鷹嘴豆淀粉與玉米淀粉性質(zhì)的比較

顧 楠 劉美艷 趙國華，2

(西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院1，重慶 400715)

(重慶市農(nóng)產(chǎn)品加工技術(shù)重點實驗室西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院2，重慶 400715)

鷹嘴豆淀粉與玉米淀粉性質(zhì)的比較

顧 楠1劉美艷1趙國華1，2

(西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院1，重慶 400715)

(重慶市農(nóng)產(chǎn)品加工技術(shù)重點實驗室西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院2，重慶 400715)

研究了新疆產(chǎn)鷹嘴豆淀粉的一些基本性質(zhì)，并與玉米淀粉進行比較，發(fā)現(xiàn)鷹嘴豆淀粉中直鏈淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為31.8%，高于玉米淀粉的直鏈淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)(26.6%);通過電鏡掃描發(fā)現(xiàn)鷹嘴豆淀粉顆粒表面光滑，形狀多數(shù)為橢圓形、鵝卵石狀，少數(shù)為圓形，而玉米淀粉顆粒多為圓形，呈多角狀;粒度分析表明鷹嘴豆淀粉的粒徑范圍是6.39 ～41.80 μm，體積平均粒徑是 16.77 μm，而玉米淀粉粒徑范圍是 4.02 ～33.35 μm，體積平均粒徑是14.60 μm;鷹嘴豆淀粉持水力、溶解度優(yōu)于玉米淀粉，透光率低于玉米淀粉;差示掃描量熱(DSC)分析發(fā)現(xiàn)鷹嘴豆淀粉糊化溫度為60.6～71.8℃，相變熱焓值為7.12 J/g;玉米淀粉糊化溫度為65.4～75.1 ℃，相變熱焓值為 10.61 J/g。

鷹嘴豆 玉米 淀粉 理化性質(zhì)

鷹嘴豆是世界上栽培面積較大的豆類作物，在我國新疆等地區(qū)有一定面積的分布，屬于高營養(yǎng)豆類植物，其種子除富含多種植物蛋白外，還含有多種氨基酸、維生素、粗纖維及鈣、鎂、鐵等成分。鷹嘴豆淀粉具有板栗風(fēng)味，可同小麥一起磨成混合粉食用，另外鷹嘴豆淀粉是棉、毛、絲紡織原料上漿和拋光的上等材料并且可以作膠黏劑，因此研究鷹嘴豆淀粉的理化性質(zhì)對食品工業(yè)及紡織工業(yè)具有積極的指導(dǎo)意義。

通過與玉米淀粉作對比，研究鷹嘴豆淀粉的理化性質(zhì)，主要包括淀粉顆粒的形態(tài)、粒度大小等性質(zhì)，以及糊的持水力、透光率、溶解度等性質(zhì)，以期為鷹嘴豆淀粉的開發(fā)利用提供借鑒。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鷹嘴豆:產(chǎn)自新疆;玉米淀粉:市售;所需試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

722－P型可見光分光光度計:上海精科科學(xué)儀器廠;Spectrum 100紅外光譜儀:PerkinElmer公司;S－3000N型掃描電子顯微鏡:日本HITACHI公司;LS－pop(6)型激光粒度分析儀:深圳歐美克儀器公司;200F3型DSC差示掃描量熱儀:德國Netzsch公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 鷹嘴豆淀粉的制備［1］

按以下方法制備鷹嘴豆淀粉。

挑選飽滿的鷹嘴豆→Na2SO3溶液浸泡、除皮→粉碎機粉碎→膠體磨打漿→過濾、濾液沉淀→NaOH溶液脫蛋白→水洗、烘干→過100目篩

1.3.2 鷹嘴豆淀粉成分的分析

水分測定采用105℃恒重法［2］;蛋白質(zhì)測定采用微量凱氏定氮法［3］;脂肪測定采用索氏抽提法［4］;灰分測定采用直接灰化法［5］;淀粉含量的測定采用酸水解測定還原糖法［6］。

1.3.3 鷹嘴豆淀粉的直鏈淀粉含量測定［7］

根據(jù)不同直鏈、支鏈淀粉不同比例配制一定濃度梯度的馬鈴薯直鏈淀粉標(biāo)準(zhǔn)溶液，與碘試劑顯色，并在720 nm處讀取吸光度，以直鏈淀粉含量為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。然后對鷹嘴豆淀粉和玉米淀粉樣品進行預(yù)處理并和碘液顯色，測定吸光度，參照標(biāo)準(zhǔn)曲線對兩種樣品的直鏈淀粉含量進行計算。

1.3.4 鷹嘴豆淀粉顆粒電鏡掃描

將雙面膠帶貼于掃描鏡的載物臺上，沾取少許干燥后的淀粉樣品輕輕在雙面膠上涂抹均勻。用洗耳球吹去多余淀粉，然后將載物臺放入鍍金儀器中，用離子濺射鍍膜儀將樣品噴炭鍍金，取出放入掃描電鏡，電子槍加速電壓為15 kV，在不同放大倍數(shù)下觀察淀粉顆粒形態(tài)。

1.3.5 鷹嘴豆淀粉粒度分布

稱取50 mg淀粉，加入50 mL蒸餾水，攪拌均勻，放入儀器的樣品池中進行測定。測定條件如下:樣品折射率2.00，介質(zhì)折射率1.33，遮光比為10.0%，分散劑為蒸餾水，超聲時間1 min。

1.3.6 鷹嘴豆淀粉溶解度及糊的透光率、持水力測定

配置2.0%的淀粉乳分別在溫度為60、65、70、75、80、85、90 ℃ 的 水 浴 中 攪 拌 30 min，再 以3 000 r/min離心20 min，分離上清液，烘干稱重為水溶淀粉量，計算溶解度［8］。

配置1.0%的淀粉乳，冷卻至室溫，取10 mL在620 nm的波長下測透光率［9］。

稱取干重0.10 g的樣品置于預(yù)先稱好的離心管A(g)中，加入蒸餾水10 mL，置于60℃的水浴鍋中振蕩加熱30 min，以3 000 r/min速度離心20 min，傾去上清液后稱重記為B(g)，計算持水力［10］。

同樣條件下測定玉米淀粉的溶解度、透光率、持水力，并進行比較。

1.3.7 鷹嘴豆淀粉的熱力學(xué)性質(zhì)

使用差示掃描量熱儀(DSC)進行分析:稱取樣品約10 mg于鋁盤中，用微量移液器加入蒸餾水，使淀粉樣品濃度達到40%，混合后總質(zhì)量不超過30 mg，壓緊鋁盤，進行掃描分析，操作參數(shù)為加熱速度5℃/min，加熱范圍為30～100℃。

2 結(jié)果與分析

2.1 鷹嘴豆粗淀粉基本組分的分析

由表1可知，所得鷹嘴豆粗淀粉中淀粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85.10%，淀粉的純度較高，表明濕法提取鷹嘴豆淀粉是有效可行的;對購買的玉米淀粉進行純化處理后，淀粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達到82.28%，可以用所得淀粉進行后續(xù)測定和比較。

表1 鷹嘴豆和玉米粗淀粉中基本組分的含量

由表1也可以看出二者直鏈淀粉含量大體接近，略有差異:即鷹嘴豆淀粉中直鏈淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為31.8%，略高于玉米淀粉中的直鏈淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)(26.6%)，由此可以推測鷹嘴豆淀粉的碘藍值會稍高于玉米淀粉，消化率可能略遜于玉米淀粉。

2.2 鷹嘴豆淀粉顆粒形態(tài)

如圖1所示，鷹嘴豆淀粉顆粒如鵝卵石狀，大小不一，絕大部分是橢圓形，小部分呈球形，表面光滑，一部分有凹陷;而如圖2所示，玉米淀粉顆粒稍小，在放大2 000倍的情況下可見其顆粒多數(shù)為圓形，呈不規(guī)則的多角狀。

圖3 鷹嘴豆淀粉與玉米淀粉粒度微分分布曲線

2.3 鷹嘴豆淀粉粒度分布

由圖3及表2可知鷹嘴豆淀粉的粒徑范圍是6.39 ～41.80 μm，玉米淀粉粒徑范圍是 4.02 ～33.35 μm，分別通過體積平均粒徑和體－面平均粒徑的比較，發(fā)現(xiàn)鷹嘴豆淀粉平均粒徑比玉米淀粉大。

表2 鷹嘴豆淀粉粒度分布特征值

2.4 鷹嘴豆淀粉的溶解度、透光率及持水力

通過和玉米淀粉的比較(圖4)，發(fā)現(xiàn)鷹嘴豆淀粉溶解度在相同溫度下總高于玉米淀粉，可能是因為玉米淀粉顆粒較小，顆粒內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊密，并且含有較高的脂類化合物，抑制了淀粉的溶解;從表3可以看出鷹嘴豆淀粉糊的透光率小于玉米淀粉，即鷹嘴豆淀粉糊透明度比玉米淀粉差，原因可能是鷹嘴豆淀粉中直鏈淀粉含量略高于玉米的直鏈淀粉，而直鏈淀粉在糊化過程中，首先從淀粉粒中逸出，很容易發(fā)生分子重排和相互締合，而淀粉分子重新排列相互締合的程度是影響淀粉糊透明度的重要因素［11］;研究發(fā)現(xiàn)鷹嘴豆淀粉的持水能力高于玉米淀粉，即鷹嘴豆淀粉保水性要好一些，說明鷹嘴豆淀粉顆粒結(jié)合水的能力優(yōu)于玉米淀粉。

圖4 鷹嘴豆淀粉與玉米淀粉溶解度的比較

表3 鷹嘴豆淀粉糊透光率、持水力與玉米淀粉的比較

2.5 鷹嘴豆淀粉的熱力學(xué)性質(zhì)

由圖5和表4可知，鷹嘴豆淀粉的糊化溫度范圍是60.6～71.8℃，玉米淀粉的糊化溫度是65.4～75.1℃;鷹嘴豆淀粉糊化相變熱焓值是7.12 J/g，而玉米淀粉是10.61 J/g，根據(jù)相變的熱焓值大，則糊化所需要的能量大，糊化較難進行［12］，可以得出結(jié)論:鷹嘴豆淀粉比玉米淀粉更易糊化。原因可能是在糊化過程中，顆粒越小越難糊化，鷹嘴豆淀粉顆粒比玉米淀粉顆粒大，鷹嘴豆淀粉晶體結(jié)構(gòu)就比玉米淀粉容易被破壞，所以鷹嘴豆淀粉的糊化溫度稍低，相變熱焓值較小，比玉米淀粉更易糊化。

圖5 鷹嘴豆淀粉和玉米淀粉的DSC圖

表4 鷹嘴豆淀粉和玉米淀粉DSC特征值

3 結(jié)論

通過對鷹嘴豆淀粉和玉米淀粉理化性質(zhì)的比較可知:鷹嘴豆淀粉顆粒不同于玉米淀粉顆粒的圓形或多角形，其顆粒絕大部分是橢圓形，如鵝卵石狀，大小不一，很少的一部分呈球形，形狀不規(guī)則，有一些表面有凹痕，粒徑范圍是 6.39 ～41.80 μm，體積平均粒徑是16.77μm，玉米淀粉粒徑范圍是4.02～33.35 μm，體積平均粒徑是 14.60 μm。鷹嘴豆淀粉直鏈和支鏈淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別是31.8%和68.2%，而玉米淀粉直鏈和支鏈淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別是26.6%和73.4%;通過和玉米淀粉的比較可知鷹嘴豆淀粉糊的透光率比玉米淀粉糊低，鷹嘴豆淀粉持水力比玉米淀粉高，在水中的溶解性比玉米淀粉好。鷹嘴豆淀粉的糊化溫度是60.6～71.8℃;總體略低于玉米淀粉的糊化溫度65.4 ～75.1 ℃，焓變值7.12 J/g，低于玉米淀粉的焓變值10.61 J/g，鷹嘴豆淀粉比玉米淀粉更易糊化。

［1］繆銘，江波，張濤，等.不同品種鷹嘴豆淀粉的理化性質(zhì)研究［J］.食品科學(xué)，2008，29(6):79 －82

［2］GB/T 5009.3—2003 食品中水分的測定［S］

［3］GB/T 5009.5—2003 食品中蛋白質(zhì)的測定［S］

［4］GB/T 5009.6—2003 食品中脂肪的測定［S］

［5］GB/T 5009.4—2003 食品中灰分的測定［S］

［6］GB/T 5514—2008糧油檢驗、糧食、油料中淀粉的測定［S］

［7］GB/T 15683—2008大米 直鏈淀粉含量的測定［S］

［8］American Association of Cereal Chemist(AACC).Approved Methods of the AACC［M］.America:AACC，1995

［9］顧娟，洪雁，顧振彪.蕎麥淀粉理化性質(zhì)的研究［J］.食品與發(fā)酵工業(yè)，2008，34(4):36 －39

［10］Park，Kim.Physicochemical properties of chestnut starch［J］.Journal of the Korean Agricultural Chemical Society，1982，25(4):218 －223

［11］易醒，張建平，肖小年.江西產(chǎn)澤瀉淀粉理化特性的研究［J］.食品科學(xué)，2008，29(11):102 －105

［12］Pham V H，Naofumim.Chemical compositions，fine structure and physicochemical properties of kudzu(Pueraria lobata)starches from different regions［J］.Food Chemistry，2007，105:749－755.

Comparative Study on Properties of Chickpea Starch and Corn Starch

Gu Nan1Liu Meiyan1Zhao Guohua1，2
(College of Food Science，Southwest University1，Chongqing 400715)
(Key Laboratory of Agro－processing Technologies in Chongqing Province，College of Food Science，Southwest University2，Chongqing 400715)

In this paper，some basic properties of Xinjiang chickpea starch was researched，and then compared with those of corn starch.It has been found that the mass fraction of amylose starch in chickpea starch was 31.8%，which was higher than that(26.6%)of the corn starch;by scanning starch granules with an electron microscopy，it was found that chickpea starch grain was smooth in surface，mainly in the form of oval and cobblestone and rarely in round，while the corn starch grain was mainly round with multiple angles.The particle size analysis showed that the particle size of chickpeas starch ranged from 6.39 to 41.80 μm，and the volume average particle size was 14.60 μm，while those of the corn starch were from 4.02 ～33.35 μm and 14.60 μm respectively.Besides，the water holding capacity and solubility of chickpea starch were better than those of the corn starch，of which the light transmittance was lower than that of the corn starch.The differential scanning calorimetry(DSC)analysis showed that the gelatinization temperature of the chickpea starch was between 60.6 ℃ and 71.8 ℃，and the phase transition enthalpy value was 7.12 J/g，while those of the corn starch was between 65.4 ℃ and 75.1 ℃ and 10.61 J/g respectively.

chickpea，corn，starch，property

TS231

A

1003－0174(2011)09－0048－04

2010－10－19

顧楠，男，1986年出生，碩士，食品化學(xué)與營養(yǎng)學(xué)

趙國華，男，1971年出生，教授，博士，食品化學(xué)與營養(yǎng)學(xué)