超高壓處理對谷物淀粉影響的研究進(jìn)展

張 晶 張美莉

(內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，呼和浩特 010018)

淀粉是谷物的主要組成成分，谷物淀粉是人類食用淀粉的主要來源。淀粉由于獨(dú)特的性質(zhì)被廣泛應(yīng)用于食品、化妝品、醫(yī)藥、造紙等行業(yè)中，主要用作增稠劑、填充劑、膠凝劑、膠體穩(wěn)定劑等[1]。天然淀粉由于不溶于冷水、易老化、抗剪切能力差等不足，極大的限制了淀粉的應(yīng)用范圍，為了改善淀粉的加工性能，需要對淀粉進(jìn)行改性處理以穩(wěn)定淀粉顆粒并使淀粉適用于更多的食品加工和工業(yè)應(yīng)用[2,3]。

超高壓(UHP)或高靜水壓(HHP)技術(shù)是一種非熱加工技術(shù)，主要作用于食品組分的非共價鍵，從而破壞大分子物質(zhì)如蛋白質(zhì)、淀粉等結(jié)構(gòu)中的次級鍵，使大分子物質(zhì)改性[4,5]。近年來，超高壓技術(shù)廣泛應(yīng)用于糧食產(chǎn)品的加工中，主要涉及谷物、豆類及薯類淀粉和蛋白質(zhì)的改性及相關(guān)特性的研究[6]。在谷物淀粉改性方面，研究集中在不同壓力水平、保壓時間、含水量等HHP處理對淀粉顆粒特性、理化性質(zhì)、糊化老化、流變及消化特性等的影響。本文闡述了超高壓處理對谷物淀粉相關(guān)特性的影響。

1 超高壓處理對淀粉顆粒特性的影響

淀粉以顆粒的形式存在，顆粒形狀有圓形、橢圓形和多角形等，顆粒大小在1～100 μm，利用掃描電子顯微鏡(SEM)可以觀察淀粉顆粒的形狀、大小，不同來源淀粉顆粒形狀大小差異很大，淀粉顆粒的平均直徑和分布會影響淀粉的理化性質(zhì)[7]。淀粉顆粒是由支鏈淀粉和直鏈淀粉分子徑向排列而成的，具有結(jié)晶區(qū)和非結(jié)晶區(qū)交替層的結(jié)構(gòu)，在偏光顯微鏡下觀察淀粉顆粒，可以看到黑色的偏光十字，這種現(xiàn)象稱為雙折射性。通過X-射線衍射儀(XRD)可以觀察淀粉結(jié)晶構(gòu)造主要有A-型、B-型和C-型三種，大多數(shù)谷物淀粉(玉米、大米、小麥淀粉等)呈現(xiàn)A-型，塊莖類淀粉(馬鈴薯淀粉等)呈現(xiàn)B-型，豆類淀粉(綠豆、鷹嘴豆淀粉等)呈現(xiàn)C-型圖譜[8]。大米淀粉顆粒呈多面體，形狀不規(guī)則，顆粒大小在2.4～5.4 μm，并且野生大米淀粉顯示出與大米淀粉相似的A-型X-射線圖譜[9-11]。玉米淀粉小顆粒平均大小在1～7 μm, 大顆粒淀粉在15～20 μm，偏光顯微鏡可以觀察到黑色的偏光十字，SEM下觀察到玉米、大米、小麥淀粉顆粒表面相對于馬鈴薯淀粉更粗糙[12]。Hoover等[13]報道燕麥淀粉顆粒形狀不規(guī)則，平均顆粒直徑6～10 μm，顆粒表面光滑，沒有裂縫，X-射線圖譜呈A型。

超高壓處理會改變淀粉顆粒的形態(tài)、粒徑分布、結(jié)晶結(jié)構(gòu)等，這些變化與超高壓處理壓力、保壓時間、淀粉來源等密切相關(guān)。Li等[14]研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)120～360 MPa壓力處理后，大米淀粉雙折射現(xiàn)象沒有明顯變化，480 MPa壓力下偏光十字部分消失，600 MPa處理后偏光十字完全消失。玉米淀粉也有相同的變化規(guī)律[15]。大麥淀粉在450 MPa處理15 min后，大部分雙折射現(xiàn)象消失[16]。偏光十字是由多糖鏈的雙螺旋形成的微晶的徑向取向引起的，這表明壓力可以增強(qiáng)水?dāng)U散到結(jié)晶區(qū)域以破壞支鏈鏈的螺旋形式，在足夠高的壓力水平下，淀粉顆粒的結(jié)構(gòu)破壞，在偏振光顯微鏡下觀察到雙折射的消失[17]。淀粉顆粒形態(tài)的變化與淀粉中結(jié)晶區(qū)和無定形區(qū)之間的相互作用有關(guān)。研究不同超HHP處理對糯米淀粉、小麥淀粉顆粒特性的影響，結(jié)果表明在300、400 MPa處理后淀粉顆粒形態(tài)、結(jié)晶結(jié)構(gòu)沒有變化，經(jīng)500 MPa處理20 min后，淀粉顆粒呈不可逆破壞，顆粒邊界出現(xiàn)粘性凝膠狀區(qū)域，呈現(xiàn)微弱的A-型X-射線衍射譜圖，600 MPa處理20 min后淀粉顆粒形態(tài)明顯破壞，黏結(jié)，晶體結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)A+B-型[18,19]。120～360 MPa處理后，甜蕎淀粉顆粒形狀仍保持完整性，480 MPa處理后，淀粉顆粒溶脹，開始凝膠化，呈甜甜圈形狀，這是壓力處理后淀粉凝膠化的典型顆粒結(jié)構(gòu)，600 MPa處理后，顆粒溶脹變形塌陷聚結(jié)，晶體結(jié)構(gòu)從A-型轉(zhuǎn)變?yōu)锽-型，高粱淀粉也呈現(xiàn)相似的變化[20,21]。HHP處理導(dǎo)致淀粉分子雙螺旋結(jié)構(gòu)的重新排列，促進(jìn)了淀粉分子和水分子結(jié)合，導(dǎo)致晶體結(jié)構(gòu)從A-型轉(zhuǎn)變?yōu)锽-型。Katopo等[22]研究發(fā)現(xiàn)，直接對粉末狀態(tài)淀粉或者分散在乙醇溶液中的淀粉進(jìn)行超高壓處理，并不能改變淀粉的結(jié)晶度，說明水分的存在是超高壓引起晶型改變的前提。Blaszczak等[23]證明了淀粉顆粒內(nèi)有兩個不同區(qū)域，顆粒的外部主要由支鏈淀粉組成，具有較高的有序度，在高壓下似乎比內(nèi)部更耐受，而內(nèi)部部分主要由凝膠狀網(wǎng)絡(luò)組成，在HHP處理下，淀粉顆粒的內(nèi)部結(jié)構(gòu)大部分發(fā)生了變化，同時伴隨著顯著的形態(tài)變形。

2 超高壓處理對淀粉分子結(jié)構(gòu)的影響

淀粉的分子式為(C6H5O6)n，n為不定數(shù)，稱為聚合度，一般為690～6 340。葡萄糖單元以 α-D-1, 4-葡萄糖苷鍵或 α-D-1, 6-糖苷鍵形成葡萄糖鏈，由此形成兩種不同的淀粉分子，即直鏈淀粉和支鏈淀粉，淀粉是支鏈淀粉和直鏈淀粉的組合，二者約占淀粉干重的98%～99%，其比例隨不同的淀粉種類有較大的差異。直鏈淀粉是線性的，其含量在不同的淀粉來源中是不同的。支鏈淀粉是一種高度支化的聚合物，從主鏈上再分出各級支鏈，各葡萄糖單位之間以 α-D-1, 4-糖苷鍵連接構(gòu)成它的主鏈，支鏈通過 α-D-1, 6-糖苷鍵與主鏈相連，并且以雙螺旋構(gòu)型排列[24]。淀粉的性質(zhì)會因直鏈淀粉和支鏈淀粉的聚合度及比例差異而有較大不同。

目前已經(jīng)使用傅里葉變換紅外光譜(FTIR)、核磁共振波譜(NMR)、高效尺寸排阻色譜(HPSEC)等研究了HHP對淀粉分子結(jié)構(gòu)的影響。NMR主要用于表征淀粉的雙螺旋結(jié)構(gòu)，可以計算出淀粉中雙螺旋含量，判斷淀粉的結(jié)晶類型。HPSEC可以測定大分子物質(zhì)的分子質(zhì)量、分布、支化度等。

淀粉分子結(jié)構(gòu)的變化取決于淀粉類型。Blaszczak等[23]研究發(fā)現(xiàn)壓力處理后，蠟質(zhì)玉米淀粉的重均分子量(Mw)和數(shù)均分子量(Mn)降低，但高直鏈淀粉玉米淀粉的分子量分布沒有變化。NMR研究顯示，與未處理的淀粉相比，在650 MPa下處理9 min后，普通玉米淀粉和蠟質(zhì)玉米淀粉的化學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，變化主要在C1葡萄糖碳的信號共振中，C1區(qū)域的變化可能是由于雙螺旋轉(zhuǎn)換為單螺旋或二面角分布，其值與單螺旋中的值相似[25]。FTIR分析顯示，高壓處理后，淀粉在900～1 300 cm-1區(qū)域的帶強(qiáng)度增加，并在高壓下改變位置，1 047 cm-1與1 022 cm-1表示淀粉結(jié)晶區(qū)與無定型區(qū)的特征，通常使用1 047 cm-1與1 022 cm-1的比值來表示淀粉的結(jié)晶度，經(jīng)處理后，1 047 cm-1與1 022 cm-1的比值降低[26]。李玥[27]研究顯示，經(jīng)糊化以后的大米淀粉的重均分子量都有不同程度的降低，這與支鏈淀粉的降解有關(guān)，說明淀粉在糊化過程中分子結(jié)構(gòu)受到了破壞。

3 超高壓處理對淀粉理化性質(zhì)的影響

淀粉糊的相關(guān)特性如透光率、溶解度膨脹度、凝膠質(zhì)構(gòu)特性等直接影響面團(tuán)、面包等食品的外觀品質(zhì)、食用品質(zhì)、保鮮期以及淀粉在食品加工中的應(yīng)用。

3.1 超高壓處理對淀粉中直鏈淀粉含量的影響

HHP處理后高粱淀粉中的直鏈淀粉含量顯著增加，并且直鏈淀粉含量的增加與壓力水平呈正相關(guān)[28]。對蕎麥、大米、糯米淀粉HHP處理后，也有相同的發(fā)現(xiàn)[20,29]。直鏈淀粉含量的增加有可能是由于HHP處理使得直鏈淀粉-直鏈淀粉、直鏈淀粉-支鏈淀粉和直鏈淀粉-脂質(zhì)的相互作用增強(qiáng)導(dǎo)致的直鏈淀粉溶出有限[30]。HHP誘導(dǎo)的支鏈淀粉降解可能是直鏈淀粉含量增加的另一個原因[28]。

3.2 超高壓處理對淀粉溶解度和膨脹度的影響

在低溫(50～60 ℃)下，HHP處理的淀粉的膨脹度和溶解度均高于天然淀粉，在較高溫度(70～90 ℃)下卻呈現(xiàn)完全相反的趨勢，與天然淀粉相比，HHP處理后的淀粉在70～90 ℃下膨脹度和溶解度顯著降低，這種減少與壓力水平正相關(guān)[14,31]。膨脹度和溶解度與直鏈淀粉含量、顆粒形態(tài)、直鏈淀粉/支鏈淀粉比、直鏈淀粉和支鏈淀粉的分子量分布以及支化度等有關(guān)[32,33]。直鏈淀粉和脂質(zhì)在55～65 ℃時可產(chǎn)生新的晶體，抑制顆粒過度膨脹，導(dǎo)致天然淀粉的膨脹度和溶解度降低[20,34]。在HHP處理后，壓力可導(dǎo)致直鏈淀粉分子的聚集，防止脂質(zhì)-淀粉復(fù)合物的形成，使得膨脹度增加。在75～95 ℃的溫度下，膨脹度和溶解度較低可能是由于淀粉分子的有序重排，限制了淀粉的水化和溶脹能力。另外，淀粉顆粒內(nèi)部存在帶負(fù)電荷的磷酸基團(tuán)，這可以減少鏈間締合并增加水合分子[35]。在HHP處理后，大多數(shù)顆粒出現(xiàn)變形并且磷酸基團(tuán)被破壞，從而限制了HHP處理的淀粉的膨脹度和溶解度。一些研究指出直鏈淀粉含量與顆粒膨脹成反比，而直鏈淀粉含量較低的淀粉的水溶性指數(shù)較低[36]。

3.3 超高壓處理對淀粉透光率、凝沉性的影響

對淀粉糊在4℃貯藏期間透光率變化進(jìn)行研究，結(jié)果顯示在貯藏期間，淀粉的透光率呈下降趨勢，3～4 d后趨于平緩，且HHP處理后淀粉的透光率低于天然淀粉。據(jù)報道，淀粉糊在貯藏期間的透光率與膨脹能力，溶出直鏈淀粉和支鏈淀粉，直鏈淀粉和支鏈淀粉鏈長，腫脹和非腫脹顆粒殘留物等有關(guān)[37]。貯藏期間透光率值的降低可歸因于溶出的直鏈淀粉和支鏈淀粉相互作用，這導(dǎo)致連接區(qū)的形成，反射或散射大量的光[38]。HHP處理后淀粉糊的透光率降低，可能是HHP處理增加了淀粉的回生傾向，HHP處理降低了結(jié)晶度并增加了淀粉顆粒中浸出的直鏈淀粉和支鏈淀粉的量，這導(dǎo)致淀粉顆粒聚集加速[39]。直鏈淀粉的聚集和結(jié)晶在儲存期間發(fā)生，而支鏈淀粉聚集和結(jié)晶發(fā)生較晚[37,40]。透光率在儲存初期迅速下降，后趨于平緩，這表明直鏈淀粉的聚集和結(jié)晶在某一天達(dá)到最大。Sodhi等[9]報道，大米淀粉的濁度值在第4天達(dá)到最大值，證明大米淀粉直鏈淀粉的聚集和結(jié)晶在第4天達(dá)到最大。超高壓處理后淀粉脫水收縮及凝沉性的相關(guān)研究較少，Singh等[10]研究了不同品種大米淀粉在貯藏期間的脫水收縮率，結(jié)果顯示淀粉的脫水收縮率隨著貯藏時間的增加而增加，這可歸因于貯藏期間溶出的直鏈淀粉和支鏈淀粉相互作用。

3.4 超高壓處理對淀粉糊凝膠質(zhì)構(gòu)特性的影響

Liu等[20]利用質(zhì)構(gòu)儀對高粱淀粉糊凝膠進(jìn)行測定，結(jié)果顯示HHP處理降低了高粱淀粉糊凝膠的硬度、黏聚性、膠著度及咀嚼性，彈性無顯著變化。淀粉糊凝膠的形成主要取決于溶脹的淀粉顆粒的量，溶出的直鏈淀粉的減少在降低凝膠硬度方面起著重要的作用[41]。在凝膠化過程中，具有較高直鏈淀粉含量的HHP改性的淀粉溶脹程度小于天然淀粉，從而導(dǎo)致較弱的凝膠，水-淀粉、淀粉-淀粉分子之間相互作用減弱也是HHP改性淀粉凝膠質(zhì)地較弱的原因[42]。

4 超高壓處理對谷物淀粉糊化特性的影響

生淀粉分子在水中經(jīng)加熱后，形成具有黏性的糊狀溶液，這種現(xiàn)象稱為糊化。Rubens等[43]提出了一種高壓誘導(dǎo)淀粉糊化的機(jī)制，第一階段發(fā)生淀粉顆粒的無定形部分的水合，這導(dǎo)致顆粒的溶脹和結(jié)晶區(qū)域的變形，第二階段結(jié)晶區(qū)域變得更容易接近水分子，這導(dǎo)致淀粉顆粒的最終結(jié)構(gòu)破壞。然而，在高壓條件下淀粉糊化的詳盡機(jī)制仍在研究中。

超高壓處理導(dǎo)致的糊化和熱處理導(dǎo)致的糊化在本質(zhì)上有不同，高壓處理使淀粉顆粒吸水膨脹但保持淀粉顆粒的完整性，并且直鏈淀粉溶出較少[44]。水的存在是高壓下淀粉糊化的重要因素，淀粉的糊化程度還取決于淀粉的種類、HHP處理壓力、保壓時間等[22]。壓力會增強(qiáng)水分子擴(kuò)散到淀粉顆粒中，尤其是顆粒的非晶相，這會導(dǎo)致晶體結(jié)構(gòu)的破壞，因此壓力足夠高，淀粉在室溫下也會開始糊化[45,46]。淀粉的糊化程度隨著超高壓處理溫度及保壓時間的增加而增加，這是由于較高溫度下，淀粉-水懸浮液中淀粉分子和支鏈淀粉雙螺旋之間的氫鍵減弱[16,47]。谷物淀粉在壓力大于500 MPa的條件下處理10 min可以完全糊化[15,48]。淀粉濃度從5%增加到80%時，在給定的壓力、溫度、保壓時間下淀粉顆粒糊化速率和程度降低[49]。Li等[14]對大米淀粉的糊化特性進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)大米淀粉的糊化度與壓力水平呈正相關(guān)，在600 MPa壓力條件下處理后，大米淀粉的糊化度達(dá)到100%，RVA研究結(jié)果表明，HHP處理的大米淀粉具有更高的最終黏度和更低的回生值，說明HHP處理后，淀粉鏈的聚集能力更強(qiáng)，回生傾向更明顯。Liu等[20,29]對蕎麥淀粉進(jìn)行高壓處理(120～600 MPa)，結(jié)果表明HHP處理后蕎麥淀粉的糊化溫度更高，且糊化溫度的升高與壓力水平正相關(guān)，HHP處理后的淀粉具有更低的峰值黏度、最終黏度、回生值和崩解值，黏度的減少與壓力水平負(fù)相關(guān)。天然黍谷淀粉顯示出最高的峰值黏度和最低的谷值黏度，HHP處理后，淀粉的谷值黏度、最終黏度、糊化溫度和峰值時間顯著升高，峰值黏度和崩解值顯著降低，600 MPa壓力下處理的淀粉樣品顯示出最低的峰值黏度、最終黏度、崩解值和回生值，以及所有樣品中最高的糊化溫度和峰值時間[50]。由HHP處理引起的結(jié)構(gòu)變化如晶體結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)化、直鏈淀粉-脂質(zhì)復(fù)合物的形成、分子有序性的喪失等限制了直鏈淀粉的溶出和支鏈淀粉分散，因此HHP處理后淀粉的糊化溫度升高，黏度降低[51]。峰值黏度的降低表明HHP限制了糊化期間淀粉顆粒的水合和溶脹，崩解值的減少也可歸因于有限的顆粒腫脹?；厣档淖兓@示了淀粉的糊化能力和回生傾向，直鏈淀粉溶出的減少是造成HHP處理后淀粉回生值減少的原因，在具有高直鏈淀粉含量的淀粉樣品中，這一作用更加明顯[52]。HHP處理的淀粉顆粒中直鏈淀粉-脂質(zhì)復(fù)合物的形成可能是回生值降低的另一個主要原因[53]。

5 超高壓處理對谷物淀粉老化、熱力學(xué)特性的影響

糊化后的淀粉在室溫或低于室溫下放置后，會變得不透明甚至凝結(jié)而沉淀，這種現(xiàn)象稱為老化。淀粉的老化主要涉及淀粉分子在水中的遷移、水分的再分布及重結(jié)晶[54]。淀粉老化會影響食品的感官品質(zhì)、口感和貨架期等。與熱糊化淀粉相比，HHP處理的淀粉老化速度要慢得多，這與HHP處理的淀粉中破碎的淀粉顆粒較少和較低的直鏈淀粉溶出有關(guān)[55]。HHP處理淀粉的老化取決于淀粉類型，壓力條件，保壓時間和淀粉濃度等。

HHP糊化淀粉與熱處理糊化淀粉有著不同的老化現(xiàn)象。Doona等[56]通過差示掃描量熱儀(DSC)研究發(fā)現(xiàn)小麥淀粉經(jīng)HHP處理后回生速率低于熱糊化淀粉，說明超高壓處理可以抑制淀粉的老化。Hu等[55]研究發(fā)現(xiàn)，超高壓處理后大米淀粉老化速率比熱處理大米淀粉老化速度慢，大米淀粉的重結(jié)晶速率相對于蠟質(zhì)大米淀粉也較慢。King等[57]研究發(fā)現(xiàn)超高壓處理對玉米淀粉老化的影響取決于淀粉的種類。DSC研究發(fā)現(xiàn)，HHP處理后的蕎麥淀粉起始溫度、峰值溫度、終止溫度、糊化溫度范圍及熱焓值均降低，這些值的降低與壓力水平呈正相關(guān)，說明不同壓力處理后淀粉的糊化程度不同[20]。糊化溫度范圍表示淀粉顆粒中結(jié)晶區(qū)域的穩(wěn)定性，并且與結(jié)晶度正相關(guān)，糊化溫度范圍降低說明HHP處理顯著降低了淀粉顆粒的結(jié)晶度[17]。熱焓值的變化與雙螺旋結(jié)構(gòu)的破壞有關(guān)，HHP處理后淀粉熱焓值的降低說明HHP處理破壞了淀粉分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)及淀粉顆粒結(jié)晶區(qū)的有序性，此外熱焓值的降低也可歸因于HHP處理使一些直鏈淀粉分子糊化[20]。

6 超高壓處理對谷物淀粉流變特性的影響

流變特性是淀粉重要的特性之一，淀粉質(zhì)流體食品的流變特性影響到食品的品質(zhì)，如硬度、黏稠度和咀嚼度等，進(jìn)而會影響淀粉的應(yīng)用范圍，食品加工過程中原料的運(yùn)輸、能量損耗等也與流變特性密切相關(guān)[12]。

壓力處理后淀粉糊的流變性質(zhì)與熱處理后淀粉糊的流變特性不同[58]。據(jù)Oh等[30]報道，隨著超高壓處理壓力的增大，大米淀粉和蠟質(zhì)大米淀粉的黏度呈增大趨勢。小麥淀粉的儲模模量和損耗模量隨著HHP處理壓力的升高呈增大趨勢[59]。Vallons等[21]認(rèn)為壓力處理后高粱淀粉表觀黏度高于熱處理淀粉，但二者之間并無顯著差異。Stolt等[46]研究顯示，隨著壓力處理時間的增加，糯玉米淀粉糊的稠度系數(shù)逐漸降低，可能是由于長時間的壓力處理會導(dǎo)致凝膠結(jié)構(gòu)減弱。張守勤等[60]對玉米淀粉糊的流變特性進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)在低頻波作用下，玉米淀粉糊的動態(tài)剪切模量、動態(tài)黏度和耗損角隨保壓時間延長而增加，在高頻波作用下，呈現(xiàn)相反趨勢。Jiang等[58]研究發(fā)現(xiàn)隨著壓力水平的增加，大米淀粉的儲能模量和損耗模量顯著增加；隨著頻率的增加，大米淀粉凝膠的儲能模量和損耗模量顯著增加，且都在低頻時表現(xiàn)出快速上升，在高頻時表現(xiàn)出緩慢上升趨勢；在整個頻率期間，樣本的儲能模量顯著高于損耗模量，儲能模量和損耗模量的曲線不重疊，這表明大米淀粉凝膠是典型的弱凝膠。

7 超高壓處理對淀粉消化特性的影響

消化率是淀粉的另一個重要特性，根據(jù)水解速率，淀粉分為3個部分：快速消化淀粉(RDS)、緩慢消化的淀粉(SDS)和抗性淀粉(RS)[61]。RDS誘導(dǎo)血糖水平升高，而SDS會使血糖水平緩慢升高，這對于預(yù)防糖尿病和心血管疾病非常重要。RS可以降低血清膽固醇水平，抑制膽結(jié)石形成，還可預(yù)防某些類型的癌癥[62]。因此，SDS和RS具有顯著的健康益處。

HHP處理后，甜蕎麥淀粉RDS含量顯著下降，而SDS和RS水平增加，600MPa處理后甜蕎麥淀粉具有最低的RDS含量(29.0%)和最高的SDS(49.1%)和RS(8.2%)水平[20]。研究顯示，小麥、玉米、藜麥以及大米淀粉的SDS和RS含量經(jīng)過HHP處理后含量增加[63,64]。淀粉顆粒的消化是一個復(fù)雜的過程，涉及消化酶對淀粉的可及性和水解活性。淀粉酶的可及性依賴于淀粉顆粒和晶體結(jié)構(gòu)的表面性質(zhì)，水解活性受分子鏈排列、鏈長分布和淀粉分子的支化密度的影響[65]。Zavareze等[66]認(rèn)為晶體結(jié)構(gòu)對淀粉消化的影響是最重要的，HHP處理后的淀粉結(jié)晶度較高，具有較低的水解速率。HHP改性的淀粉樣品中SDS的百分比較高歸因于HHP處理后保留的完整淀粉顆粒結(jié)構(gòu)，以及在淀粉顆粒中形成的直鏈淀粉-脂質(zhì)復(fù)合物體積較小，這些顆粒降低了對淀粉分解酶的敏感性[17]。也有研究發(fā)現(xiàn)糯米淀粉經(jīng)超高壓處理后SDS含量增加，RS的含量降低，SDS的形成可能通過RS在粒狀態(tài)下的轉(zhuǎn)化而發(fā)生，RS降低可能是由HHP誘導(dǎo)的淀粉分子的結(jié)構(gòu)改變引起的[18]。

8 總結(jié)與展望

利用HHP對淀粉進(jìn)行改性，可以改變淀粉的顆粒形貌、分子結(jié)構(gòu)、糊化、老化及流變等特性。HHP處理后淀粉分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)、結(jié)晶度、分子結(jié)構(gòu)等發(fā)生改變，進(jìn)而影響淀粉糊的溶解度、膨脹度以及淀粉糊在貯藏期間的透光率、凝膠質(zhì)構(gòu)特性等。在淀粉糊化、老化特性方面，HHP處理可以提高淀粉的糊化度、糊化溫度，降低淀粉糊的黏度、回生值及老化速率。這些性質(zhì)的改變可以使淀粉應(yīng)用于更多的食品加工中，如凍融穩(wěn)定性的改善可以使淀粉應(yīng)用于冷凍食品的加工中，凝膠質(zhì)構(gòu)特性的變化可以改進(jìn)淀粉食品的食用品質(zhì)，老化速率的減慢對含淀粉食品保質(zhì)期的延長具有重要意義。此外，HHP處理還可以提高淀粉的SDS和RS含量，從而預(yù)防某些疾病，這對特殊人群的食品開發(fā)提供了新思路。

HHP在食品工業(yè)中的應(yīng)用也引發(fā)了更多相關(guān)問題，例如HHP對淀粉-蛋白質(zhì)、淀粉-脂質(zhì)、淀粉-糖、淀粉-鹽系統(tǒng)的物理化學(xué)性質(zhì)的影響，HHP處理后各大分子物質(zhì)之間的相互作用規(guī)律以及HHP處理后食品的感官屬性都需要通過進(jìn)一步的研究來解決。此外，對淀粉的回生和HHP輔助化學(xué)或酶促修飾的研究仍然有限。總的來說，HHP在食品行業(yè)展示了巨大的潛力，并且將在含淀粉的復(fù)雜食品加工方面有更廣泛和更深入的應(yīng)用。