机械力对马铃薯淀粉结构和特性的影响

        马铃薯淀粉是一种高价值的经济作物，是除小麦、水稻、玉米之外的第四大农作物，由其提取的食用马铃薯淀粉的产量也仅次于玉米淀粉。马铃薯淀粉具有糊化粘度高、不易老化、弹性好等特点，是食品工业领域重要的原辅料。

        马铃薯淀粉与其他淀粉相比具有多种优势：

        1、由于马铃薯淀粉颗粒比其它的淀粉颗粒大，具有高粘性，能调制出高稠度的糊，使其在工业应用中的品质和档次远高于其它淀粉。

        2、马铃薯淀粉的支链淀粉的分子量要比大多数其它淀粉高，能产生优良柔韧的膜。由于其在生产过程中粘度和成膜能力的降低程度最小，因而是制备阳离子淀粉的原料选择。

        3、马铃薯淀粉含有天然磷酸基团。马铃薯淀粉虽然也含有直链淀粉，但由于其支链部分的大分子量及磷酸基团的取代作用，马铃薯淀粉糊很少出现凝胶或退化现象。

        4、马铃薯淀粉口味温和，无刺激，它没有玉米、小麦淀粉那样典型的谷物口味。

        马铃薯淀粉的性能与分子链结构、支链淀粉的簇状结构、生长环结构及淀粉颗粒等有关，为了满足食品加工要求常需要对淀粉进行改性处理，使淀粉拥有特殊的功能。淀粉的改性多以化学方法为主，主要有两种方式：1、传统化学改性是以淀粉为骨架，引入其他官能基团，形成具有官能基团功能的物质，其化学结构发生定向变化。2、机械力化学法，机械力化学实质上是把机械力（高压、剪切、碾轧、摩擦等）能量转化为化学能的过程，固体物质在机械力作用下主要会发生：颗粒形态变化、晶型转变、结晶度降低等变化。因其可实现一些在热力学上无法发生的化学反应，合成一般加热方法、化学方法所不能得到的特殊功能材料，成为当前最为活跃的研究领域之一。

机械力对结构的影响

        马铃薯淀粉属于球晶体系，具有明暗交替生长环结构，此结构是由结晶区和无定形区交替组成的半结晶体系。结晶区淀粉分子链有序排列，形成脐点区，因直链淀粉较多，很容易在外界条件作用下发生变化。马铃薯淀粉性状大小不均，大颗粒呈椭圆状，小颗粒呈圆状，表面平坦光滑，在经过研磨或超声波处理后，淀粉颗粒表面粗糙，出现凹陷，颗粒活化度提高。随着处理时间的延长，颗粒破坏严重，部分支链淀粉分子断裂，溶出淀粉增多，使淀粉链更易在水中扩散。

机械力对特性的影响

        马铃薯淀粉是长链淀粉，长链淀粉一般糊化温度高，但因马铃薯淀粉含有磷酸根，故糊化温度比其他淀粉低。糊化起始温度主要与淀粉颗粒无定形区稳定性有关，终止温度与亚结晶区稳定性有关，在机械力的作用下，内部聚集结构呈现紧- 散-紧的趋势，因此其糊化特性呈现升- 降-升的趋势。

马铃薯淀粉的包埋性

        马铃薯淀粉具有螺旋空腔的结构，在性能上具有一定的包埋特性。马铃薯淀粉的包埋特性与β-环糊精的性质类似，但对客体的粒径范围要求宽泛，能将客体分子包埋于淀粉的螺旋空腔内形成相应的络合物。经过淀粉的包埋可抑制客体风味分子的挥发，改善客体风味分子的溶解性、释放速率及提高其生物利用度和稳定性等，因此马铃薯包埋特性的研究有助于取代价格较高的β-环糊精。

        马铃薯淀粉在机械力作用下呈现团聚结构，淀粉颗粒被破坏，疏水性的螺旋空腔更容易包裹其他分子，因此在机械力作用下，其包埋特性也得到提高。马铃薯淀粉的包埋效果与自身的结构变化和包埋对象的溶解度有关，而机械外力对于空腔结构不具有定向性，因此马铃薯淀粉的包埋作用较为局限。有研究指出，马铃薯淀粉经过机械力作用后可用于大蒜异味的掩盖，其包埋率达到90%。由此可见，马铃薯淀粉在包埋领域也具有较高的开发潜力。