1研究背景

面筋辣條是一種傳統(tǒng)受歡迎的零食，具有多樣的口味和品種，主要以辣味為主。據(jù)統(tǒng)計(jì)，面筋辣條產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值已經(jīng)達(dá)到約100億美元，并且每年以極快的速度增長。面筋辣條已經(jīng)在中國流行幾十年。目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)出口，并成為海外消費(fèi)者最喜愛的零食。進(jìn)口面筋辣條的國家有日本、新加坡、韓國和美國，其中日本的進(jìn)口量最大。

然而，隨著存儲時(shí)間的增加，面筋辣條會失去水分，變得干燥、硬化，口感變差，從而影響產(chǎn)品質(zhì)量。目前，生產(chǎn)面筋辣條的擠壓工藝會對淀粉和蛋白質(zhì)等營養(yǎng)成分，以及面筋的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重破壞，從而影響產(chǎn)品的質(zhì)量，對產(chǎn)品的營養(yǎng)功能產(chǎn)生負(fù)面影響。淀粉分子的聚集度會在擠壓過程中發(fā)生下降，晶體結(jié)構(gòu)也會受到破壞。蛋白質(zhì)是熱不穩(wěn)定的大分子化合物，受擠壓影響較大。前期研究表明，面筋經(jīng)擠壓后會導(dǎo)致其氨基酸數(shù)量顯著增加，這可能是因?yàn)榘l(fā)生了蛋白質(zhì)分解和美拉德反應(yīng)。此外，擠壓會導(dǎo)致多種分子間相互作用，如非共價(jià)分子間的相互作用、共價(jià)交聯(lián)和蛋白質(zhì)-脂質(zhì)-淀粉相互作用。因此，需要進(jìn)一步研究和解決面筋辣條生產(chǎn)中的這些問題。

水分是影響食品質(zhì)量和貨架壽命的最重要因素之一，對食品加工、儲存和運(yùn)輸有著不可替代的作用。作為一種淀粉類食品，面筋辣條含有豐富的水分，約為25%至35%。在面筋辣條的擠壓過程中，原料會在螺桿中經(jīng)歷機(jī)械剪切和摩擦產(chǎn)生高溫和高壓，導(dǎo)致成分混合熔化，并最終通過模口擠出。由于正壓突然降低，材料中的水分迅速蒸發(fā)并產(chǎn)生巨大的膨脹力，材料瞬間膨脹。因此，為有效保持面筋辣條質(zhì)量方面，尋找穩(wěn)定性高、耐高溫高壓、高效、安全的食品添加劑非常重要。

  武漢輕工大學(xué)王學(xué)東教授團(tuán)隊(duì)在《International Journal of Food Science and Technology》期刊（IF=7）上發(fā)表了題目為“Effects of isomalt on the quality of wheat flour dough and spicy

wheat gluten sticks"的文章（DOI: 10.1111/ijfs.15582）。文章評估了不同異麥芽酮糖醇濃度對面筋辣條的物理和分子結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果顯示，隨著異麥芽酮糖醇添加量的增加，面筋辣條的徑向膨脹率和吸油率呈現(xiàn)先增加后減少趨勢，并在添加量為3%的時(shí)達(dá)到最大值。淀粉的糊化特性也發(fā)生了變化，峰值粘度、崩解值和回復(fù)值隨著異麥芽酮糖醇的添加而降低。動態(tài)流變性質(zhì)分析結(jié)果顯示，隨著異麥芽酮糖醇的添加，存儲模量和損耗模量增加，這可能是因?yàn)?/span>異麥芽酮糖醇通過氫鍵作用，增加了面筋的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。掃描電子顯微鏡（SEM）分析表明，添加了異麥芽酮糖醇的面筋辣條比對照樣品的表面更加光滑，破碎的面筋結(jié)構(gòu)數(shù)量減少。總體而言，異麥芽酮糖醇的添加通過氫鍵與小麥淀粉和蛋白質(zhì)形成緊密結(jié)合，進(jìn)一步增強(qiáng)面筋的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

文章中測量小麥淀粉的糊化特性的儀器就是我們上海保圣的快速黏度分析儀，那么具體操作方法是什么呢？

2研究方法

2.1面筋辣條的制備

面筋辣條（SWGS）的原材料有25000克小麥粉、10%食鹽、0.48%的單甘酯和30%的水。此外，還添加了0%-5%的異麥芽酮糖醇。

SWGS的生產(chǎn)過程如下：將小麥粉、食鹽、單甘酯和異麥芽酮糖醇倒入一個(gè)滾筒粉碎機(jī)。然后，將材料送入單螺桿擠出機(jī)。進(jìn)料速度從每分鐘約500克調(diào)整到約1800克，并穩(wěn)定在這一水平。擠出的SWGS經(jīng)過輸送帶（輸送帶速度與排放速度匹配）輸送，并其末端冷卻一段時(shí)間后進(jìn)行切割。擠出溫度為180℃，壓力為3 MPa。切割后的材料放置在室溫下冷卻2 min，然后密封在聚乙烯袋中，并存放在25℃下，存放時(shí)間為0、1、2、3和4周。

2.2粘度特性分析

    使用快速粘度分析儀（Rapid Viscometer Analysis，RVA）（保圣，上海），按照AACC國際方法76-21對小麥面團(tuán)的特性進(jìn)行測試。檢測時(shí)，將小麥粉（3.00克）放入樣品筒中，然后加入25.00毫升水，用攪拌器快速攪拌十次，直至樣品分散，然后放入快速粘度計(jì)進(jìn)行測量。記錄初始糊化溫度、峰值粘度、谷值粘度、崩解值、最終粘度和回復(fù)值。每個(gè)樣品測試至少重復(fù)三次，并取平均值。

3實(shí)驗(yàn)結(jié)果

小麥淀粉的糊化特性在多種食品中非常重要。RVA可以用于分析淀粉的糊化特性，如峰值粘度、谷值粘度、崩解值和回復(fù)值。表2顯示，隨著異麥芽酮糖醇濃度增加，小麥淀粉的峰值粘度、谷值粘度和最終粘度顯著降低（P < 0.05）。已有研究報(bào)道了茶多糖對小麥淀粉糊化特性會產(chǎn)生類似的影響。異麥芽酮糖醇的加入降低了小麥淀粉粘度。首先，異麥芽酮糖醇降低了水分活度和化學(xué)勢；其次，異麥芽酮糖醇具有更加靈活的開放結(jié)構(gòu)、較小的空間阻礙和較大的原子半徑。因此，異麥芽酮糖醇含有比糖類更多的羥基基團(tuán)，從而可以與淀粉或水形成更多的氫鍵；與淀粉形成更穩(wěn)定的分子間結(jié)構(gòu)。第三，異麥芽酮糖醇可以在淀粉顆粒的無定形區(qū)域中形成交聯(lián)（異麥芽酮糖醇橋），從而限制淀粉的膨脹。小麥淀粉顆粒的穩(wěn)定性可以通過降解度來反映。降解度隨異麥芽酮糖醇添加量的增加（0-5%）從505 cp降至418 cp（表2）。其中的作用機(jī)制在于，異麥芽酮糖醇的引入增強(qiáng)了淀粉-淀粉、淀粉-蛋白質(zhì)和蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)等分子結(jié)構(gòu)；其次，異麥芽酮糖醇覆蓋了淀粉表面，形成一層保護(hù)膜，防止淀粉受損。此外，形成的異麥芽酮糖醇-淀粉間氫鍵干擾了淀粉鏈之間的疏水作用，并以同樣的方式影響了淀粉在回生過程中的雙螺旋結(jié)構(gòu)形成。因此，異麥芽酮糖醇減少了淀粉的重結(jié)晶，特別是直鏈淀粉的重結(jié)晶程度。

表2顯示，當(dāng)添加5%的異麥芽酮糖醇時(shí)，小麥淀粉的回復(fù)度降低至161 cp，與空白組相比，達(dá)到顯著降低。