十四五”国家重点研发计划|中国农业大学刘思源副教授：不同温度下高直链玉米淀粉对全麦面粉糊化特性、凝胶行为和抗消化性的影响

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入选中国科技期刊卓越行动计划

本文获“十四五”国家重点研发计划项目“方便主食食品规模化加工关键技术研究与集成应用” （2021YFD2100200/2021YFD2100204）。

摘要：本研究探究了高温蒸煮后高直链玉米淀粉（HA）对全麦面粉（WWF）的糊化特性、凝胶行为以及抗消化性的影响。首先配制了含有不同比例HA的高直链全麦复合粉，并通过调整谷朊粉添加量使其蛋白质含量保持在13.8%，然后研究了该复合粉的粉质特性和在100 ℃和140 ℃热处理下的糊化特性、热特性、凝胶强度和抗消化性等性质。结果表明，添加HA增加了面团的吸水率，缩短了面团形成时间。在100 ℃时WWF中的小麦淀粉（WHE）可以糊化形成凝胶网络结构，但是HA未发生糊化仍以淀粉颗粒形态存在；在140 ℃时，HA可以完全糊化，颗粒结构完全被破坏。在100 ℃时，复合粉的凝胶硬度并未随着HA的增加而持续减小。HA中直链淀粉-脂质复合物（ALC）的焓值为3.2 J/g，WWF中的焓值为1.9 J/g，添加HA后，复合粉的焓值并未发现显著变化。在100 ℃和140 ℃处理后，与WWF相比，复合粉的RDS含量显著下降（P<0.05），并且SDS与RS含量之和大于理论预期值，因此添加HA可以在其本身的抗消化性效果以外更有效地增强复合体系淀粉的抗消化性。

PART.01

结果

本章节重点研究了不同添加比例的高直链玉米淀粉（HA）对全麦面粉（WWF）复合体系在粉质特性、糊化特性、热特性、流变特性、凝胶结构、质构及抗消化性等方面的影响，并探讨了100℃和140℃两种加热温度下的差异。主要发现包括：HA的添加增加了面团吸水率但影响不显著，缩短了面团形成时间和断裂时间，适量添加（10%）可延长面团稳定时间。在糊化特性上，HA的加入降低了体系的峰值黏度，且在100℃时HA未充分糊化，而在140℃时显现糊化峰。热分析表明HA的糊化温度远高于WWF。流变测试显示，100℃加热时凝胶弹性模量（G'）和黏性模量（G''）随HA添加而下降，140℃时则上升。微观结构上，HA的添加与糊化程度影响了凝胶网络的形态。凝胶硬度在100℃时随HA添加而降低，在140℃时则增加。抗消化性方面，HA的添加显著提高了抗性淀粉（RS）含量，降低了快消化淀粉（RDS）含量，且复合体系的RS和慢消化淀粉（SDS）之和高于理论值，表明HA本身及其与WWF的相互作用共同增强了体系的抗消化性。

表  1   不同添加比例HA对面粉粉质参数的影响

Table  1   Effect of HA in different proportions on farinograph parameters of flour

注：同一列中不同字母表示差异显著（P<0.05），表2~表3同。

图  1   不同加热温度对不同比例复配粉糊化特性的影响

Figure  1.   Effect of different heating temperatures on the pasting characteristics of different proportions of compound powders

表  2   不同复配粉的热特性参数

Table  2   Thermal properties of mixed flour in different proportions

注：起始温度：To；峰值温度：Tp；终止温度：Tc；焓值：ΔH。第一次扫描：WWF、10%HAG、20%HAG和30%HAG为小麦淀粉糊化峰，HAG为HA糊化峰和内源性脂质复合物的重叠峰；第二次扫描：直链淀粉-脂质复合物的解离峰。

图  2   不同加热温度对不同比例复配粉热特性的影响

Figure  2.   Effect of different heating temperatures on the thermal properties of different proportions of compounded powders

图  3   不同加热温度对不同比例复配粉流变特性的影响

Figure  3.   Effect of different heating temperatures on the rheological properties of different proportions of compounded powders

图  4   不同加热温度对不同复配粉微观结构的影响

Figure  4.   Effect of different heating temperatures on the microscopic structure of different proportions of compounded powders

图  5   不同加热温度对不同比例复配粉凝胶强度的影响

Figure  5.   Effect of different heating temperatures on the gel hardness of different proportions of compounded powders

注：图中不同字母表示差异显著（P<0.05）。

表  3   不同比例复配粉在不同温度下糊化后的RDS、SDS和RS含量

Table  3   RDS, SDS, and RS content of different proportions of compounded powders after pasting at different temperatures

注：RDS：快消化淀粉；SDS：慢消化淀粉；RS：抗性淀粉。理论SDS和RS之和为实验计算值。

本章节重点总结了高直链玉米淀粉（HA）与全麦面粉（WHE）复合粉在不同温度（100 ℃和140 ℃）热处理下的影响。主要结论包括：添加HA提高了面团吸水率并缩短形成时间；100℃加热时，HA颗粒分散于WHE凝胶网络中使结构更紧实，而140℃加热时两者完全糊化并以分子形态存在；DSC二次扫描显示，外源添加的直链淀粉（AM）促进了分子缠结，虽未显著提高抗性淀粉（ALC）含量，但有效降低了淀粉消化率。研究为开发低血糖生成指数（GI）淀粉食品提供了新思路。

PART.03

思维导图

引用本文：梁端阳，张阳光，罗文静，等. 不同温度下高直链玉米淀粉对全麦面粉糊化特性、凝胶行为和抗消化性的影响[J]. 食品工业科技，2026，47（1）：168−176. doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2025010255.

Citation：LIANG Duanyang, ZHANG Yangguang, LUO Wenjing, et al. Effect of High-amylose Maize Starch at Different Heating Temperatures on the Pasting Properties, Gelation Behaviors and Anti-digestibility of Whole Wheat Flour[J]. Science and Technology of Food Industry, 2026, 47(1): 168−176. (in Chinese with English abstract). doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2025010255.

通信作者简介

刘思源，男，博士，中国农业大学营养与健康系副教授，主要研究方向：1. 碳水化合物化学，包括淀粉、纤维素、半纤维素结构改造；2. 碳水化合物营养学，包括淀粉抗消化、膳食纤维功能评价；3. 功能碳水化合物应用，包括功能性淀粉基食品的研发。主持国家自然科学基金及“十四五”国家重点研发计划。

（以上信息来自中国农业大学官网）