保圣快速黏度分析仪助力武汉轻工大学王学东教授团队发表文章

1研究背景

面筋辣条是一种传统受欢迎的零食，具有多样的口味和品种，主要以辣味为主。据统计，面筋辣条产业的产值已经达到约100亿美元，并且每年以极快的速度增长。面筋辣条已经在中国流行几十年。目前已经实现出口，并成为海外消费者最喜爱的零食。进口面筋辣条的国家有日本、新加坡、韩国和美国，其中日本的进口量最大。

然而，随着存储时间的增加，面筋辣条会失去水分，变得干燥、硬化，口感变差，从而影响产品质量。目前，生产面筋辣条的挤压工艺会对淀粉和蛋白质等营养成分，以及面筋的网络结构造成严重破坏，从而影响产品的质量，对产品的营养功能产生负面影响。淀粉分子的聚集度会在挤压过程中发生下降，晶体结构也会受到破坏。蛋白质是热不稳定的大分子化合物，受挤压影响较大。前期研究表明，面筋经挤压后会导致其氨基酸数量显著增加，这可能是因为发生了蛋白质分解和美拉德反应。此外，挤压会导致多种分子间相互作用，如非共价分子间的相互作用、共价交联和蛋白质-脂质-淀粉相互作用。因此，需要进一步研究和解决面筋辣条生产中的这些问题。

水分是影响食品质量和货架寿命的最重要因素之一，对食品加工、储存和运输有着不可替代的作用。作为一种淀粉类食品，面筋辣条含有丰富的水分，约为25%至35%。在面筋辣条的挤压过程中，原料会在螺杆中经历机械剪切和摩擦产生高温和高压，导致成分混合熔化，并最终通过模口挤出。由于正压突然降低，材料中的水分迅速蒸发并产生巨大的膨胀力，材料瞬间膨胀。因此，为有效保持面筋辣条质量方面，寻找稳定性高、耐高温高压、高效、安全的食品添加剂非常重要。

  武汉轻工大学王学东教授团队在《International Journal of Food Science and Technology》期刊（IF=7）上发表了题目为“Effects of isomalt on the quality of wheat flour dough and spicy

wheat gluten sticks"的文章（DOI: 10.1111/ijfs.15582）。文章评估了不同异麦芽酮糖醇浓度对面筋辣条的物理和分子结构的影响。结果显示，随着异麦芽酮糖醇添加量的增加，面筋辣条的径向膨胀率和吸油率呈现先增加后减少趋势，并在添加量为3%的时达到最大值。淀粉的糊化特性也发生了变化，峰值粘度、崩解值和回复值随着异麦芽酮糖醇的添加而降低。动态流变性质分析结果显示，随着异麦芽酮糖醇的添加，存储模量和损耗模量增加，这可能是因为异麦芽酮糖醇通过氢键作用，增加了面筋的网络结构。扫描电子显微镜（SEM）分析表明，添加了异麦芽酮糖醇的面筋辣条比对照样品的表面更加光滑，破碎的面筋结构数量减少。总体而言，异麦芽酮糖醇的添加通过氢键与小麦淀粉和蛋白质形成紧密结合，进一步增强面筋的内部结构。

文章中测量小麦淀粉的糊化特性的仪器就是我们上海保圣的快速黏度分析仪，那么具体操作方法是什么呢？

2研究方法

2.1面筋辣条的制备

面筋辣条（SWGS）的原材料有25000克小麦粉、10%食盐、0.48%的单甘酯和30%的水。此外，还添加了0%-5%的异麦芽酮糖醇。

SWGS的生产过程如下：将小麦粉、食盐、单甘酯和异麦芽酮糖醇倒入一个滚筒粉碎机。然后，将材料送入单螺杆挤出机。进料速度从每分钟约500克调整到约1800克，并稳定在这一水平。挤出的SWGS经过输送带（输送带速度与排放速度匹配）输送，并其末端冷却一段时间后进行切割。挤出温度为180℃，压力为3 MPa。切割后的材料放置在室温下冷却2 min，然后密封在聚乙烯袋中，并存放在25℃下，存放时间为0、1、2、3和4周。

2.2粘度特性分析

    使用快速粘度分析仪（Rapid Viscometer Analysis，RVA）（保圣，上海），按照AACC国际方法76-21对小麦面团的特性进行测试。检测时，将小麦粉（3.00克）放入样品筒中，然后加入25.00毫升水，用搅拌器快速搅拌十次，直至样品分散，然后放入快速粘度计进行测量。记录初始糊化温度、峰值粘度、谷值粘度、崩解值、最终粘度和回复值。每个样品测试至少重复三次，并取平均值。

3实验结果

小麦淀粉的糊化特性在多种食品中非常重要。RVA可以用于分析淀粉的糊化特性，如峰值粘度、谷值粘度、崩解值和回复值。表2显示，随着异麦芽酮糖醇浓度增加，小麦淀粉的峰值粘度、谷值粘度和最终粘度显著降低（P < 0.05）。已有研究报道了茶多糖对小麦淀粉糊化特性会产生类似的影响。异麦芽酮糖醇的加入降低了小麦淀粉粘度。首先，异麦芽酮糖醇降低了水分活度和化学势；其次，异麦芽酮糖醇具有更加灵活的开放结构、较小的空间阻碍和较大的原子半径。因此，异麦芽酮糖醇含有比糖类更多的羟基基团，从而可以与淀粉或水形成更多的氢键；与淀粉形成更稳定的分子间结构。第三，异麦芽酮糖醇可以在淀粉颗粒的无定形区域中形成交联（异麦芽酮糖醇桥），从而限制淀粉的膨胀。小麦淀粉颗粒的稳定性可以通过降解度来反映。降解度随异麦芽酮糖醇添加量的增加（0-5%）从505 cp降至418 cp（表2）。其中的作用机制在于，异麦芽酮糖醇的引入增强了淀粉-淀粉、淀粉-蛋白质和蛋白质-蛋白质等分子结构；其次，异麦芽酮糖醇覆盖了淀粉表面，形成一层保护膜，防止淀粉受损。此外，形成的异麦芽酮糖醇-淀粉间氢键干扰了淀粉链之间的疏水作用，并以同样的方式影响了淀粉在回生过程中的双螺旋结构形成。因此，异麦芽酮糖醇减少了淀粉的重结晶，特别是直链淀粉的重结晶程度。

表2显示，当添加5%的异麦芽酮糖醇时，小麦淀粉的回复度降低至161 cp，与空白组相比，达到显著降低。