肖 瑜，楊新標(biāo)，林 楠，鄭明珠*，劉景圣

（吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，小麥和玉米深加工國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室，吉林 長(zhǎng)春 130118）

大黃米（Panicum miliaceum L.），又稱軟黃米，是黍子脫殼后的產(chǎn)物。在美國(guó)、印度、日本和非洲等多個(gè)國(guó)家，大黃米的生產(chǎn)和加工都較為普遍，有的國(guó)家甚至將其作為主食，而我國(guó)大黃米加工產(chǎn)品缺乏，對(duì)大黃米的利用率遠(yuǎn)不及國(guó)外。大黃米富含淀粉且具有豐富的蛋白、礦物質(zhì)和維生素，含有較多的活性物質(zhì)[1-2]。大黃米中淀粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%左右[3]，而以淀粉為基礎(chǔ)的食品大多存在易于老化、貨架期短等問題，大黃米淀粉（proso millet starch，PMS）的老化嚴(yán)重影響其產(chǎn)品在貯藏過程中的品質(zhì)。淀粉的老化是直鏈淀粉分子的纏繞、有序化和支鏈淀粉外側(cè)短鏈重結(jié)晶所引起[4]。淀粉老化可分為短期老化和長(zhǎng)期老化，影響淀粉老化的原因有淀粉分子結(jié)構(gòu)（直鏈淀粉和支鏈淀粉的比值）、淀粉中的水分含量和外源添加物質(zhì)（蛋白質(zhì)、脂肪、糖、多酚和鹽等）等。通常直鏈淀粉含量越高，老化程度越大，直鏈淀粉的老化可形成結(jié)晶核，且協(xié)助核結(jié)晶的增加[5]。與直鏈淀粉相反的是，支鏈淀粉含量越高，老化速度越慢，支鏈淀粉含量與長(zhǎng)期老化有關(guān)[6]。由于淀粉的老化，保水能力下降，質(zhì)地變硬，影響其產(chǎn)品的品質(zhì)，造成食品浪費(fèi)和經(jīng)濟(jì)損失[7]。

近年來，許多研究將外源添加物質(zhì)如親水膠體[8]、脂質(zhì)[9]、多糖[10]和多酚[11]添加到淀粉中，從而影響淀粉的老化。蛋白質(zhì)在食品行業(yè)中應(yīng)用越來越廣泛，在食品中添加適量的蛋白質(zhì)不僅可改善食品的風(fēng)味和口感，還可以提高食品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[12-14]。目前國(guó)內(nèi)外研究主要集中在蛋白質(zhì)的添加對(duì)淀粉理化性質(zhì)及消化性影響方面。Xu Hui等[15]研究發(fā)現(xiàn)，用玉米醇溶蛋白（zein）微膠囊包埋淀粉顆粒，經(jīng)冷凍干燥和低溫噴霧干燥處理后微膠囊顆粒的慢消化淀粉、抗性淀粉含量顯著增加。另外有研究表明，在35 ℃的條件下將zein與玉米淀粉混合，zein中的α-螺旋結(jié)構(gòu)增加，形成黏彈性系統(tǒng)，從而增加了zein-淀粉面團(tuán)的延展性[16]。有研究發(fā)現(xiàn)糯性玉米淀粉和大豆分離蛋白（soy protein isolate，SPI）之間相互作用比普通玉米淀粉和SPI之間作用對(duì)淀粉的理化性質(zhì)影響更明顯[17]。并且，當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)存在于食品基質(zhì)中可能會(huì)影響淀粉的消化率。Yang[18]和Ma Da[19]等研究發(fā)現(xiàn)，凝膠化是乳清蛋白的重要功能特性，已被廣泛用于改善食物的質(zhì)地和味道，馬鈴薯和小麥淀粉可以增強(qiáng)乳清分離蛋白（whey protein isolate，WPI）的凝膠化。

本實(shí)驗(yàn)以PMS-zein、PMS-SPI和PMS-WPI混合物為研究對(duì)象，從熱特性、晶體結(jié)構(gòu)、質(zhì)構(gòu)等方面研究添加外源蛋白質(zhì)與PMS之間的相互作用對(duì)淀粉老化的影響，以期為提高糯性谷物淀粉及淀粉產(chǎn)品質(zhì)量和附加值提供參考和依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

大黃米 遼寧建平縣惠豐源糧食加工有限公司；zein、SPI、WPI 上海源葉生物科技有限公司；其他試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

FD-1A-50真空冷凍干燥機(jī) 北京博醫(yī)康實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；高速離心機(jī) 上海安亭科學(xué)儀器廠；TA-XT Plus型物性測(cè)定儀 英國(guó)Stable Micro Systems公司；Q2000差示掃描量熱（differential scanning calorimetry，DSC）儀 美國(guó)TA公司；VERTEX 70傅里葉紅外光譜儀 德國(guó)Bruker公司；D/MAX2500 X-射線衍射（X-ray diffraction，XRD）儀 日本理學(xué)公司；電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海柏欣儀器設(shè)備廠。

1.3 方法

1.3.1 PMS提取

大黃米→磨粉→過篩（100 目）→堿液浸泡（0.075 mol/L NaOH）[20]→離心→刮去上層黃褐色軟層→淀粉粗漿→加水稀釋成淀粉乳→調(diào)節(jié)pH 7→離心（反復(fù)洗滌沉淀3 次）→淀粉精漿→干燥（40 ℃）→PMS（100 g大黃米粉可提取60 g淀粉，其中堿液浸泡可除去谷物中的脂質(zhì)，分散基質(zhì)蛋白質(zhì)）。

zein（150 mg/mL）先分散于60%的乙醇溶液中，再緩慢加入PMS[22]；SPI（150 mg/mL）先分散于0.067 mol/L、pH 7.8的磷酸緩沖溶液中，再緩慢加入PMS[23]；WPI（100 mg/mL）先分散于蒸餾水中，磁力攪拌30 min，置于4 ℃條件下不斷攪拌過夜，調(diào)節(jié)pH 7，緩慢加入PMS[24]；將上述混合物置于90 ℃水浴攪拌30 min后，取出樣品冷凍干燥，即得PMS-zein、PMS-SPI和PMS-WPI混合物，研磨過80 目篩備用。

1.3.2 PMS理化指標(biāo)測(cè)定

對(duì)PMS和混合物樣品進(jìn)行XRD分析。采用銅靶Cu Kα，管壓40 kV，管流30 mA，掃描范圍2θ為5°～50°，掃描速度10°/min，步長(zhǎng)0.02°[26]。測(cè)量結(jié)果采用MDI Jade 6.5軟件進(jìn)行分析。

根據(jù)直鏈淀粉含量，大黃米可分為2 種類型：糯性（低直鏈淀粉含量）和非糯性（高直鏈淀粉含量）[3]。本實(shí)驗(yàn)選用的是我國(guó)傳統(tǒng)特色大黃米糯性品種，由表1可知，PMS中的直鏈淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低。

嘉興和紹興各有1處景觀得到康、乾二帝的偏愛，煙雨樓在避暑山莊中仿建，蘭亭在紫禁城、清漪園、圓明園、西苑和避暑山莊等多處皇家園林中仿建。

一是金融監(jiān)管法律體系的完善能創(chuàng)造有序整改環(huán)境，從而避免市場(chǎng)的順周期性波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)。金融監(jiān)管法律法規(guī)的建立，能規(guī)范各類金融的資質(zhì)，打擊各種不正當(dāng)經(jīng)營(yíng)行為，取締非法投資商，能為市場(chǎng)進(jìn)入和退出創(chuàng)新一個(gè)好的投資環(huán)境。

人類乳頭狀瘤病毒（HPV）感染：HPV是通過性傳播感染的，有100多個(gè)亞型。對(duì)許多人來說，人乳頭狀瘤病毒不會(huì)對(duì)人造成傷害，多數(shù)不經(jīng)治療就可能消失。只有很小比例的HPV感染病人會(huì)患上口腔癌或口咽癌，與口腔癌和口咽癌相關(guān)的主要是16型。

紫花苜蓿(Medicago sativa)是重要的豆科牧草，其環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，粗蛋白含量豐富。紫花苜蓿內(nèi)生細(xì)菌能夠不同程度地拮抗多種病原真菌，抑制尖孢鐮刀對(duì)紫花苜蓿造成的萎蔫作用，具有較強(qiáng)的生防效果[12-13]；有些內(nèi)生細(xì)菌能夠產(chǎn)嗜鐵素、HCN、幾丁質(zhì)酶和羧甲基纖維素酶等[14]；部分紫花苜蓿內(nèi)生細(xì)菌和根際細(xì)菌也因其促生能力在生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用[15]。根瘤菌是有益的土壤細(xì)菌，能夠在土壤中與苜蓿共生結(jié)瘤固氮，也能夠在植物組織內(nèi)定殖[16-18]。已有大量?jī)?nèi)生根瘤菌分離自紫花苜蓿的種子[19-20]、花、葉、莖和根[21-22]。

1.3.4 樣品凝膠質(zhì)構(gòu)特性的測(cè)定

1.3.5 傅里葉紅外光譜掃描

樣品（高為2 cm的圓柱體）的凝膠質(zhì)構(gòu)性質(zhì)通過TA-XT物性檢測(cè)儀測(cè)定。參考物性儀質(zhì)構(gòu)分析（texture profile analysis，TPA）測(cè)定模式，采用圓柱形金屬探頭（P/0.5R，平底）。測(cè)試條件：測(cè)前速率1.0 mm/s；測(cè)試速率2.0 mm/s；測(cè)后速率2.0 mm/s；壓縮程度40%；2 次壓縮間隔為2 s，每個(gè)樣品做3 組平行實(shí)驗(yàn)，得到質(zhì)構(gòu)參數(shù)曲線。通過Texture Expert Excede Version 1.0（Stable Micro Systems Software）軟件分析處理數(shù)據(jù)，得到硬度、黏附性、膠黏性和咀嚼性。

相較于其他教學(xué)模式,案例教學(xué)著重強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生解決問題能力及創(chuàng)新能力,不再停留于獲取固定化原理知識(shí)或規(guī)律知識(shí)的階段,激發(fā)學(xué)生求知欲及學(xué)習(xí)熱情。除獲取課程知識(shí)外,案例教學(xué)能大大提高學(xué)生表達(dá)能力,樹立學(xué)生面臨困難解決困難的信心及決心,一定程度上縮小實(shí)踐與教學(xué)間差距,增強(qiáng)學(xué)生決策能力,真實(shí)反映學(xué)生職業(yè)行為能力的高低。同時(shí),案例教學(xué)模式能充分激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性及積極性,給予更多學(xué)生對(duì)外展示自身能力的機(jī)會(huì)及平臺(tái),有利于提高教師自身業(yè)務(wù)水平鍛煉其業(yè)務(wù)能力,實(shí)現(xiàn)教學(xué)雙方良好互動(dòng)[4]。此外,由于案例教學(xué)仿真性、創(chuàng)造性及能動(dòng)性較強(qiáng),是強(qiáng)化學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際能力的有力手段。

參考Cai Jinwen等[25]方法并稍作修改。稱取1 mg樣品與100 mg溴化鉀充分混合研磨，在15 MPa下抽真空壓片1 min。扣除溴化鉀薄片的背景，于4 000～400 cm－1下掃描64 次，分辨率為4 cm－1，使用Origin 8.5進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得到紅外光譜圖。

1.3.6 XRD分析

近日，據(jù)媒體報(bào)道，華潤(rùn)置地首席執(zhí)行官吳向東確認(rèn)加入華夏幸福。12月4日下午6點(diǎn)，華夏幸福發(fā)布公告稱，決定聘任俞建為公司聯(lián)席總裁，分管財(cái)務(wù)及融資等業(yè)務(wù)。吳向東曾經(jīng)的搭檔——華潤(rùn)置地前CFO俞建已先吳向東一步就任。

準(zhǔn)確稱取PMS及其混合物各20 g，加入80 mL蒸餾水?dāng)嚢杌旌虾笾糜谡翦佒屑訜?0 min，將糊化后的樣品置于4 ℃條件下貯存1、7、15 d。一部分用于質(zhì)構(gòu)特性的測(cè)定，另一部分凍干粉碎過100 目篩備用。

蛋白質(zhì)含量測(cè)定參考GB 5009.5—2016《食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》；水分含量測(cè)定參考GB 5009.3—2016《食品中水分的測(cè)定》；脂肪含量測(cè)定參考GB 5009.6—2016《食品中脂肪的測(cè)定》；采用總淀粉試劑盒和直鏈淀粉/支鏈淀粉試劑盒（伴刀豆球蛋白A方法）[21]測(cè)定淀粉含量；灰分測(cè)定參考GB 5009.4—2016《食品中灰分的測(cè)定》。

1.3.7 熱特性分析

參考Wang Lili等[27]方法，稍作改動(dòng)。準(zhǔn)確稱取3 mg樣品置于DSC坩堝中，并加入10 μL去離子水，混合均勻后密封。將密封后的坩堝于室溫條件下平衡24 h，用空坩堝作參比。通入氮?dú)猓ǖ獨(dú)饬魉?0 mL/min），升溫速度10 ℃/min，由30 ℃升至130 ℃，得到起始溫度（To）、峰值溫度（Tp）、最終溫度（Tc）和老化焓值（ΔH）。每個(gè)樣品測(cè)定3 次平行。

Avrami方程被廣泛用于研究淀粉老化動(dòng)力學(xué)[28-29]，方程表示如下：

公平公正的判卷是保證考核評(píng)價(jià)改革效果的重要環(huán)節(jié)。改革前，期末考試往往由任課教師一人進(jìn)行判卷，系主任進(jìn)行審核但并未深究評(píng)分的“寬嚴(yán)”程度。改革后，期末試卷實(shí)行系主任負(fù)責(zé)的教師集體閱卷模式，開展評(píng)卷質(zhì)量的自評(píng)和互評(píng)，盡量減少評(píng)卷的隨意性，保證評(píng)分盡可能科學(xué)合理。

式中：R為樣品結(jié)晶率；Ht、H0和H∞分別為t、0、∞時(shí)間的焓變/（J/g）；k為結(jié)晶速率常數(shù)；n為Avrami參數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 24.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和處理，采用Duncan法進(jìn)行差異顯著性分析，P＜0.05，差異顯著，數(shù)據(jù)以表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 PMS的成分分析

表1 PMS成分分析結(jié)果Table 1 Composition of proso millet starch%

1.3.3 樣品的制備與處理

2.2 質(zhì)構(gòu)特性分析

表2 PMS-蛋白質(zhì)混合物老化1、7、15 d的質(zhì)構(gòu)特性Table 2 Texture pro files of proso millet starch-protein mixtures stored for 1, 7 and 15 d

采用TPA測(cè)定不同蛋白對(duì)PMS的凝膠質(zhì)構(gòu)特性的影響，結(jié)果如表2所示。在4 ℃條件下貯存15 d，添加zein的PMS凝膠硬度從727.50 g降至688.67 g，SPI和WPI的添加顯著降低了PMS的硬度（P＜0.05），其硬度分別降至630.93 g和397.52 g。樣品凝膠的硬度隨著貯存時(shí)間的延長(zhǎng)而增加，這與Singh等[30]研究結(jié)果一致。而隨著貯存時(shí)間的延長(zhǎng)，樣品凝膠硬度逐漸增大，這主要是由于淀粉長(zhǎng)期老化引起的，老化初期，直鏈淀粉在氫鍵的作用下，可形成具有一定韌性的淀粉凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[31]，分子間的纏繞程度越強(qiáng)，其形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度則越高，而支鏈淀粉的重結(jié)晶則進(jìn)一步增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的剛性。PMS含有較高的支鏈淀粉，支鏈淀粉外鏈長(zhǎng)的淀粉容易老化。添加蛋白后，淀粉-蛋白體系的硬度降低表明在凝膠貯存的過程中蛋白質(zhì)可降低淀粉的硬度，這可能是因?yàn)榈鞍踪|(zhì)會(huì)導(dǎo)致淀粉微相區(qū)濃度下降，抑制淀粉分子進(jìn)行重排，從而延緩淀粉老化[32]。黏附性指淀粉凝膠黏附在其他物體上的能力，反映探頭測(cè)試樣品的黏著作用所消耗的功。添加蛋白質(zhì)的PMS形成的凝膠比不添加蛋白質(zhì)所形成的凝膠具有更高的黏附性，并且黏附性和貯存時(shí)間呈反比。樣品的膠著性和咀嚼性也隨著貯存時(shí)間的延長(zhǎng)而增加，而添加不同蛋白質(zhì)導(dǎo)致了不同的結(jié)果，這可能是由于3 種蛋白質(zhì)之間的結(jié)構(gòu)組成不一致，并且淀粉凝膠的機(jī)械性質(zhì)亦取決于淀粉分子的結(jié)構(gòu)。淀粉凝膠的質(zhì)構(gòu)特性是決定食品體系中淀粉性能的重要標(biāo)準(zhǔn)。綜上可知，添加WPI，隨著貯存時(shí)間的延長(zhǎng)，體系的硬度增加最為緩慢，延緩PMS老化的效果最好。

2.3 傅里葉紅外光譜分析

淀粉在其分子內(nèi)和分子間存在大量維系體系三維結(jié)構(gòu)的氫鍵[33]。采用傅里葉紅外光譜對(duì)老化不同時(shí)間的樣品進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果如圖1所示。

圖1 PMS-蛋白質(zhì)混合體系的紅外光譜圖Fig. 1 FTIR spectra of proso millet starch-protein mixed systems stored for different periods

從圖1可以看出，樣品在3 500～3 200 cm－1處呈現(xiàn)的一個(gè)寬而強(qiáng)的吸收峰，這是多聚體分子間典型的締合羥基特征峰，說明淀粉分子間的晶體是通過氫鍵緊密相連的。PMS-zein體系是N—H鍵的收縮振動(dòng)，PMS-SPI和PMS-WPI則是O—H鍵的收縮振動(dòng)。添加不同蛋白質(zhì)后，吸收峰往低波長(zhǎng)方向移動(dòng)，說明體系之間的氫鍵作用力在增強(qiáng)。在2 930 cm－1左右處的吸收峰為C—H鍵的振動(dòng)吸收峰，這與淀粉中蛋白和脂肪含量相關(guān)[34]，由圖1可看出，淀粉-蛋白體系在2 930 cm－1處的吸收峰強(qiáng)于淀粉。PMS和淀粉-蛋白體系在1 650 cm－1處呈現(xiàn)強(qiáng)的特征吸收峰，是因?yàn)镃＝O的彎曲振動(dòng)，而不同于PMS，淀粉-蛋白體系在1 525 cm－1附近為蛋白特征吸收峰（酰胺II）[35]。本實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，添加3 種蛋白質(zhì)后未出現(xiàn)新的特征吸收峰，說明蛋白質(zhì)的加入并未和淀粉形成新的基團(tuán)，主要還是通過氫鍵作用力構(gòu)成一個(gè)緊密纏繞的三維凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

臨上車之前，老婆接到了一個(gè)電話。電話依舊是姚琳琳打來的，是再次來電話勸老婆退票的。老婆說：雨辰病了這么久，都沒查出到底得的是啥病，不能再耽擱了，能早到哈爾濱一天是一天。你就放心吧，火車的安全系數(shù)高，應(yīng)該不會(huì)有事兒的。姚琳琳說：你說的也是。那我就不勸你了，你自己路上多加小心吧。到了那邊兒，別心痛錢，有什么困難別忘了給我打電話。需要人手的話就讓我家裘子去，他干別的不行，跑個(gè)道兒，學(xué)個(gè)舌的還行。老婆就有點(diǎn)兒感動(dòng)，感動(dòng)得眼圈兒都紅了，說：琳琳，謝謝你了，真的謝謝你了。

由表2可以看出，在單門檻效應(yīng)檢驗(yàn)中，F(xiàn)統(tǒng)計(jì)量為20.792 8，Bootstrap計(jì)算得到的P值為0.000 0，表明在1%的顯著性水平下可以拒絕不存在門檻值的原假設(shè)，即存在一個(gè)門檻值。在雙門檻效應(yīng)檢驗(yàn)中，F(xiàn)統(tǒng)計(jì)量為13.361 4，P值為0.000 7，表明在1%的顯著性水平下拒絕存在1個(gè)門檻值的原假設(shè)，即存在兩個(gè)門檻值。在三門檻效應(yīng)檢驗(yàn)中，F(xiàn)統(tǒng)計(jì)量為3.368 6，P值為0.113 7，表明即使在10%的顯著性水平下也無法拒絕存在2個(gè)門檻值的原假設(shè)，因此，我們接受存在兩個(gè)門檻值的檢驗(yàn)結(jié)果，到此結(jié)束對(duì)門檻效應(yīng)的檢驗(yàn)。

2.4 結(jié)晶結(jié)構(gòu)分析

在4 ℃下貯存1、7、15 d后，對(duì)老化的樣品進(jìn)行XRD分析，從而評(píng)價(jià)樣品的老化特性。淀粉因品種來源和結(jié)晶結(jié)果的差異而形成不同類型的XRD圖譜[36-37]。淀粉主要分為結(jié)晶型和非結(jié)晶型，而淀粉的結(jié)晶結(jié)構(gòu)主要有A、B、C、V 4 種類型，A型主要存在谷物中，一般在15°、23°處有較強(qiáng)的單衍射峰，17°和18°處有較強(qiáng)的雙衍射峰。如圖2所示，老化1 d的樣品在17°左右出現(xiàn)較強(qiáng)衍射峰，這是典型的B型結(jié)晶結(jié)構(gòu)。老化樣品呈現(xiàn)B型結(jié)晶結(jié)構(gòu)可能是由于在加熱過程中部分顆粒結(jié)晶度消失，同時(shí)伴隨著聚合物和溶劑（脫水收縮）之間的剛性和相分離逐漸增加。老化樣品的峰接近17°，峰的形成是淀粉無定性區(qū)的熔融結(jié)晶的結(jié)果，主要可能是因?yàn)橹ф湹矸鄄糠值闹亟Y(jié)晶，這也表明淀粉A型結(jié)晶結(jié)構(gòu)15°的特征峰經(jīng)過糊化后被破壞[27]。加入不同蛋白質(zhì)后XRD的峰強(qiáng)度減弱，一般的，XRD的峰強(qiáng)度表明了糊化后淀粉的老化程度[38]，衍射峰越高越窄，老化程度越強(qiáng)。本研究表明，加入蛋白后可抑制PMS的老化，這與TPA和DSC結(jié)果一致。

2.5 熱特性分析

表3 PMS-蛋白質(zhì)混合物老化7 d和15 d的熱特性Table 3 Thermal properties of proso millet starch-protein mixtures stored for 7 and 15 d

如表3所示，貯存期間老化樣品的To、Tp和Tc變化不大，這與之前的研究一致[17,39]。Tp基本在50 ℃左右，屬于支鏈淀粉老化的解離峰[40]。如圖3所示，樣品老化1 d在30～130 ℃的升溫過程中并未從老化曲線觀察到老化焓，而樣品在貯存7 d和15 d再加熱的過程產(chǎn)生熱轉(zhuǎn)變，表明樣品在貯存的過程中發(fā)生老化。隨著貯存時(shí)間的延長(zhǎng)，樣品的焓值逐漸增大，這表明在貯存期間支鏈淀粉結(jié)晶融化需要更多的能量[41]。貯存15 d之后PMS焓值變化從第7天的2.48 J/g升至3.51 J/g，含有蛋白質(zhì)的PMS老化焓比PMS低，這可能是因?yàn)榈鞍踪|(zhì)的存在減少了淀粉的含量，因此蛋白質(zhì)可以降低淀粉的老化。另一方面，PMS中的支鏈淀粉含量較大，而支鏈淀粉比直鏈淀粉更易重結(jié)晶，會(huì)呈現(xiàn)更高的老化焓。DSC結(jié)果顯示，WPI比zein和SPI對(duì)PMS老化的影響更大。結(jié)果表明在PMS中添加蛋白質(zhì)可以抑制淀粉的老化，尤其是可以抑制支鏈淀粉的重結(jié)晶。

圖3 PMS-蛋白質(zhì)混合體系的DSC圖譜Fig. 3 DSC of proso millet starch-protein mixed systems

2.6 結(jié)晶動(dòng)力學(xué)分析

通過老化過程的模型化研究，可以掌握由老化引起的淀粉食品品質(zhì)的變化規(guī)律，對(duì)食品品質(zhì)的預(yù)測(cè)和控制有較大意義。淀粉回生焓值反映晶體的熔化，且其晶體熔化形成的吸熱峰是支鏈淀粉長(zhǎng)期回生后再熔化引起的，而非直鏈淀粉[8]。淀粉在結(jié)晶過程中生成的結(jié)晶屬于天然高分子，Avrami方程描述了貯存期間焓的變化，因此采用Avrami模型描述淀粉回生過程，該模型可表達(dá)晶核成核方式和生長(zhǎng)速率。

圖4 DSC檢測(cè)PMS-蛋白質(zhì)混合體系老化Fig. 4 Retrogradation of proos millet starch-protein mixtures monitored by DSC

建立老化動(dòng)力學(xué)模型研究3 種蛋白對(duì)PMS老化性質(zhì)的影響，利用DSC測(cè)定4 ℃下保存不同時(shí)間樣品的老化焓，結(jié)果如圖4所示。隨著貯存時(shí)間的延長(zhǎng)，所有樣品的老化焓增大，表明形成的結(jié)晶更多，需要更多的能量融化。將老化不同時(shí)間的老化焓代入式（1）中，得到樣品動(dòng)力學(xué)方程及參數(shù)（表5）。

表5 PMS-蛋白質(zhì)混合體系老化動(dòng)力學(xué)模型（44 ℃）Table 5 Avrami models for retrogradation kinetics of proso millet starch-protein mixtures (4 ℃)

由表5可知，老化動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)符合Avrami方程（R2=0.985 7～0.997 4）。Avrami指數(shù)（n）反映了成核過程的晶體形態(tài)，n值越小，成核越快。由表5可知，PMS-蛋白質(zhì)混合體系主要是以自發(fā)成核為主（1＜n≤2），其成核類型為接近于散發(fā)性核的棒狀生長(zhǎng)方式[27,42]，這和XRD結(jié)果一致。加入蛋白質(zhì)的PMS的n值均高于不含蛋白質(zhì)的PMS，表明晶核在結(jié)晶開始形成時(shí)成核速度變慢。淀粉結(jié)晶速率常數(shù)（k）代表重結(jié)晶的速度，其可能受到支鏈淀粉的比值、溫度、pH值、淀粉顆粒大小分布和非淀粉組分的影響[43]。k值越大，結(jié)晶速率越快，加入蛋白質(zhì)的樣品的k值比PMS的更低，表明加入蛋白后體系的重結(jié)晶增長(zhǎng)速率降低，因此，蛋白質(zhì)的存在影響了支鏈淀粉回生。3 種蛋白對(duì)PMS成核及結(jié)晶速率的影響程度不同，這可能是因?yàn)? 種蛋白的結(jié)構(gòu)和分子質(zhì)量不同，WPI對(duì)PMS的影響最大，其成核較慢，這是由于成核方式偏向于棒狀生長(zhǎng)方式。不同分子質(zhì)量的蛋白可能有助于淀粉和蛋白混合體系k值的差異。

3 結(jié) 論

研究了3 種不同蛋白質(zhì)和PMS混合體系的質(zhì)構(gòu)特性、熱力學(xué)性質(zhì)、結(jié)晶結(jié)構(gòu)等，通過這些指標(biāo)表征蛋白質(zhì)對(duì)PMS老化的影響。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)zein、SPI和WPI以不同程度延緩PMS的老化。與PMS相比，PMS-蛋白質(zhì)混合體系的硬度下降，質(zhì)地變得較為柔軟，貯存期的穩(wěn)定性提高，表明改善了PMS的品質(zhì)。紅外圖譜表明3 種蛋白質(zhì)和PMS之間沒有形成新的特征峰，主要是通過氫鍵形成一個(gè)緊密纏繞的三維凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。由于支鏈淀粉的重結(jié)晶或是因加熱而使部分結(jié)晶消失，老化后的樣品呈現(xiàn)典型的B型結(jié)構(gòu)，XRD峰強(qiáng)度隨著貯存時(shí)間的延長(zhǎng)而增加，而含有蛋白質(zhì)的PMS峰強(qiáng)度弱于PMS，說明蛋白質(zhì)可以延緩PMS的老化，這與TPA和DSC的結(jié)果一致。熱焓值隨著貯存時(shí)間的延長(zhǎng)而增大，熱焓值的增加與支鏈淀粉的重結(jié)晶有關(guān)，同時(shí)，添加蛋白質(zhì)后混合體系的熱焓值減小，說明蛋白質(zhì)的加入可以抑制PMS的長(zhǎng)期老化，其動(dòng)力學(xué)模型（Avrami方程）表示蛋白質(zhì)可以延緩支鏈淀粉重結(jié)晶的速率，并且體系的成核方式均偏向于散發(fā)性的棒狀生長(zhǎng)（1＜n≤2），符合XRD的結(jié)果。3 種蛋白質(zhì)對(duì)PMS的老化性質(zhì)影響程度不一致，可能是因?yàn)? 種蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和分子質(zhì)量不同，這表明蛋白質(zhì)可以抑制PMS的老化，其中WPI對(duì)PMS的影響最為明顯。