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        食品級酸味劑中殼聚糖分散體的協同效應對谷物面粉基復合面糊的物理化學性質的影響

        《Bioactive Carbohydrates and Dietary Fibre》:Synergistic effects of chitosan dispersions in food-grade acidulants on the physicochemical properties of cereal flour-based composite batter

        【字體: 時間:2026年03月01日 來源:Bioactive Carbohydrates and Dietary Fibre 3.6

        編輯推薦:

          本研究首次評估了含不同濃度殼聚糖的batter混合物在醋酸、乳酸和檸檬酸三種酸化劑中的理化性質,發現高濃度殼聚糖顯著提升水分保持能力、溶解指數和淀粉可消化性,降低電導率、凝膠強度和泄漏淀粉含量,其中檸檬酸體系未降低膨脹力。添加殼聚糖使血糖指數降低,提示健康益處。

          
        馬米圖·馬尼萬南(Marimuthu Manivannan)| K.A. 馬丁·澤維爾(K.A. Martin Xavier)| 索伊班·恩加索特(Soibam Ngasotter)| 卡斯特里·查托帕德哈亞(Kasturi Chattopadhyay)| 波拉伊爾·拉亞納(Porayil Layana)| A.K. 巴蘭奇(A.K. Balange)| B.B. 納亞克(B.B. Nayak)
        ICAR-中央漁業教育研究所,印度馬哈拉施特拉邦孟買-400061

        摘要

        本研究首次評估了含有不同濃度殼聚糖的面糊混合物的物理化學性質,這些殼聚糖溶解在三種常用的食品酸化劑中:醋酸、乳酸和檸檬酸。使用不同濃度(0%、0.5%、1.0%、1.5%和2%)的殼聚糖與三種食品級酸化劑混合制備了分散液。將這些分散液加入基于谷物面粉的復合面糊配方中,并在調整pH值至6.5的情況下以及未調整pH值的情況下檢測了面糊的物理化學性質。研究結果表明,在所有三種酸化劑中,較高濃度的殼聚糖顯著提高了面糊的持水能力、溶解度指數和淀粉消化率。相反,電導率、膨脹力、凝膠強度和浸出淀粉含量均顯著降低,但使用檸檬酸的面糊在殼聚糖濃度增加時膨脹力沒有下降。此外,將殼聚糖作為水溶性膠體成分添加到富含碳水化合物的食品面糊中可降低血糖指數,這可能對健康有積極影響。

        引言

        由于生活方式的變化、飲食習慣以及社會經濟條件的改善,近年來消費者的偏好轉向了即食或即烹食品。需求的增長和技術進步推動了增值食品產品的顯著發展,尤其是裹粉和裹面包屑的產品,這些產品在國內外市場上因其便利性、感官吸引力和營養價值而受到廣泛歡迎。這些裹粉產品通常是通過在食品表面涂上面糊和面包屑材料后再進行油炸制成的,這一涂層過程對產品的質量起著關鍵作用。面糊一般由面粉、添加劑、鹽和水以及水溶性膠體混合而成的半固體面團組成,水溶性膠體作為聚電解質,形成面包屑材料完全附著的層(Fiszman & Salvador, 2003; Nanda et al., 2020)。面糊中的每種成分都具有特定的功能,以賦予產品獨特的特性并增強涂層的性能。
        水溶性膠體是具有許多羥基的親水性聚合物,可以增加溶液的粘度,并可作為聚電解質用于面糊配方中(Skurtys & Acevedo, 2014)。根據其天然來源,水溶性膠體被分為不同的類別,如植物來源、藻類來源、動物來源和微生物來源(Kapoor & Khandal, 2013)。在面糊中添加水溶性膠體有多種好處,包括減少油脂吸收、控制裹粉量、提高凍融穩定性、增強粘附性、增加粘度和機械強度,以及保持油炸裹粉食品的酥脆度(Fiszman & Salvador, 2003)。
        殼聚糖是一種受歡迎的水溶性膠體,來源于動物,是一種無毒、生物相容且可生物降解的天然陽離子多糖,由甲殼類動物外殼中的幾丁質脫乙酰化得到(Wong et al., 1992; Ngasotter et al., 2023)。殼聚糖是一種線性多糖,主要由β-(1→4)-連接的D-葡萄糖胺單元組成,根據脫乙酰化程度含有不同量的N-乙酰-D-葡萄糖胺(Aranaz et al., 2021)。雖然殼聚糖不溶于水,但它容易溶解在多種弱有機酸或酸化劑中,如甲酸、醋酸、丙酮酸、乳酸、馬來酸、蘋果酸、琥珀酸、檸檬酸、草酸、植酸和L-谷氨酸,并表現出pH響應的自組裝特性(Kaczmarek et al., 2019)。然而,殼聚糖不溶于DL-α-丁酸、沒食子酸、聚半乳糖醛酸和反式肉桂酸(Romanazzi et al., 2009; Park et al., 2002)。殼聚糖和許多酸化劑(有機酸)都被認為是安全的食品級防腐劑(GRAS),反映了當今食品工業對天然防腐劑需求的增加(Burt, 2004)。
        有機酸化劑已被有效用于溶解殼聚糖,改變溶液的物理性質,形成凝膠,從而實現增稠、乳化、穩定和改善各種食品的質量(Phillips & Williams, 2000)。研究表明,將殼聚糖加入面糊中可用于裹魚條,從而減少油脂吸收、提高物理化學質量并改善涂層效果(Xavier et al., 2017)。此外,殼聚糖涂層與有機酸的組合在低酸性的即食肉制品中顯示出對抗病原細菌(如單核細胞增生李斯特菌、鼠傷寒沙門氏菌和大腸桿菌O157:H7)的抗菌效果(Cagri et al., 2001)。此外,用醋酸和檸檬酸溶解的殼聚糖添加到魚糜香腸面糊中,可改善其功能特性和儲存品質(Chattopadhyay et al., 2023a; Chattopadhyay et al., 2023b)。盡管有這些發現,但目前仍缺乏比較不同酸化劑用于溶解殼聚糖作為面糊成分的研究。此外,也尚未報道關于面糊之間相互作用的研究,特別是使用不同酸化劑制備的淀粉和殼聚糖分散液之間的相互作用。基于此背景,本研究首次評估了含有不同濃度殼聚糖(溶解在醋酸、乳酸和檸檬酸三種常用食品酸化劑中)的面糊混合物的物理化學性質。

        原材料

        本實驗使用的殼聚糖(CAS 9012-76-4)具有70 mPa.s的粘度、75.6 kDa的分子量和92%的脫乙酰化程度,由印度科欽的M/S. India Sea Foods公司提供。小麥面粉(ITC Limited, India)、玉米淀粉(Blue Bird Foods Private Limited, India)、鷹嘴豆粉(Cicer arietinum)、姜黃粉和鹽(均來自Tata Chemicals Limited, India)均從當地超市購買。醋酸(CAS 64-19-7)、乳酸(CAS 79-33-4)和無水檸檬酸(CAS

        殼聚糖分散液的酸化劑標準化

        殼聚糖在酸介質中的溶解受多種參數影響,其中酸的類型和數量尤為重要。本研究中使用的醋酸和乳酸是有機一元羧酸,而檸檬酸是有機三元羧酸。殼聚糖在其pKa(6.5)以下時,僅在特定條件下可溶于水溶性有機酸中。用于制備殼聚糖凝膠的三種有機酸的標準化用量是

        結論

        研究表明,單獨使用酸化劑和殼聚糖都會影響基于谷物的面糊的功能特性,而它們的組合對多個物理化學參數產生了協同增效作用。隨著殼聚糖濃度的增加,持水能力、溶解度指數和淀粉消化率持續提高,而電導率、凝膠強度和浸出淀粉含量則降低。這些結果表明

        作者貢獻聲明

        馬米圖·馬尼萬南(Marimuthu Manivannan):撰寫初稿、進行實驗、數據管理。K.A. 馬丁·澤維爾(K.A. Martin Xavier):撰寫、審稿與編輯、項目管理、方法論設計、概念構思。比娜亞·布薩納·納亞克(Binaya Bhusan Nayak):撰寫、審稿與編輯、監督、項目管理。索伊班·恩加索特(Soibam Ngasotter):進行實驗、數據管理。卡斯特里·查托帕德哈亞(Kasturi Chattopadhyay):驗證結果、項目管理、正式分析。拉亞納·波拉伊爾(Layana Porayil):項目管理、進行實驗、數據管理。阿姆賈德·巴蘭奇(Amjad Balange):方法論設計、數據分析

        未引用的參考文獻

        Bégin和Van Calsteren, 1999; Chung et al., 2008; Croisier和Jér?me, 2013; Funami et al., 2008; Hamdine et al., 2005; Joseph和Singhvi, 2019; Kapoor et al., 2013; Mudunkotuwa和Grassian, 2010; Park et al., 2001; Phillips和Williams, 2009; Skurtys et al., 2014; Techawipharat et al., 2008; Weiner, 1992.

        利益聲明

        作者聲明沒有利益沖突。

        數據可用性

        數據可應要求提供。

        科學寫作中生成式AI的聲明

        在準備本工作時,作者使用了ChatGPT來提高手稿的可讀性和語言表達。使用該工具/服務后,作者對內容進行了必要的審查和編輯,并對發表文章的內容負全責。

        資金支持

        本研究未獲得公共部門、商業部門或非營利部門的任何特定資助。

        利益沖突聲明

        作者聲明沒有可能被視為潛在利益沖突的財務利益或個人關系:

        致謝

        作者衷心感謝ICAR-CIFE主任提供進行研究所需的設施。
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