淀粉是許多焙烤、蒸煮和擠壓膨化食品的一種基本成 分。非淀粉膠體（如瓜爾膠和阿拉伯膠）的親水部分可與淀 粉的直鏈擠壓部分發生相互作用，從而改善淀粉的特性。因此， 植物膠已廣泛應用于食品工業，改善食品質構，保持食品穩 定性，提高食品品質[1]。其它一些食品添加劑，如硬脂酰乳 酸鈉（SSL)、雙乙酰酒石酸甘油單酯（DATEM)和檸檬酸 (CA)，也被用來改善食品的品質[2]。筆者旨在研宄植物膠 (瓜爾膠和阿拉伯膠）、乳化劑（SSL和DATEM)與檸檬酸對 淀粉膠體擠壓物特性的影響。
1材料與方法 1.1材料與設備
商業用玉米淀粉（水分13.5%，直鏈淀粉質量分數 23%)購自無錫淀粉廠;植物膠（瓜爾膠與阿拉伯膠）購自上 海食品膠有限公司；食品級乳化劑硬脂酰乳酸鈉（GRIST- EDTMSSLP70)和雙乙酰酒石酸甘油單酯（PANODAN?DA- TEM517)購自丹尼斯克有限公司；食品級檸檬酸購自Roche (中國）有限公司。其它化學物質均為分析級。
雙螺桿擠壓機（BC45 )，法國Clextral公司；Brabender粘 度儀，Brabender公司；紫外可見分光光度計UV-2100,尤尼 柯（上海）儀器有限公司。
1.2方法 1.2.1擠壓
將淀粉和植物膠在Hobart混合器中混合2 min得到淀 粉-植物膠混合物。將淀粉或淀粉-植物膠混合物的水分 調節到25%，再加入2%的添加劑，混合5 min。樣品放入塑 料袋中密封過夜。預處理過的樣品在雙螺桿擠壓機中進行 擠壓處理，擠壓端溫度150X，螺桿轉速180r/min。
1.2. 2B 分析方法
(1)樣品粘度的測定
擠壓物的粘度隨時間的變化用Brabender粘度儀測定， 即質量分數為9% (干基）的樣品懸浮液在45 min內從30X 加熱到95X，在95X下保持10 min然后在35 min內冷卻至 50X，保持10 min粘度用Brabender單位（BU)記錄。
(2)樣品水溶指數的測定
樣品在一定條件下的水溶能力采用Hanna等人[3]的方 法測定，用水溶指數（WSI)來表示。
(3)樣品藍值的測定
水溶液中直鏈淀粉采用Gilbert和Spragg的方法[4]測 定，加入三碘化物后在680 nm下測定吸光值。讀數定義為 藍值，用BV = (A680nmx4/C)來表示，C是碳水化合物溶液
的濃度。
(4)樣品延展比的測定
擠壓物的膨脹性能表達為棒狀擠壓物的橫截面面積與 模子的橫截面面積的比值，采用Colonna等人[5]的方法測定， 取10次測定結果的平均值。
2結果與討論
2.1添加劑對淀粉膠體擠壓物粘度的影響
添加劑對粘度的影響如表1所示。添加劑使樣品的表 觀粘度發生變化，植物膠使淀粉膠擠壓物的粘度增大，SSL 使淀粉-植物膠擠壓物的粘度都進一步提高，DATEM也使 淀粉-植物膠擠壓物的粘度有所增加，而CA降低擠壓物的 粘度。
表1% 添加劑對擠壓物粘度的影響
化學
試劑熱糊粘度(952)/BU冷糊粘度(502)/BU
不含含瓜含瓜爾膠和阿不含 含瓜含瓜爾膠和阿
膠爾膠拉伯膠混合物膠爾膠拉伯膠混合物
對照153740204155
CA-46-1519
DATEM -6530-8545
SSL-450520-540640
阿拉伯膠和瓜爾膠是目前工業中常用的兩種食品膠 體，用來增加食品的粘度，控制食品的流動性。從表1中可 以看出，同時加入瓜爾膠和阿拉伯膠后擠壓物的粘度比單獨 加入瓜爾膠的擠壓物粘度高。這可能是由于瓜爾膠和阿拉 伯膠的協同作用導致了淀粉膠體擠壓物的粘度進一步增加。 乳化劑（SSL和DATEM)能夠與淀粉顆粒表面發生作用形成 水不溶性的混合物，抵制水分子進入淀粉顆粒內部，阻止淀 粉溶脹，從而減少直鏈淀粉的滲出數量。因此在不加植物膠 的條件下，添加了乳化劑后的淀粉擠壓物的粘度都測不出 來。而在添加植物膠的條件下，乳化劑吸附在植物膠的疏水 部分形成一層混合界面膜，使得淀粉中的可溶性成分能夠釋 放出來，從而增加了淀粉膠體擠壓物的粘彈性。
對于所用的兩種乳化劑來說，SSL使淀粉-植物膠擠壓 物粘度大大提高，而DATEM僅使淀粉-瓜爾膠擠壓物的粘 度有所提高。這可能是由于SSL在高溫下會發生分解，一定 程度上破壞了直鏈淀粉與SSL所形成的水不溶性混合物，使 得直鏈淀粉能夠釋放出來，從而使淀粉膠體擠壓物的粘度增 加。而DATEM在高溫下較穩定，直鏈淀粉與DATEM形成 的混合物阻止直鏈淀粉滲出，而使淀粉粘度增加不大，對于 淀粉-混合膠擠壓物來說，添加了 DATEM后，粘度還有所下 降。SSL與DATEM對膠體擠壓物粘度的不同影響可能與它 們的理化性質相關。因為SSL是一種很強的表面活性離子 乳化劑，能夠在水中形成穩定的晶體膠狀結構，其水合能力 很強，而DATEM形成薄薄的液態晶膜，限制了其在水中的溶 漲。Evan=[6]和Ha?n[7]也曾報道：在低溫下，直鏈淀粉-表 面活性劑結合能力很強，直鏈淀粉滲出很少，而在超過952 的高溫下，由于顆粒破解或者熱力的增加使得有30%的直鏈 淀粉滲出。
與SSL、DATEM相比，檸檬酸的加入大大降低了淀粉膠 的粘度，這是由于在酸性和高溫條件下淀粉發生降解所致。
圖1和圖2是添加了 SSL、DATEM和CA后，淀粉-瓜爾 膠和淀粉-混合膠擠壓物的粘度曲線。從圖1、圖2中看出， CA導致聚合物的完全崩潰，淀粉膠粘度大大降低，而添加了 DATEM的樣品呈現糊化樣品的特征曲線，添加了 SSL的樣 品在502(加熱10 min)出現了一個峰，表明SSL與淀粉形 成相互作用使得完整淀粉顆粒受到屏蔽保護，從而避免了在 擠壓過程萬到破壞。
時間，min
—b 丨 er?o’+CAbtePTd+DA 丁 EM -^—Wend+SSL
圖2添加劑對淀粉-混合膠擠壓物粘度的影響 2. 2添加劑對水溶指數（WSI)的影響
淀粉、淀粉-瓜爾膠及淀粉-混合膠以及添加了 SSL、 DATEM和CA后的擠壓物的水溶指數如表2所示，植物膠的 加入使得淀粉膠擠壓物的溶解度增大，添加了檸檬酸后的淀 粉膠體擠壓物水溶性指數明顯增大，分別從56. 26%、 61.45%、64.98%增至74.82%、87.47%、89.68%。加入DA- TEM使淀粉膠體擠壓物的水溶性指數降低，SSL使水溶性指 數進一步下降。
表2% 添加劑對水溶指數的影響
水溶指數/%
試劑不含膠含瓜爾膠含瓜爾膠和阿 拉伯膠混合物
對照56.2661.4664.98
添加SSL9.8814. 9717.74
添加DATEM42.4849.7655.39
添加CA74.8287.4789. 68
添加了植物膠的淀粉膠體擠壓物的溶解度增大，這是 由于植物膠的添加導致淀粉顆粒在擠壓過程中因受剪切力 的作用促使淀粉中可溶性成分釋放出來。
SSL對淀粉膠體擠壓物的溶解度影響最大，這是由于它 與淀粉具有較強的結合能力，抵制水分子進入淀粉顆粒內 部，阻止淀粉溶漲，因而降低了淀粉膠的溶解度。從理論上 說，SSL在高溫下會發生分解，從而降低它與淀粉的結合能 力[9]，因此在擠壓機中溫度達到1402時，SSL應該完全失去 了與淀粉的結合能力，釋放出淀粉中的可溶性成分，使淀粉 膠溶解度增大，然而本研宄得到的結果卻不是這樣。這可能 是由于擠壓過后的冷卻階段使得淀粉和SSL又重新結合，從 而造成淀粉膠體擠壓物的溶解度下降。添加了 DATEM的淀 粉膠擠壓物的水溶指數要比添加了 SSL的高，這是由于二者 的結構不同，與淀粉的結合能力也不同造成的。加入檸檬 酸后水溶指數明顯增大，分別增加至74. 82%、87.47%、 89.68%，這是因為高溫下檸檬酸使淀粉降解，使得淀粉膠體 溶解度增大。
2.%添加劑對擠壓物藍值的影響
直鏈淀粉能夠與碘相互作用生成螺旋復合體，碘位于螺 旋體中間的空穴內，類似于直鏈淀粉與表面活性劑形成的復 合物。表3是添加劑對淀粉藍值即對碘親合力的影響，植物 膠的加入使淀粉膠體擠壓物的藍值有所增加，但增加幅度不 大。添加SSL后樣品藍值明顯降低，添加DATEM后藍值有一 定程度的降低。在所用添加劑中，加入CA后藍值有所增加。
表％添加劑對藍值的影響
試劑藍值
不含膠含瓜爾膠含瓜爾膠和阿 拉伯膠混合物
對照9. 2010.0110.12
添加SSL1. 601. 621. 62
添加DATEM7. 928.819. 24
添加 CA10. 7611.1411. 36
已有報道表明SSL易與淀粉形成復合物，在高溫下復 合物不穩定，易分解，而冷卻過程中又很快與淀粉結合，重新 形成復合物，形成的復合物阻止了直鏈淀粉與碘結合[8]。本 研宄中得到的結果與前人所報道的結果相吻合。同樣地，添 加了 DATEM的樣品藍值也有所下降。添加CA導致樣品藍 值升高是因為CA能夠促進淀粉水解，釋放出更多的直鏈淀 粉到溶液中與碘結合。
2.4添加劑對擠壓物延展性的影響
延展性是顯示樣品在擠壓過程中空間變化的相關參數。 從表4可以看出，添加植物膠降低了淀粉膠體擠壓物的延展 性。CA明顯提高膠體擠壓物的延展性，DATEM也有一定的 提高作用，而SSL則降低其延展性。
表 4& 添加劑對擠壓物延展性的影響
延展比
試劑不含膠含瓜爾膠含瓜爾膠和阿
拉伯膠混合物
對照6. 976.255. 95
添加 SSL4. 895. 025. 35
添加DATEM8. 476. 607. 89
添加 CA11. 8313.1010. 50
造成擠壓物延展性降低或增大有很多因素，包括淀粉 類型、直鏈淀粉含量、支鏈淀粉的結構及其分子量。加入植 物膠后擠壓物的延展比減小，這是由于擠壓物的粘性增加造 成的。Launay和L:;ch[9]報道粘度能夠降低淀粉的膨脹體 積，加入植物膠后淀粉粘度增大，使得糊化受阻，因此阻止了 淀粉溶漲及直鏈淀粉的釋放，從而降低了物質的延展性。
Chinaswamy和Hanna[ w]報道直鏈淀粉含量增加能夠提 高淀粉擠壓物的延展性。添加CA提高了的樣品延展性，這 是由于淀粉在酸性條件下發生降解，使得淀粉的溶解度增 大，直鏈淀粉的濃度增加所致。添加SSL的樣品，由于SSL 具有較強的絡合性，能夠與淀粉形成復合物，阻止了直鏈淀 粉的釋放，從而使得樣品的延展體積減小。而添加DATEM 提高了膠體擠壓物的延展性，這有待進一步研宄。
%結論
通過對植物膠、檸檬酸（CA)、硬脂酰乳酸鈉（SSL)、雙乙 酰酒石酸甘油單酯（DATEM)對淀粉膠擠壓物的粘度、水溶 性、藍值及延展性的影響研宄，表明植物膠能夠明顯提高淀 粉膠體擠壓物的粘度和水溶性，降低其膨脹體積；SSL和 DATEM能提高數據-瓜爾膠膠體擠壓物的粘度，降低擠壓物
的藍值和水溶性;而CA明顯提高膠體擠壓物的藍值、水溶性
和膨脹體積，降低擠壓物的粘度。
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