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加工所在吞咽障礙人群專用復合營養(yǎng)凝膠食品加工技術(shù)研究方面取得新進展
近期，加工所糧油加工團隊先后在食品領(lǐng)域頂級期刊Food Chemistry（中科院一區(qū)TOP，IF=8.5）和Food Hydrocolloids（中科院一區(qū)TOP，IF=11.0）上發(fā)表題為“Texture characterization of 3D printed fibrous whey protein-starch composite emulsion gels as dysphagia food: A comparative study on starch type”和“Regulating heat-induced fibrous whey protein-wheat starch composite emulsion gels as dysphagia food by preheating temperature: Insights from protein-starch interactions”的研究性論文。加工所博士研究生王智明為論文第一作者，張名位研究員和劉光副研究員為共同通訊作者。
隨著老年人年齡的增長，其吞咽功能逐漸衰退，由此引發(fā)的吞咽障礙已成為制約老年人群營養(yǎng)攝取與健康維護的關(guān)鍵因素，開發(fā)營養(yǎng)均衡、適合吞咽障礙老年人群的質(zhì)構(gòu)改良食品尤為重要。目前，蛋白質(zhì)-淀粉-油脂復合凝膠食品作為針對此群體的營養(yǎng)食品，其開發(fā)設(shè)計尚處于發(fā)展初期，存在專用原料缺乏、多組分復合凝膠體系營養(yǎng)素分布不均勻、組分結(jié)構(gòu)及其互作對凝膠質(zhì)地影響不明確等突出問題。
項目團隊在前期構(gòu)建的纖維化乳清蛋白O/W乳液凝膠基礎(chǔ)上，系統(tǒng)探討8種常見淀粉原料對蛋白質(zhì)-淀粉-油脂復合凝膠質(zhì)構(gòu)特性的影響。研究發(fā)現(xiàn)，淀粉的加入可顯著增強其凝膠硬度和咀嚼性，在所選淀粉中，大米淀粉和木薯淀粉都更適合于構(gòu)建高能量密度的軟質(zhì)復合凝膠。進一步通過3D打印使蛋白質(zhì)-淀粉-油脂復合凝膠塑型，發(fā)現(xiàn)3D打印可降低復合凝膠體系中的氫鍵含量、分形維度和特征長度，從而弱化了凝膠網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，這一變化促使復合凝膠食品從軟質(zhì)型（Level 6）轉(zhuǎn)變?yōu)楦拙捉赖募氿W型（Level 5），顯著降低了吞咽難度，提高了其場景適用性。研究結(jié)果探明了淀粉類型對多營養(yǎng)組分復合凝膠質(zhì)地的影響規(guī)律，建立食品組分結(jié)構(gòu)特性及其互作與復合凝膠質(zhì)地參數(shù)之間的映射關(guān)系，為老年人群專用易吞咽質(zhì)構(gòu)改良食品開發(fā)提供理論參考，該成果發(fā)表于Food Chemistry期刊上。
在此基礎(chǔ)上，進一步以纖維化乳清蛋白-小麥淀粉-大豆油復合凝膠為研究對象，聚焦于傳統(tǒng)的預加熱-熱誘導凝膠兩步法制備工藝，探究預加熱溫度對復合凝膠的質(zhì)構(gòu)和淀粉消化特性的影響。結(jié)果表明，調(diào)整預熱溫度可同步降低熱誘導復合凝膠的凝膠硬度及其抗性淀粉的含量；當預熱溫度高于60℃時，預熱處理促進蛋白自聚集或與淀粉相互作用形成團聚體，從而弱化了蛋白質(zhì)-淀粉雙連續(xù)凝膠網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，降低了復合凝膠的硬度，同時這一變化促進了抗性淀粉向慢消化淀粉的轉(zhuǎn)變。本研究從蛋白-淀粉相互作用的視角，揭示了傳統(tǒng)熱誘導凝膠預處理溫度影響復合凝膠特性的相關(guān)機制，為不同程度吞咽障礙老年人群專用復合營養(yǎng)凝膠食品的開發(fā)提供了技術(shù)參考，該成果發(fā)表于Food Hydrocolloids期刊上。
研究得到了國家自然科學基金聯(lián)合基金項目（U22A20539），廣東省重點研發(fā)計劃（2022B0202020003），廣東特支計劃（2019BT02N112），廣東省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)學科團隊建設(shè)項目（202108TD）等項目的資助。
原文鏈接：
https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2024.140302
https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2024.110621
