保圣快速黏度分析儀助力武漢輕工大學王學東教授團隊發表文章

1研究背景

面筋辣條是一種傳統受歡迎的零食，具有多樣的口味和品種，主要以辣味為主。據統計，面筋辣條產業的產值已經達到約100億美元，并且每年以極快的速度增長。面筋辣條已經在中國流行幾十年。目前已經實現出口，并成為海外消費者最喜愛的零食。進口面筋辣條的國家有日本、新加坡、韓國和美國，其中日本的進口量最大。

然而，隨著存儲時間的增加，面筋辣條會失去水分，變得干燥、硬化，口感變差，從而影響產品質量。目前，生產面筋辣條的擠壓工藝會對淀粉和蛋白質等營養成分，以及面筋的網絡結構造成嚴重破壞，從而影響產品的質量，對產品的營養功能產生負面影響。淀粉分子的聚集度會在擠壓過程中發生下降，晶體結構也會受到破壞。蛋白質是熱不穩定的大分子化合物，受擠壓影響較大。前期研究表明，面筋經擠壓后會導致其氨基酸數量顯著增加，這可能是因為發生了蛋白質分解和美拉德反應。此外，擠壓會導致多種分子間相互作用，如非共價分子間的相互作用、共價交聯和蛋白質-脂質-淀粉相互作用。因此，需要進一步研究和解決面筋辣條生產中的這些問題。

水分是影響食品質量和貨架壽命的最重要因素之一，對食品加工、儲存和運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，原料會在螺桿中經歷機械剪切和摩擦產生高溫和高壓，導致成分混合熔化，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并產生巨大的膨脹力，材料瞬間膨脹。因此，為有效保持面筋辣條質量方面，尋找穩定性高、耐高溫高壓、高效、安全的食品添加劑非常重要。

  武漢輕工大學王學東教授團隊在《International Journal of Food Science and Technology》期刊（IF=7）上發表了題目為“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構的影響。結果顯示，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先增加后減少趨勢，并在添加量為3%的時達到最大值。淀粉的糊化特性也發生了變化，峰值粘度、崩解值和回復值隨著異麥芽酮糖醇的添加而降低。動態流變性質分析結果顯示，隨著異麥芽酮糖醇的添加，存儲模量和損耗模量增加，這可能是因為異麥芽酮糖醇通過氫鍵作用，增加了面筋的網絡結構。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，破碎的面筋結構數量減少。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形成緊密結合，進一步增強面筋的內部結構。

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的生產過程如下：將小麥粉、食鹽、單甘酯和異麥芽酮糖醇倒入一個滾筒粉碎機。然后，將材料送入單螺桿擠出機。進料速度從每分鐘約500克調整到約1800克，并穩定在這一水平。擠出的SWGS經過輸送帶（輸送帶速度與排放速度匹配）輸送，并其末端冷卻一段時間后進行切割。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對小麥面團的特性進行測試。檢測時，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進行測量。記錄初始糊化溫度、峰值粘度、谷值粘度、崩解值、最終粘度和回復值。每個樣品測試至少重復三次，并取平均值。

3實驗結果

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）。已有研究報道了茶多糖對小麥淀粉糊化特性會產生類似的影響。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勢；其次，異麥芽酮糖醇具有更加靈活的開放結構、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，從而可以與淀粉或水形成更多的氫鍵；與淀粉形成更穩定的分子間結構。第三，異麥芽酮糖醇可以在淀粉顆粒的無定形區域中形成交聯（異麥芽酮糖醇橋），從而限制淀粉的膨脹。小麥淀粉顆粒的穩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）。其中的作用機制在于，異麥芽酮糖醇的引入增強了淀粉-淀粉、淀粉-蛋白質和蛋白質-蛋白質等分子結構；其次，異麥芽酮糖醇覆蓋了淀粉表面，形成一層保護膜，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構形成。因此，異麥芽酮糖醇減少了淀粉的重結晶，特別是直鏈淀粉的重結晶程度。

表2顯示，當添加5%的異麥芽酮糖醇時，小麥淀粉的回復度降低至161 cp，與空白組相比，達到顯著降低。