L'amidon, en tant que composant important des aliments, fournit non seulement une énergie essentielle au corps humain, mais affecte également les attributs de qualité tels que la texture, la sensation en bouche et l'acceptabilité des aliments riches en amidon. La plupart des aliments riches en amidon subissent une certaine forme de traitement ou de cuisson, ce qui permet à l'amidon d'absorber de l'eau et de s'étendre pour former une pâte d'une certaine viscosité. Toutefois, au cours du refroidissement et du stockage, les molécules d'amidon subissent un réarrangement de leur conformation spatiale pour former une structure de gel ordonnée et stable, un phénomène connu sous le nom de vieillissement ou de repousse de l'amidon.

Le vieillissement de l'amidon entraîne généralement une détérioration de la qualité des aliments amylacés, telle que la détérioration de la texture, la diminution de la transparence, la rugosité du goût, etc., ce qui raccourcit la durée de conservation des aliments amylacés et réduit l'acceptabilité des consommateurs. Par exemple, dans les brioches, pains et pâtisseries cuits à la vapeur, en raison de la teneur élevée en amidon, avec la prolongation du temps de stockage, ils passeront de mous à durs, perdront leur organisation et leur saveur.

Toutefois, le comportement de vieillissement de l'amidon est également souhaitable dans certaines applications de transformation, par exemple dans la production de céréales pour le petit-déjeuner et de purée de pommes de terre déshydratée, où le vieillissement de l'amidon peut modifier les propriétés structurelles et sensorielles du produit et peut conduire à la formation d'amidon résistant. Dans ce contexte, la manière de réguler rationnellement le degré de vieillissement de l'amidon et d'examiner les caractéristiques de vieillissement du système est importante à la fois pour la transformation des aliments amylacés et pour l'amélioration de la qualité gustative.

Brève description du vieillissement de l'amidon et de son mécanisme

Le vieillissement de l'amidon est un processus d'équilibre thermodynamique au cours duquel les molécules d'amidon partiellement ou totalement empâtées passent progressivement d'un état désordonné à haute énergie à un état ordonné à basse énergie, c'est-à-dire que les chaînes moléculaires d'amidon sont combinées, alignées et agrégées par le biais de liaisons hydrogène intramoléculaires ou intermoléculaires, constituant ainsi un arrangement ordonné de structures agrégées.

Le processus de vieillissement de l'amidon peut être divisé en deux catégories : le vieillissement à court terme et le vieillissement à long terme. Le vieillissement à court terme se produit au stade initial après l'empâtage de l'amidon, lorsque la fuite des molécules d'amidon à chaîne droite subit une migration directionnelle pour former une structure de réseau tridimensionnelle ; le vieillissement à long terme, quant à lui, prend généralement plus de quelques semaines, principalement en raison du fait que l'amidon à chaîne ramifiée a une structure hautement ramifiée, qui est soumise à une forte inhibition pendant la polymérisation, et que le processus de vieillissement est plus lent. Le vieillissement à long terme joue un rôle majeur dans l'ensemble du processus de vieillissement de l'amidon et constitue la principale cause des changements de qualité dans les systèmes d'amidon.

Pour les amidons non cireux, le vieillissement entraîne la transformation de la pâte d'amidon en un gel ferme avec une structure de réseau tridimensionnelle, tandis que pour les amidons cireux, le vieillissement entraîne la formation d'un gel mou, qui contient des agrégats mais pas de structure de réseau tridimensionnelle.

En général, la résistance des gels d'amidon est liée à la teneur en amidon à chaîne droite. La structure en réseau de l'amidon à chaîne droite confère aux gels d'amidon une élasticité et une résistance à la déformation, tandis que les gels mous ne contenant que des agrégats présentent une meilleure perméabilité, une viscosité plus forte et une meilleure cohésion. La disponibilité réduite des liaisons hydrogène entre les molécules d'amidon à chaîne droite perturbe les interactions à longue portée au sein des gels mous, ce qui entraîne une structure de réseau moins cohésive.

Le vieillissement de l'amidon est un processus continu qui implique d'abord une recristallisation rapide des molécules d'amidon à chaîne droite, suivie d'une recristallisation lente des molécules d'amidon à chaîne ramifiée. Le vieillissement des amidons à chaîne droite détermine la dureté initiale du gel d'amidon, ainsi que la viscosité et la digestibilité des aliments amylacés. Le vieillissement des pains et des gâteaux est lié à la durée de stockage et à la cristallinité de l'amidon, et est principalement causé par le vieillissement des amidons à chaîne ramifiée.

Additifs et réglementation de l'antivieillissement de l'amidon

Le vieillissement des aliments contenant de l'amidon au cours du stockage est inévitable. À l'heure actuelle, le monde n'a pas complètement résolu le problème du vieillissement des aliments, et le vieillissement ne peut pas être complètement inhibé, mais peut être retardé par des mesures techniques efficaces. En fonction du mécanisme de vieillissement de l'amidon et des facteurs qui l'affectent, les technologies de contrôle correspondantes suivantes peuvent être utilisées pour ralentir le vieillissement.

I. Ajouter la préparation enzymatique
L'amylase et la protéase sont largement utilisées dans les aliments amylacés, et l'amylase est divisée en α-amylase, β-amylase, amylase fongique, etc. Parmi elles, c'est l'α-amylase qui a le meilleur effet anti-âge. En raison de la production de dextrine de faible poids moléculaire pendant la cuisson, l'α-amylase inhibe le vieillissement à long terme de l'amidon en interférant avec le processus de vieillissement de l'amidon à chaîne ramifiée. Cependant, des quantités excessives d'α-amylase peuvent rendre les aliments amylacés collants, ce qui affecte la texture et l'effondrement de la structure.

Palacios et al. ont appliqué de l'α-amylase au riz, ce qui a inhibé le vieillissement du riz en raison de l'augmentation de la chaîne latérale courte de l'amidon ramifié. Chen Qiuping et al. ont ajouté une quantité appropriée d'α-amylase bactérienne à des petits pains cuits à la vapeur, ce qui a permis non seulement d'améliorer la qualité sensorielle des petits pains cuits à la vapeur, mais aussi d'inhiber le phénomène de vieillissement des petits pains cuits à la vapeur pendant le stockage.Dang et al. ont extrait la β-amylase des feuilles de Ramie et ont également eu un effet post-vieillissement sur les aliments à base d'amylose.

L'amylase G4 est un nouveau type d'amylase qui peut couper la chaîne ramifiée de l'amidon et produire du tétrasaccharide, réduisant ainsi la longueur de la chaîne latérale de l'amidon ramifié. Kina et al. ont traité de l'amidon de blé avec de l'amylase G4 et ont constaté un effet antivieillissement significatif. En outre, vous pouvez également utiliser l'enzyme pour décomposer le gluten ou la protéine de gluten, etc., le produit de décomposition sera ajouté aux aliments riches en amidon et peut également avoir un bon effet anti-âge.

Ajouter des émulsifiants
L'ajout d'émulsifiants aux aliments peut non seulement retarder le vieillissement de l'amidon, mais aussi jouer un rôle dans la préservation de la fraîcheur. Après la pâte d'amidon à chaîne droite, les molécules d'amidon ont une structure en double hélice, à ce moment-là, son intérieur est hydrophobe, les groupes hydrophobes de l'émulsifiant dans son intérieur, la formation d'un complexe d'inclusion insoluble, peut être indirectement inhibée en inhibant la recristallisation de l'amidon à chaîne droite, la recristallisation de l'amidon à chaîne ramifiée et ainsi jouer un rôle dans l'effet anti-vieillissement.

Prakaywatchara et al. ont ajouté quatre émulsifiants à des aliments sans gluten, qui ont tous inhibé le vieillissement de l'amidon, et l'enthalpie de vieillissement la plus faible a été observée dans les échantillons contenant du glycérol monoester 1% et du glycérol.

Fadda et al. ont conclu que les émulsifiants entravaient indirectement le vieillissement de l'amidon en réduisant la capacité de la pâte à absorber l'eau et à gonfler, ce qui permet de transférer davantage d'eau aux protéines et de rendre la pâte moelleuse et douce.

Yu et al. ont ajouté de l'acide stéarique et de l'alginate de sodium à l'amidon de blé, ce qui a permis d'augmenter la température initiale de l'empâtage et d'inhiber efficacement le vieillissement de l'amidon.

Li Lihua et al. ont étudié les effets de deux émulsifiants, le lactate de stéaroyle de sodium et la β-cyclodextrine, sur l'antivieillissement des nouilles fraîches humides, et sont parvenus à une nouvelle conclusion selon laquelle le complexe amidon à chaîne droite-émulsifiant-lipide inhibait le vieillissement des nouilles fraîches humides.

Ajouter des hydrocolloïdes
Les hydrocolloïdes sont principalement des macromolécules de polysaccharides naturels hydrosolubles et leurs dérivés, qui peuvent former des solutions visqueuses ou des gels lorsqu'ils sont complètement hydratés dans certaines conditions. Cette caractéristique leur permet de jouer un rôle particulier dans les denrées alimentaires, notamment pour améliorer la texture et contrôler l'eau. Les hydrocolloïdes alimentaires courants comprennent la gomme de guar, la gomme de xanthane, la carraghénane, etc.

En général, les hydrocolloïdes favorisent le vieillissement à court terme et retardent le vieillissement à long terme principalement en affectant les interactions entre l'amidon à chaîne droite et l'amidon à chaîne droite et entre l'amidon à chaîne ramifiée et l'amidon à chaîne ramifiée, et l'inhibition du vieillissement de l'amidon par les hydrocolloïdes dépend largement de l'importance de la concentration d'hydrocolloïdes.

He Chengyun et al. ont étudié les effets antivieillissement de la gomme xanthane, de l'alginate de sodium et du carraghénane sur le pain cuit à la vapeur, et le rapport optimal entre les composés a été obtenu par expérience orthogonale.

Ai et al. ont ajouté trois types d'additifs, à savoir une enzyme, un émulsifiant et un hydrocolloïde, aux gâteaux de riz, et la comparaison a révélé que l'alginate de sodium était le seul additif qui réduisait de manière significative le taux de durcissement des gâteaux de riz pendant le stockage.

Liu Haiyan et al. ont conclu que l'ajout modéré de colloïdes peut augmenter de manière significative le volume spécifique du pain, améliorer les propriétés texturales du pain et inhiber efficacement le vieillissement du pain. Cependant, aucune conclusion générale n'a été tirée quant à l'effet des colloïdes hydrophiles sur le vieillissement de l'amidon.

Quatrièmement, ajouter de l'amidon modifié
Les différents types d'amidon modifié jouent des rôles différents dans la qualité des produits céréaliers, et la quantité appropriée d'amidon modifié peut retarder le vieillissement et améliorer la qualité du produit. Certains amidons modifiés sont souvent introduits dans des groupes hydrophiles modifiés, tels que l'acétate, l'hydroxypropyle, etc. Ces groupes hydrophiles peuvent contrôler le flux d'eau et l'exsudation dans le système ; en même temps, ils peuvent également empêcher la déshydratation et la condensation de la liaison hydrogène entre les molécules d'amidon, retardant ainsi le vieillissement.

En outre, certains amidons modifiés (par exemple, l'amidon modifié de pomme de terre) présentent de bonnes caractéristiques de transformation, telles qu'une bonne rétention d'eau, une grande capacité de gonflement, une bonne stabilité à basse température et un goût doux, qui peuvent non seulement retarder le vieillissement des produits céréaliers, mais aussi en améliorer la qualité.

Xie Shaomei et al. ont constaté que l'amidon modifié de pomme de terre prégélatinisé pouvait améliorer la qualité du pain et qu'avec l'augmentation de son ajout, l'effet antivieillissement avait tendance à augmenter puis à diminuer, mais la raison de cette tendance n'a pas été étudiée.

Huang Li et al. ont étudié l'effet du phosphate de di-amidon hydroxypropylique (HPDSP) sur les caractéristiques de vieillissement à long terme des nouilles de riz instantanées fraîches et humides, et ont constaté que la dureté maximale du groupe d'échantillons avec l'ajout de 15% HPDSP a diminué de 46,9% par rapport à celle du groupe vierge ; la cristallinité relative du groupe d'échantillons était de 2.22%, ce qui est bien inférieur à celle du groupe vierge (10,17%) ; et l'enthalpie de régénération du groupe d'échantillons a diminué à 1,28 J / g, ce qui est 72,1% inférieur à celui du groupe vierge, ce qui montre que le DSPP peut améliorer la qualité du pain, mais il n'y a pas eu de recherche sur la raison de cette tendance. 72.1%, on peut constater que le DSPP peut retarder de manière significative le vieillissement des nouilles de riz instantanées fraîches et humides.

V. Sucres non amylacés
Les sucres non amylacés ont un effet sur le vieillissement des produits céréaliers en interagissant avec les molécules d'amidon pour former des complexes, ou par le biais de la différence de capacité de rétention d'eau de l'amidon.Zeng et al. ont constaté que l'oligofructose a un bon effet sur le vieillissement de l'amidon de blé pour ralentir le vieillissement de l'amidon de blé.

Banchathanakij et al. ont constaté que différentes sources de β-glucane peuvent retarder le vieillissement de l'amidon de riz, et que le mécanisme de retardement du vieillissement consiste à absorber l'eau, ce qui affaiblit le mouvement des molécules d'amidon ; l'effet des différentes sources de β-glucane sur le retardement du vieillissement est différent, et le β-glucane de l'orge et de l'avoine peut être dissous dans l'eau, ce qui peut empêcher les molécules d'amidon de se déplacer dans une plus large mesure, et a donc un meilleur effet sur le retardement du vieillissement.

Klinmalai et al. ont constaté que le chitosan n'avait aucun effet sur la teneur en eau des nouilles de riz, mais réduisait leur pH et leur blancheur, retardait l'augmentation de la dureté et de la viscosité du gel de nouilles de riz et maintenait efficacement l'adhérence et l'élasticité du gel de nouilles de riz. En outre, les fibres alimentaires peuvent également retarder le vieillissement des produits céréaliers.

Sixièmement, autres méthodes de vieillissement de l'amidon
Outre l'utilisation d'additifs traditionnels pour obtenir un effet antivieillissement, certaines méthodes physiques, biologiques et autres peuvent également être utilisées. Zhang et al. ont étudié l'effet des polyphénols de thé, des extraits hydrosolubles de thé, des polysaccharides de thé et de la poudre de thé vert de quatre types de dérivés de thé sur le vieillissement de l'amidon de blé, et les résultats montrent que les quatre substances ont un effet inhibiteur sur le vieillissement à court terme et le vieillissement à long terme de l'amidon de blé.

Chunyuan Zhang a étudié l'effet de vieillissement des polysaccharides de thé sur l'amidon de blé et a obtenu les mêmes résultats. Niu et al. ont étudié l'effet inhibiteur de l'hydrolysat de protéines de son de riz sur l'amidon de riz. Xu Chen et al. ont ajouté des proanthocyanidines 5% à l'amidon de maïs et ont bien inhibé le vieillissement de l'amidon.

Niu et al. ont obtenu que l'hydrolysat de protéines plasmatiques porcines ait un effet inhibiteur potentiel sur le vieillissement à court terme de l'amidon de maïs. Tian Yaoqi a inhibé le vieillissement de l'amidon de riz en utilisant la technologie de l'ultra-haute pression.

Xia Wen et al. ont utilisé la technologie du microbroyage pour détruire la structure de surface des granules d'amidon de manioc, ce qui a eu un certain effet de retardement sur le vieillissement à court terme. Il existe également certaines applications d'additifs composites, qui peuvent jouer efficacement le rôle complémentaire de divers additifs alimentaires et, par rapport à l'ajout d'un seul additif, ils ont une meilleure saveur et une meilleure texture, qui sont plus facilement acceptées par les consommateurs, et l'effet antivieillissement de l'amidon est également meilleur.

Par conséquent, l'utilisation d'agents antivieillissement et la recherche de nouveaux agents antivieillissement sont d'une grande importance pour inhiber le vieillissement de l'amidon.

Cet article se concentre sur le vieillissement de l'amidon et l'effet de différents additifs sur la régulation du vieillissement de l'amidon, le vieillissement de l'amidon est un processus irréversible, qui aura un impact important sur la qualité des aliments, la modification de l'amidon est un système très complexe, la recherche actuelle est encore très limitée, et utilise encore les méthodes traditionnelles, avec le passage du temps, ces méthodes ne peuvent pas suivre le développement des besoins du développement, il devrait donc y avoir de nouvelles recherches et études qui apparaissent ! .

Certains aspects de l'inhibition du vieillissement de l'amidon par l'ajout de différentes substances sont encore controversés, ce qui nécessite des recherches sur la structure interne de l'amidon afin de mieux comprendre le mécanisme de vieillissement, ce qui constitue également l'orientation des développements futurs.