臭氧處理能導致澱粉消化性質發生改變。馬鈴薯澱粉經臭（chòu）氧處理60 min後，將其糊化，測定其（qí）RDS含量較原樣增加15%，可能是臭氧處理降低了馬鈴薯澱粉（fěn）分子鏈長以（yǐ）及羧酸根之間的靜電排斥作用，使水分更容易滲透其中，導致澱粉分子對酶敏感性增加[31]。熊（xióng）金娟等[46]采用臭氧處理糯米不同時間(0.5，1.0，2.0 h)後，糯米粉的羧基含量較（jiào）未處理組增加（jiā）了43.3%～87.7%，且顆粒表麵出現破損。糯米粉經臭氧處理（lǐ）2 h後糊化，測（cè）得慢消（xiāo）化澱粉(SDS)和快消化澱粉（fěn）(RDS)含量分別減少了34.6%和15.3%，而抗性澱粉(RS)含（hán）量（liàng）增加了（le）115.1%。臭氧處理（lǐ）後的（de）糯米粉未經糊化（huà）直接測（cè）定消化性（xìng），生糯（nuò）米粉中RS的含量（liàng）降低，而SDS和（hé）RDS含量則增（zēng）加，原因在於經臭氧處理後，生糯米粉的水合性質及對澱粉酶（méi）的親和性均較未處理（lǐ）組增強，故容易酶解，從而呈現與糯米粉糊相反的趨勢。Simsek等[35]則（zé）發現臭氧處理使黑豆及菜（cài）豆澱粉的RS含（hán）量顯（xiǎn）著增加，但未顯（xiǎn）著改變（biàn）兩種澱粉的水解率(HI)和血糖（táng）生成指數(eGI)。由此可見，臭氧處理可作為調控澱粉消化性（xìng）質的潛在方（fāng）式，但臭氧改性澱（diàn）粉作為食品配（pèi）料時可能帶來的（de）安全問題有（yǒu）待研究（jiū）。

圖1 臭氧處理澱粉的裝置示意圖

影響臭氧改性（xìng）澱粉的因素（sù）

1 介質

在幹（gàn）法條件下，澱粉物料（liào）為較低（dī）含水量(約10%)的粉末，澱粉氧化降解的程度（dù）主要受臭氧濃（nóng）度、氣體流速及作用時間（jiān）的影響[19,23]。在（zài）濕（shī）法條件下，除了臭氧濃度、氣（qì）體流速及作用時間的影響外，反應體（tǐ）係中（zhōng）水分及其他共存溶劑同樣是重要（yào）的影響因（yīn）素。Szymanski[30]的研究（jiū）表明，向玉米澱粉乳中（zhōng）以鼓泡方（fāng）式輸入臭氧時（shí），澱粉氧化（huà）程（chéng）度受水分含量的影響較大（dà）：水分含量低於65%時，澱粉氧（yǎng）化程度很（hěn）低(羰基含量0.028～0.030 mol/mol脫水葡萄（táo）糖)，水（shuǐ）分含量在65%～73%時，氧化程度（dù）迅速提升，但繼續增加水分含量（liàng）(從73%到82%)，氧化（huà）程（chéng）度提升緩慢。Szymanski[30]的研究還發現（xiàn），在23 ℃下（xià）反應，以氯仿或以乙酸—水為反應介質比用水為介質可製備較高氧（yǎng）化程度的改性（xìng）澱粉，產物的羰基含量較以水為介質（zhì）時分別提升11.6%和56.2%。因此，濕法條件下對反應溶劑的選擇極為重要。

2 溫度（dù）

以（yǐ）往報道係統研究溫度影響臭氧作用的文獻（xiàn）鮮見。有研究[30]表明，0 ℃和50 ℃比23 ℃的反應溫度條（tiáo）件下，臭氧處（chù）理玉米澱粉具（jù）有較低的羰基含量（liàng），其（qí）原因可能在於，較高溫度容易造成臭（chòu）氧在介質中的溶解度降低，臭氧的分解（jiě）速度加快，而較低溫度則減緩氧化反應的進行。控製合適（shì）的反應溫度可優化（huà）臭氧（yǎng）處理的效果。

3 pH

目前關於（yú）介質pH對（duì）臭氧改性澱粉影（yǐng）響（xiǎng）的文獻報道甚少，Klein等[22]研究發（fā）現隨著pH的增加，澱粉的（de）羰基和羧（suō）基的（de）含量呈（chéng）上升趨勢，氧（yǎng）化程度增加。pH 3.5時（shí），臭氧處理未（wèi）引（yǐn）起木薯澱粉中羰基含（hán）量變化，且無羧基生成；pH 6.5時，羰基含量變化（huà）不顯著，但有羧基產生，含量為0.021%；pH 9.5時，木薯澱粉經臭氧處理（lǐ）後生成的羰基和羧基含量顯著上升(分別為0.011%和0.028%)。該研究[22]還發現，不同pH下處理得到的改性澱粉的糊化行為差異顯著。在pH 3.5製備的改（gǎi）性澱粉在RVA分析中具有很小的峰值黏度、熱糊黏度、崩解值、回生值和冷（lěng）糊黏度；在pH 6.5和9.5條件下處理得到的改（gǎi）性澱粉的熱糊黏度和冷糊黏度較pH 3.5處理組和未處理（lǐ）組的高，其原因可能是在pH 6.5或9.5時，氧化降解的澱粉（fěn）分子之間發生了交聯作用，在一定程度上提升了熱糊穩定性和冷糊的回生（shēng）性。有研究（jiū）[10,21]表（biǎo）明，在水溶液中H+能減緩臭氧分子的降解，使其（qí）與（yǔ）澱粉（fěn）進行直接作（zuò）用，而OH-加速臭（chòu）氧降解，產生高活性氧化產物，從而增大（dà）澱粉改性程度。因此pH對（duì）澱（diàn）粉（fěn）臭（chòu）氧（yǎng）改性（xìng）的影響（xiǎng）需要進（jìn）行係（xì）統研究。

4 共存成分

目前，大多數研究報道（dào）物料（liào）中的共存成分對臭氧作用澱粉起（qǐ）抑製作用。Gozé等[39]研究指出（chū），小麥粉中的澱粉對臭氧的反應活（huó）性顯著低於提取出來的小麥澱粉。Kurdziel等[40]也發現澱粉中共存成分對澱粉氧化具有抑製作用，大麥澱粉較燕麥澱粉具有較低的內源性（xìng）脂質和蛋白質含量，因而在相同條件下氧化試劑對大麥澱粉的降解程度更高。Chan等[41]進一步研究發現脫除蛋白質組分有利於澱粉的臭氧改性。添加外源性物質（zhì）一定程度上也可以改善臭氧對澱粉的改性效果。An等[40]研究了在臭氧處理大米澱粉過程中添加氨基酸對改性效果的影響，其中賴氨酸添加使得臭氧處理的大米（mǐ）澱粉更（gèng）易烹煮，不易老化。因此，內外源（yuán）性物質有望作為工業生產中調（diào）控臭氧作用澱粉的重要手（shǒu）段，值得（dé）深入研究。

結論

臭氧處理是一項正在興起的拓展澱粉功能特性（xìng）或提升澱粉製品品質特性的綠（lǜ）色（sè）改性技術。由於臭氧化學機製十（shí）分複雜[10, 21]，其對澱粉物料的處（chù）理效果受臭氧劑量、作用方式(幹（gàn）法（fǎ）或濕法)、介質、溫度、pH、物料共存成分（fèn）等（děng）的影響（xiǎng）顯著。因（yīn）作用程度不同，臭氧既能漂白澱粉，又可（kě）將澱（diàn）粉（fěn）羥基(C—OH)依次（cì）氧化為羰（tāng）基(C—O)或羧基(COOH)，引起澱粉分子（zǐ）解聚甚至交聯，但相關研究還不深入[42]。基於當前研究狀況（kuàng），後續研（yán）究可從以下方麵加強（qiáng）或（huò）深入：① 臭氧與澱粉（fěn）相互作用機製（zhì），以及內外源（yuán）因素對臭氧改性的影響需要係統研究；② 在工業（yè）生產水平，臭氧（yǎng）能（néng）在多大程度（dù）上改變澱（diàn）粉的分子結構和組成，以及臭氧改（gǎi）性澱粉的應用性能和安全（quán）性需（xū）要（yào）研究；③ 探討臭氧處理與其他方法(如超聲波、冷等離子體、濕熱處理)聯用（yòng）對澱粉加工特性的影響，為開展其工業應用和豐富改性（xìng）澱粉品類鋪平道（dào）路。