臭氧机处理对淀粉加工特性的影响

对水合性质的影响

因淀粉来源及臭氧处理方式不同，处理后淀粉颗粒的膨胀性有的增加，有的下降。Chan等[18]在相同处理条件下臭氧处理不同淀粉，其中西米淀粉和木薯淀粉的膨胀力下降，玉米淀粉的膨胀力上升。Sandhu等[19]也发现小麦淀粉经臭氧处理后，膨胀力从7.5%上升至8.5%。在一定条件和范围内，淀粉水合性质的变化与臭氧处理时间呈正相关。An等[33]发现采用臭氧处理大米淀粉30 min，可使其膨胀力呈现很大值；Obadi等[34]研究发现小麦粉经臭氧处理45 min后，吸水性提升1.70～1.95 g/g，水溶性指数从处理前2.59 g/g增加到处理后的3.39 g/g，且膨胀力随着臭氧处理时间延长而增加，从原淀粉5.32 g/100 g 增加到7.08 g/100 g，研究认为生成的羧基导致了膨胀力上升。但Simsek等[35]发现豆类淀粉在50～90 ℃范围内逐渐升温进行臭氧处理，其膨胀性较原淀粉降低，原因在于温度上升后淀粉形成了更加紧密结合的微晶胶束结构，从而抑制颗粒膨胀。除淀粉品种、臭氧处理时间以及温度，仍需系统探索臭氧处理时其他外界因素对淀粉水合性质的影响。

对糊化特性的影响

淀粉的糊化特性常采用快速黏度分析仪(RVA)进行表征。通过RVA可获得热糊黏度、冷糊黏度、崩解值、回生值等参数，而这些参数与淀粉在成糊过程中连续相黏度、颗粒与颗粒间相互作用、颗粒尺寸分布等的变化有关。秦先魁等[36]用臭氧(浓度5 mg/L)对郑麦9023处理0.5 h后小麦粉的热糊黏度增加，但增加处理时间则导致热糊黏度降低，原因可能在于长时间臭氧处理破坏了淀粉分子的结构。Castanha等[16]也发现随着处理时间增加，马铃薯淀粉的峰值黏度逐渐降低，表明淀粉羟基被氧化为羰基和羧基后，淀粉颗粒受热时更易水合，保持完整性的能力降低。Oladebeye等[25]和Klein等[22]同样观测到随着臭氧剂量和处理时间增加，淀粉的峰值黏度逐渐下降。但Chan等[18]对西米淀粉和木薯淀粉进行臭氧处理后观测到两种淀粉的峰值黏度上升，认为这与羧基生成以及淀粉分子间发生交联作用有关，使淀粉颗粒在破裂前能吸收更多水分。Oladebeye等[25]和Catal等[17]观察到随着臭氧导致淀粉氧化程度加大，淀粉糊的回生值下降，说明氧化生成的羰基和羧基阻抑了淀粉分子链互相缔合的倾向。因此，臭氧作用改变淀粉糊化特性的程度与产物羰基和羧基含量、是否发生解聚或交联作用有关。通过优化设计臭氧处理淀粉的方式及强度，有望制备出优良糊化特性的改性淀粉。

对老化特性的影响

臭氧处理对淀粉老化影响的程度可通过测定淀粉糊透明性、冻融稳定性和析水率等进行考察。Castanha等[16]通过测量650 nm透光率表征马铃薯淀粉糊透明度，随着臭氧处理时间延长，淀粉糊透明度由原来的93.4%逐渐提高到99.0%。臭氧改性使马铃薯淀粉分子链带上羧基，因静电互斥使淀粉分子水合更充分，不易老化，故透明度提高。Chan等[23]研究发现经臭氧处理的玉米淀粉糊于4 ℃、7 d老化后的热焓值(ΔHr)增加到原来的3倍(3.9 J/g)，而臭氧处理的西米淀粉及木薯淀粉糊老化后的ΔHr无显著变化。Simsek等[35]将5 g/100 g淀粉样品充分糊化后密封，在冰箱中存放5 d，结果显示臭氧处理未引起析水率显著变化。淀粉老化对淀粉食品的质地、感官和货架期有重要影响。臭氧处理使淀粉分子的Mw/Mn、取代基、直/支比等发生不同程度的变化，很终对淀粉的老化产生影响，但目前相关研究非常有限，需要深入。

对凝胶特性的影响

臭氧处理对淀粉凝胶强度的影响程度，因淀粉来源和臭氧处理方式而异。不同品种的淀粉经臭氧处理后凝胶存在差异。Chan等[23]报道西米淀粉及玉米淀粉处理不同时间后，制备的凝胶(贮藏1 d)的杨氏模量呈现不同的变化，其中西米淀粉凝胶仅在臭氧处理3 min和10 min 的样品中显著提升，而玉米淀粉凝胶的杨氏模量在全部处理组中都显著提升了。处理后凝胶强度增大主要与淀粉降解有关，降解产物在贮藏过程中具有更强的缔合形成网络结构的能力[37]。臭氧处理时间对淀粉凝胶也有一定影响。有研究[16]发现马铃薯淀粉凝胶的强度随着臭氧处理时间的延长(15～45 min)而增加，但处理60 min样品的强度则介于15 min和30 min样品之间，其原因在于，淀粉分子适度降解增加了直链淀粉组分的移动性，从而更容易缔合形成凝胶结构；但是长时间处理(60 min)加剧淀粉降解，淀粉分子解聚以及生成羧基的静电排斥作用妨碍了淀粉链段间的缔合，很终减弱了凝胶强度。Castanha等[31]发现马铃薯淀粉凝胶臭氧处理45 min及60 min后因降解严重而无法形成凝胶。Zhou等[38]采用次氯酸钠氧化马铃薯淀粉时也观测到相同规律，即低剂量次氯酸钠处理可使淀粉凝胶强度增加，但高剂量处理组凝胶强度降低，因此适度氧化降解淀粉可使其具有很大凝胶强度。