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替代普通膳食纤维 抗性淀粉应用愈发广泛

  由于膳食纤维本身的缺点,添加到食品中时会存在口感、风味、接受度低等缺点。抗性淀粉由于其色泽、口感、质地、味道都与淀粉相似,作为添加剂或直接单独作为食品都不会影响食品本身的味道和口感,有效解决了普通膳食纤维的缺陷,同时还含有功能性成分,成为食品加工行业的研究热点。

  抗性淀粉,英文Resistant Starch,简称RS, 是一种特殊的多糖类化合物,最早发现于上世纪八十年代初,又被称作抗酶解淀粉,属于难消化淀粉的一种。

  抗性淀粉主要分为五大类:物理包埋淀粉(RS1)、天然未烹饪淀粉颗粒(RS2)、回生淀粉(RS3)、化学改性淀粉(RS4)、淀粉脂质复合物(RS5)。

  在面包类制作中的应用

  在面包制作中添加大麦粉一类的传统膳食纤维,可以提高面包的营养价值,但是如果膳食纤维在面包中含量过高,会让面包颜色变深,产生粗糙的口感,质地呈现颗粒状,还会掩盖食物原本的香味。而在面包中添加抗性淀粉能够解决这些问题。

  研究人员发现,由于抗性淀粉的保水性较强,在面包中加入豌豆抗性淀粉,会使面粉的吸水率显著增加,面团的黏着性也得到了提高,同时随着添加量的增加,面包的硬度和咀嚼性得到增强,消费者的接受度比较高。

  在饼干制作中的应用

  将抗性淀粉添加到曲奇饼干中,因为抗性淀粉比面粉的水分含量低,含有较少的小麦蛋白,同时具有一定的保水性,所以抗性淀粉比例越高,面团硬度随着添加比例的增加而降低。饼干体系中水分含量和水活度较高,使饼干体积增大,质地更加柔软、更疏松,总纤维含量增加。

  抗性淀粉可稀释曲奇配方中的色素,减少了还原糖与氨基酸的作用或因美拉德反应形成的颜色,使饼干表面颜色更明亮。

  研究人员发现,制作不同配方的饼干,测定其慢消化淀粉的含量,分别观察淀粉脂质复合物、高直链玉米淀粉、小麦淀粉、低筋面扮和高筋面粉在烘烤前后淀粉消化性的变化,得出结论:由于淀粉—脂质复合物形成了大量的结晶结构,比高直链淀粉和小麦淀粉的结构更加稳定,其慢消化淀粉的含量较高。其中添加25%淀粉—脂质复合物烘烤而成的饼干慢消化淀粉含量较高,可以达到23.56%。

  在面条制作中的应用

  在面条中添加抗性淀粉颗粒能够提高亮度,使面条更加柔软,同时也能降低面条消化性,但是这些改变并不影响面条的口感、韧性、咀嚼性和硬度等,说明在面条中添加抗性淀粉并不影响口感。

  研究人员将RS2和RS5添加到面条中,发现RS5有利于降低面条的蒸煮损失,RS2显著改善熟面条的工艺和营养特性。添加3.96%的RS2和12.6%的RS5制作的面条蒸煮损失低于6%,血糖指数降低,易被消费者接受。

  添加抗性淀粉的面条凝胶化温度和焓值降低。在烹饪过程中,加快了凝胶化速度,因为面条黏性较低,硬度没有显著改变。随着抗性淀粉的添加量增多,使得面团变软,这是因为面筋指数的下降,稀释面筋会削弱蛋白质之间的交联,最终降低面筋网络的内聚力。

  经X射线衍射表明,添加抗性淀粉的面条结晶度升高。

  在微型胶囊制作中的应用

  微胶囊技术是一种以封闭的结构将物质包裹在聚合物薄膜中,免受环境影响的包装技术。在小肠中不被酶解的抗性淀粉作为壁材经过胃肠道时,可使被包埋物免受或延缓消化道酶系的降解和吸收而达到在特定位点释放的目的。

  此外,抗性淀粉进入大肠后还可作为结肠微生物碳源,被降解生成对人体有益的丙酸、丁酸等短链脂肪酸及二氧化碳。

  在食品工业中,采用抗性淀粉基微胶囊技术可大大提高益生菌活性,还可以将敏感性物质,如矿物质、抗氧化剂等包埋隔离不利的环境。

  用于制备微胶囊的抗性淀粉主要为RS2、RS3和RS4,又因其具有有效保护益生菌活力的抗酶解特性,以及作为缓释载体提供稳定运载及缓释作用的结晶结构和良好的挤出和膜成型质量的特点,正逐步被应用于制备成微胶囊的壁材,常与海藻酸盐复合,包埋及缓释效果良好。

  在膨化食品中的应用

  在食物中加入RS,可以提高挤压谷物和小吃食品的膨化系数,因此可将其应用于膨化食品中,减少传统膳食纤维对食品膨化造成的硬度大、脆性小、整体品质较差的不良影响。

  有研究指出,加入一定量的RS后,燕麦食品膨化体积增大,且在一定范围内膨化系数随着RS含量的增加而提高。

  另外,RS还能提高谷物的耐泡性。添加了RS的膨化食品经牛奶等饮料浸泡后,其质地虽变软,但仍能保持松脆的良好口感。

  在油炸食品中的应用

  回生淀粉相对其他RS具有更高稳定性,这一特性让回生淀粉能够更好应用在油炸食品中。

  研究表明,在油炸食品中用回生淀粉替换20%的面粉时,油炸食品面粉中膳食纤维的含量提高8.2%,并且能够加深油炸食品的颜色,提高硬度和脆感。

  在乳制品中的应用

  添加了抗性淀粉的乳酪含水率升高,硬度降低,但不影响乳酪的黏结性和流动性。当抗性淀粉的含量由21.3%提高到43.2%时,乳酪的脂肪含量由10%降到零,在光显微镜下也几乎看不到脂肪,可作为脂肪代替物,制作低脂乳酪。

  在酸乳发酵和储藏过程中添加抗性淀粉,在保护益生菌的前提下会使酸乳固体化,结构更加紧凑,弹性、黏性指数增加,聚集酪蛋白,降低乳清分离量,加强凝胶网络结构,减少气孔形成,提高酸乳的质量。

  研究发现,单独使用马铃薯RS作为乳化稳定剂,具有良好的色泽、口感和风味,但是组织状态不佳,与果胶、琼脂复配使用能相互弥补不足,当马铃薯RS添加量为1.50%、果胶添加量为0.03%、琼脂添加量为0.15%时,酸奶的总体品质达到最佳。

  在肉制品中的应用

  在肉制品中添加抗性淀粉效果更为显著。抗性淀粉可与肉中的肌球蛋白形成凝胶,由于抗性淀粉的亲水性和凝胶内部水的流动性对肉制品起到保水保汁的作用,增强了肉制品的黏弹性。

  在研究玉米抗性淀粉对鸡胸肌凝蛋白热胶凝性能的影响中发现,抗性淀粉可以吸收凝胶混合体系中的水分,从而降低内部凝胶的流动性,形成连续、致密、均匀的三维网络结构,弹性模量增加,凝胶强度增强。

  抗性淀粉在低脂肉制品中可作为一种脂肪替代品。研究人员将抗性淀粉添加到虹鳟鱼中发现,随着抗性淀粉的添加,鱼肉的白度略有增加。这是因为抗性淀粉具有稀释部分色素和蛋白质的作用,从而使得肉色泽变得更白、更亮。同时,鱼肉中的丙二醛含量降低,说明添加抗性淀粉可以在储藏过程中延缓脂肪氧化。

  中国人每天摄入淀粉量达到370g以上,是世界上摄入淀粉量最多的国家之一,在平衡膳食模式的倡导下,需适当改变淀粉的性质,达到均衡营养的目的。我国有丰富的淀粉类食物,随着市场对膳食纤维类食品需求的加大,以抗性为原料加工的食品有着广阔的应用前景。