淀粉是糧食作物的重要組成部分，在食品工業(yè)中是一種重要的食品原料。然而未經(jīng)改性的淀粉糊化特性和回生特性等易受到溫度和 ｐＨ值等因素的影響，限制了淀粉在食品工業(yè)中的進(jìn)一步開發(fā)與利用。改性淀粉在一定程度上彌補(bǔ)了天然淀粉乳化能力低、水溶性差等缺點(diǎn)，使其在食品工業(yè)中得到更廣泛的應(yīng)用。超高壓在淀粉改性方面的研究主要是針對(duì)淀粉的糊化和回生特性。
淀粉糊化是一個(gè)膨脹驅(qū)動(dòng)過程，淀粉顆粒內(nèi)部存在結(jié)晶結(jié)構(gòu)和無定型結(jié)構(gòu)，無定型區(qū)最先吸水并膨脹。無定型區(qū)的膨脹將對(duì)結(jié)晶區(qū)的支鏈淀粉結(jié)晶施加壓力，引起支鏈淀粉雙螺旋解聚，導(dǎo)致結(jié)晶結(jié)構(gòu)的破壞，淀粉發(fā)生糊化。自 １９８２年 Ｍｕｈｒ等發(fā)現(xiàn)超高壓處理可降低淀粉糊化溫度后，學(xué)者們開始研究壓力、保壓時(shí)間、溫度對(duì)淀粉理化性質(zhì)的影響。研究發(fā)現(xiàn)在 ４５０～６５０ＭＰａ壓力范圍內(nèi)，隨著壓力的升高，大米淀粉的糊化程度增大，壓力 ５５０ＭＰａ時(shí)可使純大米淀粉完全糊化。超高壓處理時(shí)的溫度變化對(duì)淀粉糊化的影響較大，溫度升高時(shí)，淀粉糊化所需要的壓力會(huì)降低；只要壓力足夠高即使是溫度較低，也會(huì)導(dǎo)致淀粉糊化。淀粉糊化程度除與壓力、保壓時(shí)間、處理溫度有關(guān)外，還與淀粉濃度有關(guān)，淀粉濃度越低則糊化程度越高。研究發(fā)現(xiàn)在 ６００ＭＰａ、２５℃的條件下，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 １５％的玉米淀粉可完全糊化，但質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到 ５０％時(shí)糊化不完全。另外，不同種類的淀粉粒對(duì)超高壓的敏感程度也不一樣。一般認(rèn)為，Ａ型淀粉（主要來源是玉米、小麥等谷類淀粉）對(duì)壓力比較敏感，如小麥淀粉在 ２５℃ 條 件 下 壓 力 達(dá) 到 ６００ＭＰａ時(shí) 可 以 完 全 糊化；而 Ｂ型淀粉（主要來源是馬鈴薯等塊莖類淀粉）比 較 耐 壓，如 ６００ＭＰａ對(duì) 馬 鈴 薯 淀 粉 無 影 響，８００ＭＰａ時(shí)才能使其完 全 糊 化。Ｃ型 介 于 Ａ、Ｂ兩種晶型，如香蕉淀粉、蓮藕淀粉和多數(shù)豆類淀粉，耐壓性介于 Ａ、Ｂ型淀粉之間。
超高壓對(duì)淀粉糊化的作用機(jī)理目前尚無定論，有學(xué)者推測(cè)超高壓促進(jìn)了水分的再分配從而使無定型區(qū)淀粉塑化、結(jié)構(gòu)發(fā)生變化；也可能是超高壓促進(jìn)了淀粉分子的分解使淀粉分子塑化，最后使雙螺旋完全分散，淀粉發(fā)生糊化。另外，超高壓處理可以增加淀粉顆粒的含水率，促進(jìn)了水合作用，導(dǎo)致淀粉糊化。但目前尚未有一個(gè)系統(tǒng)的機(jī)理來全面解釋超高壓處理是如何影響淀粉糊化過程，因此探究壓致糊化的機(jī)理非常有必要。
超高壓除了可以影響淀粉糊化特性外，還會(huì)影響淀粉的回生過程。超高壓處理后淀粉的回生與熱處理后淀粉的回生特性不同。有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，與熱處理相比，超高壓處理后普通大米淀粉的回生程度更小，而 ２種處理對(duì)糯米淀粉的影響并沒有顯著差別，可見超高壓對(duì)淀粉回生特性的影響與淀粉來源和組成密切相關(guān)。淀粉回生程度還與淀粉種類、淀粉濃度、儲(chǔ)藏溫度等因素有關(guān)，Ｋａｗａｉ等發(fā)現(xiàn)隨著淀粉濃度的增加回生焓值也增加。Ｔｉａｎ等發(fā)現(xiàn)超高壓可明顯降低大米淀粉回生的焓變。超高壓可降低大米淀粉的回生程度，有學(xué)者認(rèn)為這是因?yàn)榈矸鄣幕厣c直鏈淀粉溶出有關(guān)，而超高壓處理可以保持淀粉顆粒的完整，且直鏈淀粉在顆粒內(nèi)部溶出少，內(nèi)部空間障礙大，淀粉不易回生。另外有學(xué)者認(rèn)為這是因?yàn)槌邏禾幚砗蟮矸垲w粒內(nèi)的可凍結(jié)水含量較少，導(dǎo)致回生程度低。
此外，還有學(xué)者對(duì)淀粉表觀粘度、淀粉粒結(jié)晶結(jié)構(gòu)等進(jìn)行了研究。近年來，淀粉改性方面的研究較多，國內(nèi)外其他針對(duì)糧食淀粉改性的主要研究結(jié)果如表 １所示。
根據(jù)超高壓技術(shù)在糧食淀粉改性方面的研究結(jié)果來看，充分利用超高壓技術(shù)來控制淀粉的糊化和回生的進(jìn)程、從而使淀粉的理化特性朝著特定的方向改變是可以實(shí)現(xiàn)的。由此可以開發(fā)具有特定功能
的食品，如非結(jié)晶或低晶淀粉用于開發(fā)嬰幼兒或老年食品，高晶淀粉則可用于減肥產(chǎn)品。可見，針對(duì)淀粉結(jié)晶度的改性技術(shù)研究是該領(lǐng)域一個(gè)值得關(guān)注的方向。但我國在改性淀粉產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用方面以及此類產(chǎn)品的開發(fā)上還較薄弱，對(duì)淀粉糊化和回生控制技術(shù)的研究還不夠深入，因此，深入系統(tǒng)的研究是促進(jìn)超高壓技術(shù)在改性淀粉產(chǎn)業(yè)中健康發(fā)展的重要支持。
