸收，從而降低餐后血糖含量以及胰島素的反應(yīng)值。

作為青稞中主要的非淀粉多糖，比較青稞β-葡聚糖（HBBG）和阿拉伯木聚糖（HBAX）對淀粉性質(zhì)的影響相關(guān)研究相對較少。作者以HBBG和HBAX為研究對象，利用快速黏度儀、流變儀、電子掃描顯微鏡等手段研究其對玉米淀粉糊化和流變特性的影響，旨在探討不同青稞來源多糖與淀粉間的相互作用，為HBBG和HBAX改善淀粉基食品以及進(jìn)一步探討淀粉消化性提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

玉米淀粉（直鏈淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)23.37%）：購于上海維塔化學(xué)試劑有限公司。胃蛋白酶（豬胃黏膜）、胰酶（豬胰腺，胰淀粉酶）、高溫α-淀粉酶、透析袋：購于上海源葉生物有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

RVA-4500快速黏度分析儀：瑞典Perten公司產(chǎn)品；Discovery HR-3流變儀：美國TA儀器公司產(chǎn)品；磁力攪拌器：德國IKA公司產(chǎn)品；752型 紫外可見分光光度計(jì)：上海光譜儀器有限公司產(chǎn)品；ML204分析天平：梅特勒-托利多儀器上海有限公司產(chǎn)品；JXN-26高速冷凍離心機(jī)：美國貝克曼庫爾特公司產(chǎn)品；THZ-D臺式恒溫振蕩器：蘇州市培英實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司產(chǎn)品；冷凍干燥機(jī)：美國LABCONCO公司產(chǎn)品；VEGA3 SBH掃描電子顯微鏡：泰思肯（中國）有限公司產(chǎn)品。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 青稞來源多糖的提取制備 根據(jù)文獻(xiàn)方法從青稞麥仁中提取青稞β-葡聚糖[15，25]。青稞去皮粉碎后，麥仁粉通過體積分?jǐn)?shù)為70%乙醇進(jìn)行脫脂處理，脫脂后的麥仁粉，按照料液質(zhì)量體積比1 g∶10 mL加入蒸餾水，95℃下用高溫α-淀粉酶處理30 min除去淀粉，而后冷卻至25℃，加入NaOH溶液使萃取體系中NaOH濃度為0.5 mol/L，在室溫下攪拌提取3 h，提取液用2 mol/L的鹽酸調(diào)節(jié)pH至5.0，4 500 r/min離心，棄沉淀，加乙醇至上清液，4℃靜置過夜，離心得到沉淀，收集沉淀并以蒸餾水復(fù)溶，再透析袋中透析72 h以除去小分子，冷凍干燥得到β-葡聚糖粗品。粗品復(fù)溶于水，重復(fù)乙醇沉淀2次，最后用異丙醇洗滌沉淀3次，50℃下真空干燥2 h，得到青稞麥仁β-葡聚糖（HBBG）。

參照徐中香等[22]實(shí)驗(yàn)方法從青稞麩皮中提取阿拉伯木聚糖。麩皮粉中按照料液質(zhì)量體積比1 g∶10 mL加入體積分?jǐn)?shù)為95%乙醇，攪拌浸泡1 d，以除去小分子、低聚糖、揮發(fā)油等。向脫脂后的麩皮粉中加入蒸餾水（料液質(zhì)量體積比1 g∶10 mL），攪拌均勻后，加入高溫α-淀粉酶，95℃水浴30 min。脫脂、除淀粉后的麩皮粉，按照料液質(zhì)量體積比1 g∶25 mL加入NaOH溶液，55℃下提取3 h，等電點(diǎn)法除蛋白質(zhì)，離心，收集上清液，上清液于蒸餾水透析72 h，乙醇沉淀，收集沉淀并以蒸餾水復(fù)溶，重復(fù)乙醇沉淀2次后，復(fù)溶并冷凍干燥，得到青稞麩皮阿拉伯木聚糖（HBAX）。

1.3.2 測試樣品的制備 向玉米淀粉中分別加入基于干基質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0、2%、4%、6%和8%的HBBG和HBAX，再向混合物中加入一定量的去離子水，配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的淀粉溶液[26]，將各組樣品置于沸水浴中糊化20 min，期間不斷攪拌避免結(jié)塊。

1.3.3 玉米淀粉糊化曲線的測定 準(zhǔn)確稱取2.5 g玉米淀粉和青稞來源多糖置于鋁制坩堝中，加入25 mL去離子水，用小型塑料螺旋槳充分預(yù)攪后，將鋁制坩堝卡入快速黏度儀（RVA）的旋轉(zhuǎn)塔中，按下塔帽啟動測量。

RVA測定程序設(shè)置如下：旋轉(zhuǎn)漿以960 r/min旋轉(zhuǎn)10 s，減速至160 r/min均勻轉(zhuǎn)動13 min至測試結(jié)束。懸浮液在初始溫度50℃下平衡1 min，然后以12℃/min的速率加熱至95℃，在95℃下保溫2.5 min，再以相同速率冷卻至50℃，保溫2 min。從RVA譜圖可知淀粉糊的谷值黏度、峰值黏度、最終黏度、崩解黏度、回生黏度、峰值時(shí)間、糊化溫度等[27]。

1.3.4 滲漏直鏈淀粉含量的測定 將按1.3.2方法制備好的淀粉糊冷卻至室溫，10 000 r/min離心30 min。取上清液，加入0.33 mol/L NaOH溶液6 mL，95℃水浴中加熱30 min，然后取0.1 mL混合溶液與5 mL體積分?jǐn)?shù)為0.5%的三氯乙酸混合，調(diào)節(jié)混合溶液的pH值至5.5，用0.01 mol/L I2-KI水溶液（0.05 mL）對混合物進(jìn)行染色，蒸餾水作為空白對照。所有樣品室溫下避光靜置20 min后，在波長620 nm處測定吸光度，用馬鈴薯直鏈淀粉作為標(biāo)準(zhǔn)樣品并得出標(biāo)準(zhǔn)曲線（y=0.028 9x-0.007 9，R2=0.999 5），計(jì)算不同樣品中滲漏直鏈淀粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)[28]。

1.3.5 掃描電鏡觀察（SEM） 添加了不同濃度青稞多糖的玉米淀粉復(fù)配體系在-80℃冰箱快速凍結(jié)。通過真空冷凍干燥后，噴金，抽真空后于電子掃描顯微鏡下觀察并拍照。實(shí)驗(yàn)條件：電壓值：30 kV；放大倍數(shù)：50μm，1 500倍。

1.3.6 玉米淀粉流變學(xué)性質(zhì)的測定 將按1.3.2方法制備好的淀粉糊冷卻至室溫，在DHR-3旋轉(zhuǎn)流變儀上選用40 mm不銹鋼平板夾具進(jìn)行剪切流變和黏彈性測試，平板與底板間樣品的測試間距為1 mm。剪切流變測定的程序設(shè)置：溫度25℃，剪切速率范圍0.1～100 s-1。

黏彈性測定的程序設(shè)置：首先在25℃和0.1 Hz條件下對0.1%～10%的形變范圍掃描，確定1%為其線性黏彈區(qū)的形變值。記錄儲能模量（G′）和損耗模量（G″）以顯示其黏彈性性能[29]。

1.3.7 數(shù)據(jù)分析 每一個(gè)實(shí)驗(yàn)條件至少設(shè)計(jì)3個(gè)平行樣，取其平均值，采用Origin 8.0進(jìn)行繪圖分析。使用SPSS Statistics Software（IBM）對數(shù)據(jù)進(jìn)行ANOVA差異顯著性分析，P＜0.05為顯著性差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同青稞多糖對玉米淀粉糊化特性的影響

由于淀粉顆粒吸水溶脹，淀粉或以淀粉為主要成分的物料在水中加熱和冷卻時(shí)，體系黏度會發(fā)生顯著變化，呈現(xiàn)出不同的淀粉黏滯性譜帶，即RVA譜。由RVA譜圖可獲知峰值黏度、谷值黏度、最終黏度、崩解值、回生值、峰值時(shí)間、糊化溫度等特征參數(shù)[30]。峰值黏度表征在加熱過程中出現(xiàn)的最高黏滯性值；谷值黏度指在最高黏度過后冷卻過程中出現(xiàn)的最小黏滯性值；最終黏度指在冷卻到實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)的黏滯性值；崩解值為最終黏度與峰值黏度的差值；回生值為最終黏度與谷值黏度的差值，峰值時(shí)間可以顯示峰值黏度出現(xiàn)所需要的時(shí)間。對純玉米淀粉和不同青稞來源多糖對玉米淀粉糊化特性的影響進(jìn)行測定，結(jié)果如圖1和表1所示。

結(jié)果表明，加入HBBG后，CS+HBBG混合體系的峰值黏度、谷值黏度和最終黏度顯著提高，并且隨著HBBG濃度的增大而增大；而HBAX的加入，則顯著降低體系的峰值黏度和谷值黏度。這可能是由于：一方面，玉米淀粉與線性鏈狀結(jié)構(gòu)的HBBG之間存在不相容的相分離行為，使得這兩個(gè)組分存在于體系中相對獨(dú)立的微相，促使體系的黏度增加[31]；另一方面，HBBG與滲漏出來的直鏈淀粉產(chǎn)生一定的相互作用，增大分子流體力學(xué)體積，最終使黏度增大[32]。而高支化無規(guī)卷曲的HBAX進(jìn)入體系后，附著在淀粉顆粒表面，在糊化過程中抑制了淀粉顆粒的膨脹，降低了體系的峰值黏度[33]。以上結(jié)果表明：HBBG和HBAX在糊化狀態(tài)下，與淀粉的相互作用方式不同，導(dǎo)致了不同黏度現(xiàn)象，但兩種現(xiàn)象在某種程度上均可導(dǎo)致淀粉消化率的降低。峰值黏度還可以衡量淀粉膨脹顆粒的抗剪切能力。峰值黏度越大，抗剪切能力越強(qiáng)。

崩解值反映的是淀粉糊的熱穩(wěn)定性和顆粒糊化過程中的破損程度[34]，從表1中可以發(fā)現(xiàn)HBBG和HBAX的添加使得體系的崩解值明顯下降，說明青稞多糖提高了玉米淀粉糊的熱穩(wěn)定性，可抑制淀粉顆粒的破損?；厣荡淼矸劾匣厔?。HBBG和HBAX的添加使得分子聚集程度增大，體系回生值增幅明顯，促進(jìn)玉米淀粉的老化。表1中，加入不同青稞多糖后，糊化溫度均降低，主要原因是青稞多糖與直鏈淀粉間發(fā)生相互作用。CS-HBBG和CSHBAX復(fù)配體系的峰值時(shí)間也是隨著濃度的增加而延長，說明HBBG和HBAX在一定程度上抑制了玉米淀粉在糊化過程中的膨脹速率，在吳銀琴等人[35]的研究中也發(fā)現(xiàn)類似的現(xiàn)象。

2.2 不同青稞多糖對滲漏直鏈淀粉含量的影響

淀粉糊化不僅是指淀粉顆粒受熱吸水膨脹，同時(shí)也包括淀粉鏈段溶出的過程；淀粉鏈段的伸展、運(yùn)動與淀粉的黏度密切相關(guān)?；旌象w系中，相較于支鏈淀粉的樹狀結(jié)構(gòu)，直鏈淀粉的鏈狀結(jié)構(gòu)空間阻礙小，運(yùn)動性強(qiáng)，對淀粉的黏度影響更大。直鏈淀粉遇碘可以顯現(xiàn)藍(lán)色，因?yàn)橹辨湹矸坻準(zhǔn)怯纱笃咸烟菃卧獦?gòu)成且沒有分支的螺旋式卷曲結(jié)構(gòu)，可以形成多圈螺旋，束縛較多的碘分子[34]。作者通過測定混合體系中滲漏直鏈淀粉含量，進(jìn)一步探究不同青稞多糖對玉米淀粉糊化特性的影響。

圖1 不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的青稞多糖與玉米淀粉復(fù)配體系的糊化曲線圖Fig.1 RVA curves of CS-HBBG and CS-HBAX mixtures at different mixing ratios

根據(jù)馬鈴薯直鏈淀粉標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算不同樣品中的滲漏直鏈淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)，結(jié)果如圖2。添加HBBG和HBAX后，混合體系中滲漏直鏈淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐漸降低，并且添加的HBBG和HBAX越多，滲漏直鏈淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)越少。結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以推測，CS-HBBG混合體系中，青稞β-葡聚糖通過氫鍵與滲漏出的直鏈淀粉發(fā)生相互作用，阻止了滲漏出的淀粉鏈段進(jìn)一步遠(yuǎn)程擴(kuò)散，從而不同程度地減少滲漏直鏈淀粉在整個(gè)共混體系中的含量，使得體系黏度增加。

在CS-HBAX混合體系中，高支化的阿拉伯木聚糖附著在玉米淀粉顆粒周圍，抑制了淀粉顆粒的膨脹，限制了淀粉與水分子的充分結(jié)合，減少了直鏈淀粉的滲漏，從而降低了峰值黏度，延緩了淀粉糊化。據(jù)報(bào)道，直鏈淀粉主要分布在顆粒表面，與支鏈淀粉相互纏繞并穿過支鏈淀粉形成的結(jié)晶區(qū)與無定形區(qū)，將支鏈淀粉分子“捆綁”在一起[36]。結(jié)果表明：添加HBBG和HBAX后，體系內(nèi)直鏈淀粉含量減少，對支鏈分子的束縛作用減小，支鏈淀粉分子充分舒展，提高了體系的最終黏度，減慢了體系內(nèi)分子的運(yùn)動速率，一定程度上降低了淀粉水解率。

表1 不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的青稞多糖與玉米淀粉復(fù)配體系的糊化特性Table 1 Pasting properties of CS-HBBG and CS-HBAX mixtures at different mixing ratios

圖2 玉米淀粉與青稞多糖混合體系的滲漏直鏈淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)Fig.2 The leached amylose amount of CS and CSHBBG/CS-HBAX mixtures

2.3 不同青稞多糖對玉米淀粉糊微觀結(jié)構(gòu)的影響

進(jìn)一步通過掃描電子顯微鏡（SEM）觀察淀粉顆粒的表面結(jié)構(gòu)，通過形態(tài)學(xué)直觀分析淀粉顆粒的變化，玉米淀粉糊化前后的顆粒形態(tài)和CS-HBBG/CS-HBAX混合體系的微觀結(jié)構(gòu)變化如圖3所示。由圖可知，未糊化的玉米淀粉顆粒呈現(xiàn)完整、圓形或多邊形結(jié)構(gòu)（圖3（a）），而糊化后的玉米淀粉的SEM圖呈現(xiàn)無規(guī)則、疏松的多孔片狀結(jié)構(gòu)（圖3（b）），這與Yu等人[37]的實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。在CSHBBG體系中，HBBG的加入使得復(fù)合凝膠體系骨架增大增厚，呈現(xiàn)高度交聯(lián)的多孔狀結(jié)構(gòu)（圖3（c））?？椎拇笮∨c水分分布有關(guān)，孔越大，說明淀粉碎片間的糾纏力越大，HBBG與玉米淀粉之間的結(jié)合更緊密，相互作用力越強(qiáng)。而添加了HBAX后的樣品中除了主要的無序碎片狀，還能觀察到少量未被完全破壞的淀粉顆粒（圖3（d）），這說明HBAX抑制了部分玉米淀粉顆粒在糊化過程中破損，從而抑制淀粉糊化，降低淀粉糊化的峰值黏度。這與RVA糊化曲線結(jié)果一致。不同青稞多糖與玉米淀粉產(chǎn)生不同相互作用關(guān)系，從而影響淀粉的糊化和黏度性質(zhì)，可減緩淀粉的酶解速率，降低餐后血糖響應(yīng)。

圖3 玉米淀粉和青稞多糖的掃描電鏡圖（50μm，1 500×）Fig.3 Scanning electro-micrographs of CS、CS-HBBG、CS-HBAX mixtures

2.4 不同青稞多糖對玉米淀粉糊剪切流變特性的影響

黏度是描述液體抗拒剪切引發(fā)流動的物理特性。黏度不受剪切速率影響的理想液體稱作“牛頓流體”；反之，不具備這種“理想”流動特性的其他液體稱作“非牛頓流體”[3]。從圖4可知在所掃描的剪切速率中，混合體系的黏度隨著剪切速率的變化而發(fā)生變化，因此，該流體屬于非牛頓流體。玉米淀粉糊的黏度先略有增加后呈大幅度下降趨勢，可能是由于受到外力作用，淀粉分子原來的結(jié)構(gòu)被破壞，形成新結(jié)構(gòu)而導(dǎo)致的體積“膨脹”，產(chǎn)生剪切變稠的現(xiàn)象。增加了HBBG和HBAX后，這種現(xiàn)象逐漸消失，淀粉糊出現(xiàn)剪切稀化的假塑性現(xiàn)象，表現(xiàn)為體系表觀黏度隨著剪切速率的增加而降低。在相同的剪切速率下，CS-HBBG的混合復(fù)配凝膠體系的黏度比不添加HBBG的玉米淀粉大，且隨著濃度的增大而增大；而CS-HBAX混合體系則是呈現(xiàn)相反的規(guī)律，體系黏度在剪切過程中隨著HBAX濃度的增加而相應(yīng)減小。

冪律方程可以準(zhǔn)確地描述剪切速率范圍內(nèi)各種膠體的流動特性。對圖4中各數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行擬合發(fā)現(xiàn)，通過Herschel-Bulkley方程得到的R2在0.950～0.999的范圍內(nèi)，具有更好的擬合精度。Herschel-Bulkley方程表現(xiàn)為剪切應(yīng)力與剪切速率的線性關(guān)系，作為描述剪切速率為1時(shí)剪應(yīng)力不為零的非牛頓流體冪律模型，該方程流體在低剪切速率下表現(xiàn)為冪律流體，而在高剪切速率下偏離冪律流體[38]。主要用3個(gè)參數(shù)描述流變特征，其表達(dá)式為：

式中：τ0為剪切應(yīng)力，（Pa）；K為稠度系數(shù)，（Pa·sn）；n為流體行為指數(shù)，無因次。

擬合得到所有樣品的具體數(shù)值見表2。由表2可知，不同青稞多糖與玉米淀粉的混合體系在剪切范圍內(nèi)都是典型的假塑性流體（流體行為指數(shù)n＜1），并且HBBG的添加會增加復(fù)配體系的假塑性，表現(xiàn)出更強(qiáng)剪切變稀效應(yīng)。而隨著HBAX含量的增加，n值越來越接近1，說明復(fù)配體系的假塑性逐漸減弱，流動性得到改善。稠度系數(shù)K值隨著HBBG濃度增加而增大，說明分子間的纏結(jié)使復(fù)配體系黏度增大；而HBAX的加入使K值有所降低，說明體系的整個(gè)稠度降低。這與RVA實(shí)驗(yàn)結(jié)果相一致：HBBG的添加使玉米淀粉糊的峰值黏度增大，抗剪切能力增強(qiáng)；HBAX降低了玉米淀粉糊的峰值黏度，減弱其抗剪切能力。

2.5 不同青稞多糖對玉米淀粉糊黏彈特性的影響

物質(zhì)的黏彈特性反映溶液的凝膠性質(zhì)，同時(shí)與膠體的實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用有著很大的關(guān)聯(lián)性。動態(tài)流變學(xué)通過測定不同樣品的黏彈性模量來判斷該流體是以黏性為主還是彈性為主。儲能模量（G′）由卷曲鏈構(gòu)象熵的變化引起，由于彈性形變而儲存能量的大小，可逆形變；損耗模量（G″）則表示鏈段和分子鏈相對移動造成的黏性形變，由于黏性形變而損耗的能量大小，不可逆形變；損耗角正切值（tanδ）為G″與G′的比值[27]。不同青稞多糖對玉米淀粉糊的動態(tài)黏彈流變曲線如圖5所示。從圖5中可以看出，CS呈現(xiàn)頻率依賴性，隨著角頻率的增大而增大，且G′始終大于G″，tanδ小于1，表現(xiàn)為一種典型的弱凝膠性質(zhì)[39]。HBBG的添加會同時(shí)增大混合體系的G′和G″，這可能是因?yàn)镠BBG的加入使得混合體系中纏結(jié)點(diǎn)增多，凝膠體系網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)加強(qiáng)；而HBAX的添加則是減小了G′和G″。tanδ為G″與G′的比值，tanδ值越大，體系黏度比例越大，流動性越強(qiáng)，反之則彈性比例較大[40]。可以看出，在低頻區(qū)，CSHBBG體系的tanδ值均小于原玉米淀粉，到高頻區(qū)后，tanδ值越來越接近玉米淀粉，總體來說，混合體系的流動性降低，具有偏向彈性流體的性質(zhì)。而添加HBAX增加了玉米淀粉體系的tanδ值，呈現(xiàn)出較強(qiáng)的黏性性質(zhì)，G″的增速大于G′，體系流動性增強(qiáng)，結(jié)合RVA分析可知，HBAX包裹在玉米淀粉顆粒表面，阻礙了淀粉顆粒的吸水膨脹，減少了滲漏直鏈淀粉的含量，使混合體系難以形成有序的構(gòu)象，從而導(dǎo)致體系的彈性減弱。

表1 不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的青稞多糖與玉米淀粉復(fù)配體系的糊化特性Table 1 Pasting properties of CS-HBBG and CS-HBAX mixtures at different mixing ratios表2 不同青稞多糖對玉米淀粉糊剪切流變參數(shù)的影響Table 2 Static rheological parameters of CS-HBBG and CS-HBAX mixtures gels at different mixing ratios

圖4 不同青稞多糖與玉米淀粉復(fù)配體系的靜態(tài)流變曲線Fig.4 Static rheological curves of CS-HBBG and CSHBAX mixtures gels at different mixing ratios

流變學(xué)實(shí)驗(yàn)表明：具有不同結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的青稞β-葡聚糖和阿拉伯木聚糖加入玉米淀粉體系后，改變了凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，對體系表觀黏度和黏彈特性產(chǎn)生了不同影響，而這些影響都會延緩玉米淀粉的水解速率。

圖5 不同青稞多糖與玉米淀粉混合體系的動態(tài)流變曲線Fig.5 Dynamic rheological curves of CS-HBBG and CS-HBAX mixtures gels at different mixing ratios

3 結(jié)語

通過研究兩種青稞來源多糖對玉米淀粉糊化和流變學(xué)特性的影響，發(fā)現(xiàn)具有線性鏈狀結(jié)構(gòu)的青稞β-葡聚糖與玉米淀粉之間存在不相容的相分離行為，可以使淀粉糊化的峰值黏度、稠度系數(shù)、G′和G″值都有所增加，從而使提高整個(gè)體系的黏度，使玉米淀粉在加工過程中具有更好的抗剪切能力；而青稞阿拉伯木聚糖通過附著在淀粉顆粒表面，抑制其吸水膨脹性，減少直鏈淀粉的滲漏，降低了混合體系的峰值黏度、稠度系數(shù)、G′和G″值。不同青稞來源多糖的添加均降低玉米淀粉崩解值，減少滲漏直鏈淀粉含量，延長淀粉峰值時(shí)間，降低糊化溫度，有效提高了玉米淀粉的熱穩(wěn)定性。