陳彩雯，李丹丹, ，陶 陽(yáng)，謝廣杰,2，韓永斌,

（1.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，江蘇南京 210095；2.鎮(zhèn)江市智農(nóng)食品有限公司，江蘇鎮(zhèn)江 212000）

在我國(guó)，小麥?zhǔn)莾H次于稻谷的第二大谷物，小麥粉是食品工業(yè)的重要原料。小麥粉中淀粉含量為70%～80%左右，是淀粉最重要的來(lái)源之一。為了滿(mǎn)足不同食品對(duì)小麥粉加工工藝性能的不同需要，減少加工助劑和食品添加劑的使用，通常采用淀粉改性的方式提高小麥粉的加工特性[1]。淀粉改性是指利用物理、化學(xué)和生物方法作用于天然的淀粉顆粒，從而改變其結(jié)構(gòu)和功能特性[2]。物理法利用水、熱等破壞淀粉結(jié)構(gòu)；化學(xué)法利用化學(xué)試劑改變淀粉官能團(tuán)；生物法則利用各類(lèi)淀粉酶作用于淀粉分子鏈[3]。其中預(yù)糊化淀粉是一種物理變性淀粉，具有冷水可溶性、高黏度、高膨脹性、易成膜性、抗老化性等特點(diǎn)[4]。添加預(yù)糊化淀粉可以改善谷物的蒸煮特性、提高烘培食品的松軟性和速凍食品的凍融穩(wěn)定性以及防止淀粉基食品老化并延長(zhǎng)其貨架期等[5]。

目前，預(yù)糊化淀粉的生產(chǎn)工藝有：滾筒干燥法、擠壓膨化法、噴霧干燥法、脈沖噴氣法和微波法等[6]。其中，擠壓膨化技術(shù)由于其成本低、能耗低和方便快捷等特點(diǎn)在食品、化工等領(lǐng)域有著較為廣泛的應(yīng)用[7?8]。Franklyn 等[9]發(fā)現(xiàn)擠壓處理可提高藜麥等雜糧產(chǎn)品的理化及營(yíng)養(yǎng)特性。Tobias 等[10]利用擠壓技術(shù)改性聚乳酸及其與丙烯腈-丁二烯-苯乙烯的熔融共混，改善了材料的斷裂行為等。

然而，經(jīng)擠壓膨化的糊粉類(lèi)食品存在沖調(diào)分散性差等缺陷。加酶擠壓技術(shù)是一種將高溫短時(shí)擠壓與酶催化作用相結(jié)合的新型擠壓技術(shù)。目前，加酶擠壓技術(shù)在食品領(lǐng)域被用于改善淀粉[11?12]、蛋白[13]、纖維素[14]等物質(zhì)的特性，其中應(yīng)用于淀粉方面顯示出能夠抑制回生[15]、降低冷糊黏度[16]、改善后續(xù)的糖化和發(fā)酵[17]、提高谷物粉水溶性、降低沖調(diào)黏度等優(yōu)點(diǎn)。例如，馬永軒等[18]利用高溫α-淀粉酶-擠壓膨化耦合處理糙米粉發(fā)現(xiàn)其糊化度、吸水指數(shù)、分散時(shí)間、結(jié)塊率、沖調(diào)黏度均呈下降的趨勢(shì)。劉磊等[19]利用預(yù)酶解-擠壓膨化工藝改善了玉米全粉沖調(diào)分散性，提高了其食用品質(zhì)。Li 等[20]的研究表明高溫α-淀粉酶增加了擠出面條的多孔結(jié)構(gòu)，使其再水化和適口性得到改善。但是，目前的研究側(cè)重于關(guān)注加酶擠壓對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)的影響，其中的機(jī)理尚需進(jìn)一步探究。淀粉作為小麥、米粉以及雜糧等的主要成分，其在加酶擠壓過(guò)程中結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)的變化規(guī)律尚待探究。基于此，本文以小麥淀粉為原料，應(yīng)用擠壓-淀粉酶復(fù)合改性的方法，研究加酶擠出物的超微結(jié)構(gòu)、熱力學(xué)特性、糊化特性等，從而為加酶擠壓技術(shù)在淀粉基食品領(lǐng)域的應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

小麥淀粉（淀粉含量98%以上） 海安海益食品有限公司；高溫α-淀粉酶（酶活力≥10000 U）、DNS試劑 上海源葉生物有限公司；檸檬酸鈉、鹽酸、氫氧化鈉等常規(guī)試劑 國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；所有試劑均為分析純。

DSE-20 型雙螺桿擠壓機(jī) 德國(guó)Brabender 公司；DHG-9030A 電熱鼓風(fēng)干燥箱 上海一恒科學(xué)儀器有限公司；EVO-LS10 掃描電子顯微鏡 德國(guó)卡爾·蔡司股份有限公司；D2 PHASER X-射線(xiàn)衍射儀美國(guó)Bruker 儀器公司；Q20 差示掃描量熱儀 美國(guó)TA 儀器公司；RVA 4500 快速粘度分析儀 澳大利亞Perten 公司；GL-20G-H 高速離心機(jī) 上海安亭科學(xué)儀器廠。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 加酶擠壓處理 小麥淀粉與0.1%、0.2%、0.5%、1%、2%的α-淀粉酶混勻后，調(diào)整水分含量45%，過(guò)夜平衡12 h。設(shè)置六個(gè)加熱模塊的擠壓溫度分別為40、60、60、70、90、90 ℃，進(jìn)料速度20 g/min，螺桿轉(zhuǎn)速150 r/min。擠出物40 ℃烘48 h 后，粉碎過(guò)100目篩，備用。未經(jīng)處理的小麥淀粉為對(duì)照組（CK），實(shí)驗(yàn)組為擠壓淀粉樣品（extrusion starch sample，ESS）以及0.1%、0.2%、0.5%、1%、2%加酶擠壓淀粉樣品（enzyme extrusion starch sample，EESS）。

1.2.2 堆積密度的測(cè)定 測(cè)定堆積密度（bulk density，BD）能夠反映擠壓后淀粉的膨脹程度，測(cè)定方法參考趙淑娜等[21]的研究方法。稱(chēng)取約10 g 樣品于50 mL 的量筒中，在水平臺(tái)上來(lái)回平移至顆粒間沒(méi)有較大空隙，緩慢倒入二甲基硅油至50 mL 處，再將二甲基硅油倒入另一量筒中，計(jì)算公式如下：

式中：m 為試樣質(zhì)量，g；V1為試樣與二甲基硅油的總體積，mL；V2為二甲基硅油的體積，mL。

1.2.3 糊化度的測(cè)定 采用酶水解法測(cè)定糊化度（gelatinization degree，GE），參考趙淑娜等[21]的測(cè)定方法。用天平分別稱(chēng)取兩份1 g 樣品置于錐形瓶中，再各加入50 mL 水。取其中一份沸水加熱30 min，使其充分糊化后，迅速冷卻至20 °C，以此為標(biāo)準(zhǔn)，將其糊化度定為100%。另一組為實(shí)驗(yàn)組，不做糊化處理。向兩組樣品中分別加入5 mL 淀粉酶溶液，放入37℃的恒溫振蕩水浴鍋中保持120 min 后，加2 mL 2 mol/L HCl 停止酶解作用。加2 mL 2 mol/L NaOH中和pH 后，轉(zhuǎn)移至100 mL 容量瓶中，加水定容，過(guò)濾。用DNS 法測(cè)定過(guò)濾后上清液的還原糖含量，實(shí)驗(yàn)組還原糖含量占標(biāo)準(zhǔn)組還原糖含量的百分比即糊化度，計(jì)算公式如下：

式中：Ds、De 分別表示標(biāo)準(zhǔn)組、實(shí)驗(yàn)組的還原糖含量，mg/mL；Ms、Me 分別表示標(biāo)準(zhǔn)組、實(shí)驗(yàn)組的樣品質(zhì)量，g。

1.2.4 吸水性指數(shù)和水溶性指數(shù)的測(cè)定 淀粉的吸水指數(shù)（water absorption index，WAI）是擠壓后擠出物吸收水分的程度，反映在一定范圍內(nèi)淀粉的糊化能力。淀粉的水溶性指數(shù)（water solubility index,WSI）反映淀粉降解程度，取決于可溶性物質(zhì)的數(shù)量。參考趙淑娜等[21]的測(cè)定方法。稱(chēng)取1 g 樣品于已恒重的離心管中，加入12 mL、pH3.5 的檸檬酸鈉緩沖液，混合均勻以滅活耐高溫淀粉酶，置于30 ℃水浴振搖30 min 后，放入離心機(jī)中7500 r/min 離心5 min，將上清液倒入已恒重的鋁盒中，在105 ℃下烘干4 h至恒重。WAI 和WSI 的計(jì)算公式如下：

式中：m 為試樣重量，g；m1為沉淀物與離心管恒重重量，g；m2為可溶物與鋁盒恒重重量，g；ma為離心管重量，g；mb為鋁盒重量，g；mc為12 mL 檸檬酸鈉緩沖液烘干后恒重重量，g。

1.2.5 掃描電鏡觀察 利用掃描電鏡（scanning electron microscopy，SEM）能夠很好地反映樣品表面狀態(tài)，參考Li 等[22]的方法。將烘干粉碎后的擠出物粉末用牙簽均勻分散在雙面導(dǎo)電膠上，吹去不牢固粉末，真空狀態(tài)下噴金，在放大1000 倍、5000 倍狀態(tài)下觀察顆粒表面狀態(tài)。

1.2.6 X-射線(xiàn)衍射分析 利用X-射線(xiàn)衍射儀（X-ray diffractometer，XRD）分析淀粉的半結(jié)晶結(jié)構(gòu)，參考Li 等[22]的方法。樣品放入盛有飽和食鹽水的平衡器中平衡水分7 d，利用XRD 對(duì)樣品半結(jié)晶結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。X-射線(xiàn)為Cu Kα射線(xiàn)（波長(zhǎng)λ=0.028nm），掃描速度4°/min，測(cè)量范圍（2θ）4～40°，功率1600 W，管壓40 kV，管流40 mA。使用MDI-Jade 6.0 軟件，分析圖譜結(jié)晶晶型，計(jì)算相對(duì)結(jié)晶度（relative crystallinity，Rc），計(jì)算公式如下：

式中：Ac為結(jié)晶區(qū)含量；Aa為無(wú)定形區(qū)含量。

1.2.7 差示掃描量熱分析 通過(guò)差示掃描量熱儀（differential scanning calorimeter，DSC）測(cè)量加酶擠出物的熱力學(xué)特性，測(cè)定方法參考Li 等[23]的報(bào)道。用分析天平稱(chēng)取3 mg 樣品于鋁坩堝中，加入6 μL去離子水將樣品壓片制樣后，4 ℃條件下平衡12 h。分析條件為：掃描速率10 ℃/min，掃描范圍25～100 ℃，氮?dú)饬魉?0 mL/min。以空皿為空白組。

1.2.8 快速粘度分析 利用快速粘度分析儀（rapid visco analyzer，RVA）測(cè)定加酶擠出物的糊化特性。參考GB/T 24853-2010 的測(cè)定方法[24]，分析天平加酶擠出物3 g 于專(zhuān)用樣品盒中，加入25 mL 去離子水混合均勻，啟動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)程序1。

1.3 數(shù)據(jù)處理

所有實(shí)驗(yàn)均設(shè)置三組重復(fù)以減小偶然誤差，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表示為平均值±誤差值。圖片繪制使用軟件Origin 2021b。數(shù)據(jù)差異性分析使用SPSS 21.0 軟件，通過(guò)方差分析表征數(shù)據(jù)誤差，選擇LSD 法分析，置信水平為0.95（P<0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 加酶擠壓處理對(duì)小麥淀粉堆積密度和糊化度的影響

糊化度是指淀粉中糊化淀粉與全部淀粉量之比的百分?jǐn)?shù)。表1 反映了不同處理小麥淀粉的糊化度，除了對(duì)照組的糊化度明顯較低（24.74%）外，其它處理之間沒(méi)有明顯差異（95.31%～99.38%），趨于完全糊化。這是由于擠壓過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生高壓、高溫和高剪切力能比較完全地破壞淀粉顆粒的完整性，從而淀粉分子溶脹分裂、原有結(jié)晶結(jié)構(gòu)中結(jié)晶區(qū)的支鏈分子與直鏈分子之間的連接被破壞。Kuo 等[25]在研究擠壓發(fā)酵用糙米時(shí)也有相同的結(jié)果，糊化度達(dá)到95%以上。堆積密度能夠反映擠壓后淀粉的膨脹程度。從表1 的數(shù)據(jù)還可以看出，擠壓和加酶擠壓對(duì)小麥淀粉的堆積密度沒(méi)有顯著影響（P>0.05），變化區(qū)間為0.31～0.34，該結(jié)果說(shuō)明擠壓或加酶擠壓可能對(duì)小麥粉的空間空隙影響不大。

表1 不同處理?xiàng)l件下小麥淀粉糊化度和堆積密度Table 1 Degree of gelatinization and bulk density of wheat starch under different treatment conditions

2.2 加酶擠壓處理對(duì)小麥淀粉水合特性的影響

淀粉的結(jié)晶結(jié)構(gòu)和分子成分影響淀粉對(duì)水的吸收能力及其水溶性程度。吸水性指數(shù)反映的是樣品中不溶性成分的吸水能力；水溶性指數(shù)反映的是樣品中可溶性成分的數(shù)量，即樣品的水解情況[26]。從圖1的WAI 曲線(xiàn)可知，EESS 的WAI 與原淀粉差異不明顯，但隨著加酶量的增加，EESS 的WAI 值逐漸下降，該結(jié)果說(shuō)明隨著加酶量的增加，樣品中具有糊化能力的成分越來(lái)越少。但值得注意的是，ESS 的WAI遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于原淀粉和EESS，增加了2～3 倍。徐恩波[27]也報(bào)道擠壓淀粉的吸水性指數(shù)遠(yuǎn)大于原淀粉和加酶擠壓淀粉的吸水性指數(shù)，造成這種情況的原因可能是淀粉在膨化重組后形成持水力較強(qiáng)的淀粉碳骨架或局部組織，使得吸水性指數(shù)增大，而淀粉酶的加入影響了這種碳骨架的形成，因此吸水性指數(shù)又降低。對(duì)于WSI 曲線(xiàn)，整個(gè)曲線(xiàn)隨擠壓、加酶量的增大呈上升趨勢(shì)，說(shuō)明樣品中的可溶性成分越來(lái)越多。這是因?yàn)榧尤肽透邷卅?淀粉酶后，淀粉分子被降解，與擠壓工藝耦合后，淀粉微晶束大量解體，氫鍵斷裂、小分子糖類(lèi)溶出，更易與水分子結(jié)合，水溶性指數(shù)升高。謝天等[28]也發(fā)現(xiàn)擠壓后玉米淀粉的水溶性指數(shù)遠(yuǎn)高于原淀粉。此外，從WAI 和WSI 兩條曲線(xiàn)可以明顯看出，ESS 和0.1%EESS 之間的差異大于其它處理組間，說(shuō)明在擠壓工藝中加入適量的酶能夠明顯降低樣品吸水性和提高其水溶性。

圖1 不同處理?xiàng)l件小麥淀粉的吸水性指數(shù)和水溶性指數(shù)Fig.1 Water absorption index and water solubility index of wheat strach under different treatment conditions

2.3 加酶擠壓處理對(duì)小麥淀粉微觀結(jié)構(gòu)的影響

掃描電鏡圖片能夠直觀地反映出不同加酶擠壓處理后的淀粉微觀結(jié)構(gòu)。圖2 為原淀粉、ESS、EESS在1000×和5000×掃描電鏡下的圖片。原小麥淀粉圖片準(zhǔn)確反映出了小麥淀粉粒的特點(diǎn)，表面光滑，雙峰粒徑分布，大團(tuán)粒圓盤(pán)形，小團(tuán)粒球形，與Punia等[29]的報(bào)道一致。經(jīng)過(guò)擠壓處理后淀粉的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)被完全破壞，團(tuán)聚成較大的不規(guī)則淀粉塊，且淀粉塊表面還有明顯的孔洞。ESS 的淀粉塊變大，這是因?yàn)楸黄茐牡牡矸鄯肿诱尺B成大于原淀粉顆粒的大塊狀；而EESS 隨著加酶量的增大淀粉塊開(kāi)始裂解，淀粉塊的大小越來(lái)越小，表面孔洞越來(lái)越多且呈現(xiàn)出許多不規(guī)則的凸起，這是由于酶的作用使淀粉分解，淀粉結(jié)構(gòu)被完全破壞。馬成業(yè)等[30]利用加酶擠壓技術(shù)處理玉米淀粉顆粒也有相似的發(fā)現(xiàn)，不加酶擠壓淀粉匯聚成團(tuán)，加酶擠壓淀粉團(tuán)聚情況明顯改善，顆粒呈多角?？傊?，EESS 的微觀結(jié)構(gòu)顯示出加酶擠壓能更大程度破壞淀粉顆粒結(jié)構(gòu)，具有更優(yōu)越的加工性能，改善糊粉類(lèi)產(chǎn)品的沖調(diào)性。

圖2 不同處理后小麥淀粉的掃描電鏡圖Fig.2 SEM images of wheat starch under different treatment conditions

2.4 加酶擠壓處理對(duì)小麥淀粉結(jié)晶結(jié)構(gòu)的影響

自然界的淀粉晶體結(jié)構(gòu)可分為A 型、B 型、C 型三種，而經(jīng)某些物理化學(xué)的人工處理后還可得到V 型淀粉結(jié)構(gòu)[31?32]。A 型為單斜晶體結(jié)構(gòu)，主要是谷類(lèi)淀粉，在15°、17°、18°、23°有較強(qiáng)衍射峰；B 型晶體為六方晶體，主要是塊莖類(lèi)淀粉，在5.6°、17°、18°、22°、24°有較強(qiáng)衍射峰；C 型晶體是同時(shí)含有A 型和B 型晶體，在5.6°、17°、18°、23°有較強(qiáng)衍射峰；而V 型晶體主要是螺旋直鏈淀粉配合物即直鏈淀粉與脂肪等的混合物，在8°、12°、19°、22°有較強(qiáng)的衍射峰[33]。由圖3 可以看出該樣品在15°、23°左右有明顯的單衍射峰、在17°、18°左右有突出的雙衍射峰，是典型的A 型結(jié)晶結(jié)構(gòu)，與谷類(lèi)淀粉為A 型結(jié)晶結(jié)構(gòu)的結(jié)論相符，擠壓和加酶擠壓處理未改變淀粉晶型。Wu 等[34]和Chen 等[35]報(bào)道超聲波輔助酶解后，淀粉的結(jié)晶類(lèi)型也未發(fā)生變化。

圖3 不同處理后小麥淀粉的XRD 衍射曲線(xiàn)Fig.3 XRD curves of wheat starch under different treatment conditions

利用Jade 軟件計(jì)算樣品的結(jié)晶度，結(jié)果如表2所示。擠壓和加酶擠壓淀粉的相對(duì)結(jié)晶度均小于原淀粉。隨著加酶量從0.1%到0.5%，淀粉相對(duì)結(jié)晶度的變化不大，均在14%左右；而當(dāng)加酶量為1%和2%時(shí)，相對(duì)結(jié)晶度降至10%左右，說(shuō)明此時(shí)淀粉的晶體結(jié)構(gòu)被大大破壞。與原淀粉以及EESS 相比，ESS 的相對(duì)結(jié)晶度最小，僅為4.15%，說(shuō)明單純的擠壓處理比加酶擠壓處理對(duì)淀粉的結(jié)晶結(jié)構(gòu)破壞的更加徹底。于雙雙等[36]運(yùn)用XRD 分析相對(duì)結(jié)晶度時(shí)也有相同的發(fā)現(xiàn)，加酶擠壓樣品結(jié)晶度反而高于擠壓樣品，其猜測(cè)為形成了具有更高熱穩(wěn)定性結(jié)晶結(jié)構(gòu)的淀粉-脂類(lèi)復(fù)合物等物質(zhì)。Zhao 等[37]的研究表明可能是由于酶作用于淀粉的無(wú)定形區(qū)，無(wú)定形區(qū)的優(yōu)先分解導(dǎo)致結(jié)晶區(qū)比例增加，相對(duì)結(jié)晶度增大。吳文琪[38]認(rèn)為加酶后的淀粉由于產(chǎn)生了小分子等在擠壓機(jī)中呈現(xiàn)“半液體”的狀態(tài)，對(duì)比擠壓淀粉其受到的剪切力更小，因此結(jié)晶結(jié)構(gòu)保持的更好。此外，也有報(bào)道表明水解淀粉的分子鏈可能發(fā)生重新排列，從而導(dǎo)致淀粉相對(duì)結(jié)晶度的增加[39]。為了探明本文中加酶擠壓導(dǎo)致淀粉相對(duì)結(jié)晶度變化的原因，后續(xù)將結(jié)合淀粉的糊化特性結(jié)果進(jìn)一步分析。

2.5 加酶擠壓對(duì)小麥淀粉熱性質(zhì)的影響

DSC 結(jié)果能夠反映淀粉顆粒的熱穩(wěn)定性。表2為不同處理后小麥淀粉熱性質(zhì)的相關(guān)參數(shù)，包含起始溫度T0、峰值溫度Tp、終止溫度Tc、糊化焓ΔH；圖4為相應(yīng)的DSC 曲線(xiàn)。與原淀粉相比，ESS 的T0、Tp、Tc均有不同程度地增大，表現(xiàn)為吸熱峰右移。例如，ESS 的T0從原淀粉的57.35 ℃增加到了73.78 ℃。但是，ESS 的焓值遠(yuǎn)低于原淀粉（7.89 J/g），僅為0.24 J/g。這是由于擠壓過(guò)程中產(chǎn)生的高溫、高壓和高剪切力作用破壞了大多數(shù)易糊化淀粉的顆粒和結(jié)晶結(jié)構(gòu)，僅剩余少部分難糊化的、熱穩(wěn)定性較好的淀粉顆粒。方浩標(biāo)等[40]研究擠壓膨化對(duì)紫糙米粉糊化性質(zhì)的影響時(shí)也發(fā)現(xiàn)，DSC 曲線(xiàn)上擠壓糙米粉的糊化焓較小且糊化溫度升高至80 ℃左右。

在擠壓過(guò)程中引入α-淀粉酶將會(huì)對(duì)淀粉的結(jié)構(gòu)和糊化性質(zhì)造成影響。由圖4 和表2 可知，與原淀粉相比，EESS 的糊化溫度顯著增加而糊化焓值大大降低。根據(jù)方浩標(biāo)等[40]的報(bào)道，該現(xiàn)象是由擠壓過(guò)程中剩余的難糊化淀粉導(dǎo)致的。然而，表1 結(jié)果表明ESS 和EESS 的糊化度相差不明顯，表2 結(jié)果卻顯示與ESS 相比，EESS 糊化焓顯著增加至1.50～2.59 J/g。這說(shuō)明EESS 的DSC 曲線(xiàn)上的吸熱峰與ESS 的形成原因不一致。更可能地，這是由于α-淀粉酶的引入可能會(huì)加速擠壓過(guò)程中小麥淀粉的水解，導(dǎo)致其鏈結(jié)構(gòu)與ESS 樣品存在差異，酶解得到的淀粉分子鏈更易重新有序排列形成熱穩(wěn)定性較強(qiáng)的新的晶體結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性比原淀粉更強(qiáng)。糊化焓的變化結(jié)果與XRD 的相對(duì)結(jié)晶度結(jié)果一致，也有研究表明淀粉的糊化轉(zhuǎn)變溫度與雙螺旋結(jié)構(gòu)有關(guān)[41]。

圖4 不同處理后小麥淀粉的DSC 曲線(xiàn)Fig.4 DSC curves of wheat starch under different treatment conditions

表2 不同處理后小麥淀粉熱性質(zhì)參數(shù)Table 2 Thermal parameters of wheat starch under different treatment conditions

2.6 加酶擠壓處理對(duì)小麥淀粉糊化特性的影響

RVA 結(jié)果可以反映不同處理后淀粉的糊化特性。表3 為RVA 的相關(guān)糊化特性參數(shù)，包括峰值粘度、谷值粘度、最終粘度、崩解值、回生值和糊化溫度。圖5 為對(duì)應(yīng)的原淀粉、ESS、EESS 的RVA 曲線(xiàn)。由圖5 和表3 可知，ESS 和EESS 的峰值、谷值、最終粘度、崩解值和回生值都大幅度低于原淀粉，隨著擠壓處理和加酶量從0%增加到2%，峰值粘度從2505 cP 逐漸降低到0，谷值粘度從2218 cP降低到0，最終粘度從2628.5 cP 降低到0，崩解值從287 cP 降低到16 cP，回生值從410.5 cP 降低到3.5 cP，且基本呈現(xiàn)出不同加酶量EESS 之間無(wú)顯著差異（P>0.05）而與ESS 和CK 有顯著差異（P<0.05）。這是由于擠壓使淀粉分子結(jié)構(gòu)被破壞，糊化度增大，粘度減小；而酶的作用使無(wú)定形區(qū)的直鏈分子也被水解，破壞程度更高，糊化峰幾乎不可見(jiàn)。同時(shí)，由于分子鏈的破壞，支鏈與直鏈之間作用力降低，回生值降低，淀粉不易回生老化[42?43]。

圖5 不同處理后小麥淀粉的RVA 粘度曲線(xiàn)Fig.5 RVA curves of wheat starch under different treatment conditions

表3 不同處理后小麥淀粉糊化特性參數(shù)Table 3 Characteristics and parameters of wheat starch gelatinization after different treatments

在達(dá)到峰值之前，淀粉分子開(kāi)始膨脹破裂，粘度開(kāi)始上升的溫度稱(chēng)為糊化溫度。加酶擠壓的粘度值幾乎為零，其糊化溫度數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，而對(duì)比原淀粉糊化溫度69.05 ℃，ESS 糊化溫度大幅度下降至49.9 ℃。這是由于擠壓后小麥淀粉基本完全糊化了，表1 可知擠壓小麥淀粉的糊化度達(dá)96.79%。此時(shí)的糊化溫度與DSC 測(cè)得的糊化溫度呈現(xiàn)完全相反的變化趨勢(shì)。這是由于DSC 峰是由擠壓過(guò)程中未被糊化的、熱穩(wěn)定性高的淀粉吸熱產(chǎn)生的，而RVA 測(cè)定的是絕大多數(shù)淀粉的糊化溫度，該部分淀粉經(jīng)擠壓處理后其原有的顆粒和結(jié)晶結(jié)構(gòu)已被完全破壞（圖2），熱穩(wěn)定性降低。

3 結(jié)論

加酶擠壓可顯著影響小麥淀粉的結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)，且與加酶量有關(guān)。加酶擠壓處理后的淀粉，與原淀粉相比，堆積密度無(wú)顯著差異（P>0.05），吸水指數(shù)與加酶量呈負(fù)相關(guān)，水合指數(shù)與加酶量呈正相關(guān)，接近完全糊化；與擠壓淀粉相比，吸水指數(shù)顯著下降，水合指數(shù)顯著上升（P<0.05）。SEM 結(jié)果表明，擠壓后淀粉的顆粒結(jié)構(gòu)被完全破壞并粘連成大塊狀，而隨著加酶量增大，淀粉顆粒粒徑逐漸減小。XRD 結(jié)果表明，擠壓和加酶擠壓不會(huì)改變淀粉的結(jié)晶晶型，擠壓淀粉的相對(duì)結(jié)晶度最低，僅為4.15%；加酶擠壓淀粉的相對(duì)結(jié)晶度大于擠壓淀粉，且隨著加酶量增大逐漸下降（14.42%～10.29%）。DSC 結(jié)果表明，擠壓淀粉的糊化焓顯著下降（P<0.05），焓值最低，僅為0.24 J/g；加酶擠壓淀粉的焓值高于擠壓淀粉，隨著加酶量的增加，淀粉的焓值上升至2.5 J/g 左右。RVA 的結(jié)果則表明，淀粉的峰值粘度、谷值粘度、最終粘度、崩解值和回生值、糊化溫度經(jīng)擠壓后顯著降低（P<0.05），且加酶擠壓淀粉的粘度峰幾乎不可見(jiàn)，粘度為0?？偟膩?lái)說(shuō)，與原淀粉、擠壓淀粉相比，加酶擠壓對(duì)淀粉的微觀結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)都有明顯改變，液化降解作用增強(qiáng)，微觀顆粒變小，因此生產(chǎn)中可添加適量的酶預(yù)酶解淀粉后，進(jìn)行擠壓膨化生產(chǎn)變性淀粉，改善產(chǎn)品沖調(diào)性和糊化特性。