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加工所在吞咽障礙人群專用復(fù)合營養(yǎng)凝膠食品加工技術(shù)研究方面取得新進(jìn)展
近期，加工所糧油加工團(tuán)隊(duì)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(hù)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(fù)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(jì)尚處于發(fā)展初期，存在專用原料缺乏、多組分復(fù)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(xiàng)目團(tuán)隊(duì)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(fù)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(qiáng)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(fù)合凝膠。進(jìn)一步通過3D打印使蛋白質(zhì)-淀粉-油脂復(fù)合凝膠塑型，發(fā)現(xiàn)3D打印可降低復(fù)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(luò)結(jié)構(gòu)，這一變化促使復(fù)合凝膠食品從軟質(zhì)型（Level 6）轉(zhuǎn)變?yōu)楦拙捉赖募?xì)餡型（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(fù)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(fù)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(jìn)一步以纖維化乳清蛋白-小麥淀粉-大豆油復(fù)合凝膠為研究對象，聚焦于傳統(tǒng)的預(yù)加熱-熱誘導(dǎo)凝膠兩步法制備工藝，探究預(yù)加熱溫度對復(fù)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(yù)熱溫度可同步降低熱誘導(dǎo)復(fù)合凝膠的凝膠硬度及其抗性淀粉的含量；當(dāng)預(yù)熱溫度高于60℃時，預(yù)熱處理促進(jìn)蛋白自聚集或與淀粉相互作用形成團(tuán)聚體，從而弱化了蛋白質(zhì)-淀粉雙連續(xù)凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，降低了復(fù)合凝膠的硬度，同時這一變化促進(jìn)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(dǎo)凝膠預(yù)處理溫度影響復(fù)合凝膠特性的相關(guān)機(jī)制，為不同程度吞咽障礙老年人群專用復(fù)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(xué)基金聯(lián)合基金項(xiàng)目（U22A20539），廣東省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2022B0202020003），廣東特支計(jì)劃（2019BT02N112），廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)學(xué)科團(tuán)隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目（202108TD）等項(xiàng)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
