糊化態(tài)淀粉處于熱不穩(wěn)定狀態(tài)，分子易于重排而發(fā)生回生，影響淀粉基食品的品質(zhì)和貨架期，造成食品資源的浪費。

特定親水膠體能夠有效抑制或延緩淀粉的回生，但是具體分子機制，尤其是基于大分子與水分子相互作用的機制仍不明晰。

本研究利用LF-NMR(低場核磁共振)技術研究親水膠體—普魯蘭多糖（PUL）對大米淀粉凝膠冷藏穩(wěn)定性影響的作用機制，創(chuàng)新性地從淀粉分子、親水膠體與水分子三者間分子相互作用的角度研究親水膠體對淀粉回生的抑制作用。

實驗結(jié)果

PUL降低了大米淀粉糊體系中水分子的運動特性。

PUL可包裹于淀粉顆粒的表面，抑制淀粉的充分糊化；

同時，PUL還可能與滲漏出來的直鏈淀粉相互作用，形成特殊的淀粉分子-膠體分子凝膠網(wǎng)絡結(jié)構，并具有束縛水分子自由運動的性質(zhì)（圖1）。

如圖2所示，樣品經(jīng)冷藏1d后，凝膠中只有物理束縛水；

其中添加0.5%PUL的樣品中水分子橫向弛豫時間顯著低于空白樣品，且從橫向弛豫時間上看應歸屬于結(jié)合水。

經(jīng)過14d冷藏，空白樣品中出現(xiàn)了游離態(tài)水，且到21d時游離態(tài)水含量顯著增加。而添加0.5%PUL的樣品在整個冷藏階段均未出現(xiàn)游離態(tài)水。

SEM微觀形貌觀察（圖3）顯示，添加0.5%PUL的樣品在整個冷藏階段均保留了良好的凝膠網(wǎng)絡結(jié)構，而空白樣品的網(wǎng)絡結(jié)構則隨著冷藏時間的延長而不斷受到破壞。

PUL與淀粉競爭體系中可用的水分子，同時PUL還可以與淀粉分子交纏，增加淀粉相分子轉(zhuǎn)動的空間位阻，這些作用都有利于淀粉凝膠網(wǎng)絡結(jié)構的保持和淀粉分子自身重排的抑制。

PUL對淀粉體系作用機理模式圖如圖4所示。

PUL的引入抑制了糊化階段淀粉顆粒的充分膨脹，原因在于PUL對淀粉顆粒的包裹作用、PUL與滲漏直鏈淀粉分子相互作用；

PUL添加所導致的淀粉不充分糊化影響了淀粉凝膠冷藏期間的穩(wěn)定性，同時PUL的強親水特性使得凝膠體系中的水分不易析出，滲入淀粉大分子鏈段間的PUL線性分子增加了淀粉分子鏈段移動的難度，極大地減弱了淀粉分子鏈段間通過氫鍵發(fā)生重排、重聚的趨勢。

上述多個方面的作用共同解釋了PUL對淀粉凝膠結(jié)構保持、淀粉回生抑制的作用。

實驗結(jié)論

PUL抑制了淀粉的充分糊化，降低淀粉糊體系中水分子的橫向弛豫時間。

PUL抑制了淀粉的回生，有效地抑制了淀粉凝膠在冷藏期間游離水的滲出。

PUL的添加有效地保持了淀粉凝膠的完整網(wǎng)絡結(jié)構，因而提高了持水性和凝膠冷藏穩(wěn)定性。

選自紐邁優(yōu)秀案例征集大賽，陳龍 江南大學食品科學與技術國家重點實驗室 利用核磁共振技術研究普魯蘭多糖對淀粉凝膠冷藏穩(wěn)定性的影響
　　

文章來源：

Long Chen, YaoqiTian, QunyiTong, ZipeiZhang, ZhengyuJin*. Effect of pullulan on the water distribution, microstructure and textural properties of rice starch gels during cold storage [J]. Food Chemistry, 2017, 214: 702-709 (Food Chemistry, SCI, IF=4.529, 食品科技一區(qū)，TOP期刊)

推薦儀器：
核磁共振成像分析儀NMI20-025V-I
核磁共振成像分析儀NMI20-060H-I

相關鏈接：
低場核磁共振在食品中的應用