挤压处理改善葛根粉的速溶性及其作用机理
FoodHydrocolloids(IF:5.,2区)
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研究背景
葛根是中国南方广泛种植的一种豆科植物，富含葛根素、大豆苷元和芦丁等生物活性物质。葛根通常经过洗涤、研磨、打浆、沉淀和干燥并以粉末的形式消费的产品。葛粉在热水中复水时容易结块，这严重影响其食用品质。据我们所知，关于提高葛粉速溶性能的研究尚未见报道。葛粉在复水过程中的凝聚问题仍然是一个亟待解决的问题。淀粉约占葛粉总重量的90%，葛根淀粉可以在热水中快速糊化，生成的淀粉凝胶包裹未胶凝的葛根颗粒，并防止水渗透到内部，因此内部的葛根颗粒不能被糊化，导致产生凝聚体块状颗粒。本工作旨在通过挤压处理来改善葛粉在不同水分(10%，15%和20%)下的性能。通过对葛粉的体积密度、微观结构、晶体结构、水溶性和吸水率的分析，确定了挤压对团聚速率的影响，并揭示了相关的机理。
研究方法及结果
葛粉的相对结晶度从24.8%显著降低到4.0%-4.8%，表明挤压处理将粉末的晶体结构破坏为非晶态结构。高强度挤压过程导致分子内和分子间氢键断裂，导致螺旋结构解离，随后晶格变形，最终破坏粉末的晶体结构。ETK10的相对结晶度(4.0%)低于ETK15(4.8%)和ETK20(4.7%)，表明在较低水分水平下挤压处理可能导致更严重的晶体结构破坏。
粘弹性是葛根糊的重要食用品质之一。所有葛根糊的G`和G``都随着频率的增加而增加，表明所有样品的弹性和粘度都是随频率变化而变化。表明挤压处理可以降低葛根糊的弹性和粘度，即削弱了糊浆的强度。在挤压处理过程中，结晶结构的破坏和淀粉分子的降解可以解释糊剂强度的降低。相反，在整个测量频率范围内，ET组的tanδ值均高于天然对照组，表明挤出处理可以提高粘弹比。ETK10的粘弹性性质(G`，G``和tanδ)与天然葛根最接近，其次是ETK20和ETK15。结果表明，在挤压过程中增加水分含量不利于保持葛根糊的天然粘弹性。
采用低水分(10%，15%和20%)挤压处理，防止葛粉在复水过程中结块，严重影响其即食性能。通过挤压，当复水时间达到60s时，葛粉的团聚速率从42.41%下降到0.84%-1.46%，挤压过程中急剧的压力下降导致粉末膨胀，从而降低了粉末的堆积密度，有利于水分快速渗透到粉末中。此外，挤压处理破坏了葛根粉的粒状和晶态结构(长程和短程)，并将其重组为具有非晶态结构的大颗粒。由于这些变化，吸水率和水溶性都得到了显著的提高，从而解决了容易团聚问题。此外，挤压处理降低了葛根的强度和稠度，改变了其颜色。
研究结论
低水分(10%-20%)挤压处理可以抑制葛粉在复水过程中的团聚，从而显着提高葛粉的速溶性能。本研究揭示了两种可能的机制：(1)挤压过程中的急剧压力下降导致粉末膨胀，从而降低其体积密度，促进水快速渗透到粉末中；(2)挤压处理的高压、高温和高剪切力的组合破坏了葛根粉末的粒状结构，并将其重组为不规则的大块状或片状结构。粒度的增加有助于改善粉末的沉降性和分散性。此外，挤压处理破坏了葛粉的晶态结构，产生了比晶态结构更强的非晶态结构，从而提高了葛粉的吸水率和水溶性。挤压处理改变了葛根的感官质量，降低了葛根的强度和稠度，感官变化的程度与挤压过程中使用的水分水平有关。
原文链接
WangH,WuJ,LuoS,etal.Improvinginstantpropertiesofkudzupowderbyextrusiontreatmentanditsrelatedmechanism[J].FoodHydrocolloids,:.