白櫟淀粉的特性

尹月斌，涂宗財(cái),2,*，王 輝，張 朋，張 露，寇 玉，黃小琴

(1.南昌大學(xué) 食品科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江西 南昌 330047；2.江西師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，江西 南昌 330022)

白櫟淀粉的特性

尹月斌1，涂宗財(cái)1,2,*，王 輝1，張 朋1，張 露1，寇 玉1，黃小琴1

(1.南昌大學(xué) 食品科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江西 南昌 330047；2.江西師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，江西 南昌 330022)

采用X射線衍射儀、粒度儀、差示掃描量熱儀(DSC)、分光光度計(jì)、質(zhì)構(gòu)儀等對(duì)白櫟淀粉的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)進(jìn)行研究，并與玉米淀粉進(jìn)行比較。結(jié)果表明：白櫟淀粉顆粒粒徑較小，平均粒徑為3.15μm，結(jié)晶結(jié)構(gòu)屬A型，直鏈淀粉含量18.90%，糊化溫度為72.3～84.7℃；白櫟淀粉溶解性和膨潤(rùn)力高于玉米淀粉；白櫟淀粉糊具有透明度低、凝沉性大、凍融穩(wěn)定性差、黏度小、酶解率較高的特點(diǎn)；質(zhì)構(gòu)分析表明白櫟淀粉糊凝膠強(qiáng)度較大，質(zhì)地和口感較好。

白櫟；淀粉；性質(zhì)；結(jié)晶結(jié)構(gòu)；質(zhì)構(gòu)

白櫟(Quercus fabric Hance)系殼斗科(Fagaceae)櫟屬落葉喬木，高10～20m，喜光和溫暖氣候，耐干旱瘠薄，萌芽能力強(qiáng)，在經(jīng)?？撤サ那闆r下萌蘗成灌木狀，是用作水土保持和薪柴等用途的優(yōu)良樹(shù)種。白櫟主要分布于我國(guó)淮河以南、長(zhǎng)江流域、華南、西南各省區(qū)，江西省的低丘山場(chǎng)均有分布，一般生長(zhǎng)于海拔1900m以下丘陵山區(qū)及山坡雜林木中[1]。白櫟的木材強(qiáng)度高，用途極廣泛，亦可用于培養(yǎng)香菇、木耳及造紙；果實(shí)富含淀粉，可釀酒、制豆腐、飼料和粉絲，是名副其實(shí)的綠色食品；落葉可改良土壤；樹(shù)皮、殼斗可提制栲膠等。有些省區(qū)把櫟屬種類(lèi)的堅(jiān)果都稱(chēng)為橡實(shí)，因此白櫟的堅(jiān)果是橡實(shí)的一種[2]。

Lei等[3]對(duì)白櫟中的鞣花單寧進(jìn)行了研究；林世錚等[4]介紹了采用白櫟淀粉制作腐干的工藝；沈?qū)毥萚5]觀察了白櫟的果實(shí)形態(tài)和結(jié)果特性；閔嗣番[6]、劉仁林[7]、汪玉如[2]等分別研究了白櫟果實(shí)的6大營(yíng)養(yǎng)成分、礦質(zhì)元素積累動(dòng)態(tài)規(guī)律；劉仁林等[8]還進(jìn)行了白櫟淀粉提取工藝、櫟粉保藏工藝以及櫟粉豆腐加工技術(shù)的研究。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)白櫟淀粉特性研究較少，本實(shí)驗(yàn)對(duì)白櫟淀粉結(jié)構(gòu)及理化特性進(jìn)行研究，有利于人們進(jìn)一步了解白櫟，開(kāi)發(fā)白櫟產(chǎn)品。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

白櫟 江西萬(wàn)安；玉米淀粉 北京廚大媽食品有限公司；直鏈淀粉標(biāo)品 美國(guó)Sigma公司。

乙醇、a-淀粉酶、硫酸、磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、氫氧化鈉、碘、碘化鉀、葡萄糖等均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

多功能X射線衍射儀 英國(guó)Bede公司；Nicomp380 ZLS激光納米粒度儀 美國(guó)PSS粒度分析儀公司；飛鴿牌TDL-5-A型離心機(jī) 上海安亭科學(xué)儀器廠；T6新世紀(jì)紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì) 北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；差示掃描量熱儀 美國(guó)PE公司；NDJ-8S型數(shù)顯黏度計(jì) 上海精密科學(xué)儀器有限公司；CT3質(zhì)構(gòu)儀 美國(guó)Brookf i eld公司。

1.3 方法

1.3.1 白櫟淀粉制備工藝

白櫟→仁殼分離→水洗→清水浸泡7d(每天換水2次)→磨漿→打漿→200目濾布過(guò)濾→沉降→濾水→沉淀干燥→白櫟淀粉→粉碎過(guò)篩→白櫟淀粉

1.3.2 白櫟淀粉及其直鏈淀粉含量測(cè)定

淀粉測(cè)定參照GB/T 5009.9ü2008《食品中淀粉含量測(cè)定》第一法酶水解法；直鏈淀粉測(cè)定參照GB/T 15683ü2008《大米直鏈淀粉含量的測(cè)定》。

1.3.3 白櫟淀粉粒度分布測(cè)定

將樣品配制成質(zhì)量濃度1g/100mL的溶液，用乙醇為分散劑，采用Nicomp380 ZLS激光納米粒度儀測(cè)定淀粉顆粒的微分粒度分布和平均粒徑。

1.3.4 白櫟淀粉結(jié)晶結(jié)構(gòu)

用X射線衍射儀進(jìn)行測(cè)試得到相應(yīng)的衍射圖，分析淀粉結(jié)晶結(jié)構(gòu)的變化。測(cè)定條件：特征衍射線Cu-Kα靶，石墨單色器，管壓40kV，電流40mA，掃描范圍3e～40e，步長(zhǎng)0.02e/2θ，掃描速率2e/min。相對(duì)結(jié)晶度按公式(1)計(jì)算。

式中：Ia是X射線衍射圖譜中非結(jié)晶區(qū)的面積；Ic是結(jié)晶區(qū)的面積。

1.3.5 白櫟淀粉溶解度和膨潤(rùn)力的測(cè)定[9-10]

配制質(zhì)量濃度為2g/100mL的淀粉乳，取50mL在70℃水浴中攪拌加熱30min，于離心管中以3000r/min離心20min，將上清液傾入已烘干至恒質(zhì)量的鋁盒中，置于90℃水浴中蒸干，在105℃條件下烘干至恒質(zhì)量，得被溶解淀粉質(zhì)量(m1)，稱(chēng)取離心管沉淀物質(zhì)量(m2)，按公式(2)、(3)計(jì)算其溶解度(S)和膨潤(rùn)力。

式中：m為淀粉樣品干基質(zhì)量/g。

1.3.6 白櫟淀粉糊化溫度測(cè)定[11]

用樣品鋁盒稱(chēng)取3.0mg左右的樣品，按樣品、水質(zhì)量比1:2的比例加入去離子水，密封后隔夜放置平衡。用差示掃描量熱儀(DSC)對(duì)糊化溫度進(jìn)行測(cè)定。掃描溫度從30℃到120℃，掃描速率為10℃/min?？毡P(pán)作為參比，記錄起始溫度(To)、峰值溫度(Tp)、終了溫度(Tc)和熱焓值(ΔH)。

1.3.7 白櫟淀粉糊透明度的測(cè)定[10]

稱(chēng)取一定量的淀粉樣品，配成質(zhì)量濃度1g/100mL的淀粉乳，取50mL放于100mL燒杯中，置沸水浴中加熱攪拌15min，并保持淀粉乳的體積不變。冷卻至25℃，以蒸餾水作參照，設(shè)蒸餾水的透光率為100%，在620nm波長(zhǎng)處測(cè)定淀粉糊的透光率。

1.3.8 白櫟淀粉糊凝沉性的測(cè)定[12]

稱(chēng)取一定量的淀粉樣品，配制質(zhì)量濃度為1g/100mL的淀粉乳，在沸水浴中加熱攪拌30min，冷卻至室溫，取10mL置于25mL的具塞刻度試管中，靜置，沉降24h后，下層糊液的體積即為沉降積。

1.3.9 白櫟淀粉糊凍融穩(wěn)定性的測(cè)定[13]

稱(chēng)取一定量樣品，置于燒杯中，配成質(zhì)量濃度3g/100mL的淀粉乳，置入沸水浴中20min，冷卻至室溫。取約30mL倒入預(yù)先已稱(chēng)質(zhì)量的50mL離心管內(nèi)，稱(chēng)質(zhì)量。置入冰箱內(nèi)，—18℃條件下冷凍18h，取出，室溫自然解凍6h。重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)2次，在3000r/min離心20min，去上清液稱(chēng)質(zhì)量，按公式(4)計(jì)算析水率。

式中：m0為離心管質(zhì)量/g；m1為樣品和離心管質(zhì)量/g；m2為離心后沉淀和離心管質(zhì)量/g。

1.3.10 白櫟淀粉糊黏度的測(cè)定

將淀粉樣品配成質(zhì)量濃度為5g/100mL的溶液，沸水浴30min使其糊化溶解，冷卻后采用NDJ-8S型數(shù)顯黏度計(jì)3號(hào)轉(zhuǎn)子，60r/min轉(zhuǎn)速下測(cè)定淀粉糊的黏度。

1.3.11 白櫟淀粉糊酶解率的測(cè)定

準(zhǔn)確稱(chēng)取1.0g淀粉(m)溶于30mL磷酸緩沖液(0.2mol/L、pH6.9)，沸水浴中加熱30min，待冷卻到25℃后加入320單位的a-淀粉酶。60℃恒溫水浴酶解2h后，用5mL 1.0g/100mL的硫酸終止酶解反應(yīng)。離心后用80%乙醇洗未被酶解的產(chǎn)物，再次離心后于80℃烘箱內(nèi)將沉淀物干燥至恒質(zhì)量(m1)，同時(shí)每個(gè)樣品在不加酶的條件下做同樣的操作以校正可溶性糖質(zhì)量(m2)[14]。淀粉酶解率表示為酶解后淀粉質(zhì)量減少率，按式(5)計(jì)算酶解率。

稱(chēng)取一定量的淀粉樣品，配成10g/100mL淀粉乳，在沸水中加熱30min，攪拌使之完全糊化，冷卻至室溫后用CT3型質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定其質(zhì)構(gòu)特性(硬度、彈性、內(nèi)聚性、膠著性、咀嚼性)。測(cè)定參數(shù)為：測(cè)試類(lèi)型TPA質(zhì)構(gòu)分析，探頭TA10，TA-RT-KIT旋轉(zhuǎn)基臺(tái)，樣品規(guī)格20mmh20mm，預(yù)測(cè)試速率2mm/s，測(cè)試速率1mm/s，返回速率1mm/s，目標(biāo)值5mm，間隔時(shí)間5s，數(shù)據(jù)記錄10點(diǎn)/s，負(fù)載單元100g。

2 結(jié)果與分析

2.1 白櫟淀粉含量、粒徑及溶解性

表 1 白櫟淀粉含量、粒徑及溶解性的測(cè)定Table 1 Starch content, particle size and solubility of Quercus fabricHance

由表1可知，白櫟淀粉含量及直鏈淀粉含量都比玉米淀粉含量低，白櫟淀粉平均粒徑為3.15μm，與玉米淀粉平均粒徑相比顆粒相對(duì)較小。而直鏈淀粉含量與粒徑大小會(huì)直接影響淀粉的糊化特性，故白櫟淀粉與玉米淀粉存在較大差異。溶解度與膨潤(rùn)力反映了淀粉與水之間相互作用的大小。白櫟淀粉的溶解度和膨潤(rùn)力都不大，但都大于玉米淀粉，說(shuō)明白櫟淀粉較玉米淀粉易溶解吸水膨脹。

2.2 白櫟淀粉晶體結(jié)構(gòu)

Hance starch and corn starch圖 1 白櫟淀粉的X射線衍射圖譜Fig.1X-ray diffrance pattens of Quercus fabric

由圖1可知，淀粉的X 射線衍射圖譜由尖峰衍射特征和彌散衍射特征兩部分組成，是典型多晶體系的衍射曲線，說(shuō)明淀粉結(jié)晶結(jié)構(gòu)包括結(jié)晶區(qū)與非結(jié)晶區(qū)(無(wú)定形區(qū))。白櫟淀粉和玉米淀粉在2θ為15.1e、17.2e、18e、23.5e附近都有強(qiáng)特征衍射峰，呈現(xiàn)與玉米淀粉相同的A型結(jié)晶形態(tài)，由此推斷白櫟淀粉晶體結(jié)構(gòu)也為A型。經(jīng)計(jì)算得知白櫟淀粉和玉米淀粉結(jié)晶度分別為48.1%和26.5%，這可能主要由于白櫟淀粉的支鏈淀粉比玉米淀粉含量高，而支鏈淀粉主要形成結(jié)晶區(qū)，故白櫟淀粉結(jié)晶度更大。

2.3 白櫟淀粉糊化溫度

由表2可知，白櫟淀粉的糊化溫度高于玉米淀粉的糊化溫度，這主要與白櫟淀粉的顆粒大小、淀粉組成及結(jié)晶結(jié)構(gòu)等有關(guān)。一般來(lái)說(shuō)，小顆粒淀粉內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊密，糊化溫度比大顆粒高；支鏈淀粉含量高，結(jié)晶度大，糊化溫度和糊化焓也增大[17]。白櫟淀粉顆粒粒徑比玉米淀粉小，支鏈淀粉含量高，故其糊化溫度更高。

2．在研究?jī)?nèi)容上，中日都試圖從影響與被影響的關(guān)系中尋求思想源頭，從政治與文學(xué)的關(guān)系，即文學(xué)語(yǔ)言與民族國(guó)家的相互影響相互作用即共生關(guān)系著眼，這也是為了進(jìn)一步明晰文學(xué)的本質(zhì)。

表 2 白櫟淀粉的糊化參數(shù)Table 2 Gelatinization parameters of Quercus fabric Hance starch and corn starch

2.4 白櫟淀粉糊的特性

表 3 白櫟淀粉糊的特性Table 3Paste properties of Querus fabric Hance starch and corn starch

透明度是淀粉糊所表現(xiàn)出的重要外在特征之一，直接關(guān)系到淀粉類(lèi)產(chǎn)品的外觀和用途[18]。冷凍和解凍會(huì)使淀粉糊出現(xiàn)脫水收縮的現(xiàn)象，這是由于冷凍是一個(gè)劇烈的過(guò)程，會(huì)對(duì)淀粉糊的結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重破壞[19]。析水率越低，凍融穩(wěn)定效果越好。由表3可知，白櫟淀粉的透明度、凝沉性、凍融穩(wěn)定性比玉米淀粉差，黏度比玉米淀粉小，而酶解率比玉米淀粉大，這與淀粉糊化程度有關(guān)，說(shuō)明白櫟淀粉更易水解。

2.5 白櫟淀粉質(zhì)構(gòu)特性

表 4 白櫟淀粉質(zhì)構(gòu)特性參數(shù)Table 4 Texture prof i le analysis (TPA) parameters of Quercus fabric Hance starch and corn starch

由表4可知，白櫟淀粉硬度、黏性、膠著性比玉米淀粉大，說(shuō)明白櫟淀粉凝膠強(qiáng)度較大，具有較好的質(zhì)地；而彈性、咀嚼性和內(nèi)聚性比玉米淀粉小，說(shuō)明白櫟淀粉凝膠易破碎、口感較好、適宜食用。

3 結(jié) 論

3.1 白櫟淀粉顆粒結(jié)構(gòu)測(cè)定表明其屬A型結(jié)晶結(jié)構(gòu)，顆粒粒徑較小，平均粒徑為3.15μm。白櫟淀粉直鏈淀粉含量為18.90%。

3.2 白櫟淀粉溶解性和膨潤(rùn)力高于玉米淀粉。白櫟淀粉糊透明度低、凝沉性大、凍融穩(wěn)定性差、黏度小、酶解率較高。白櫟淀粉糊經(jīng)質(zhì)構(gòu)分析表明其硬度和黏性較大，咀嚼性和內(nèi)聚性比玉米淀粉小，具有較好的質(zhì)地和口感。

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Characteristics of Starch from Quercus fabric Hance

YIN Yue-bin1，TU Zong-cai1,2,*，WANG Hui1，ZHANG Peng1，ZHANG Lu1，KOU Yu1，HUANG Xiao-qin1
(1. State Key Laboratory of Food Science and Technology, Nanchang University, Nanchang 330047, China；2. College of Life Science, Jiangxi Normal University, Nanchang 330022, China)

The structure and properties of starch extracted from Quercus fabric Hance were systematically studied using X-ray diffraction (XRD) spectroscopy, laser scattering spectroscopy, differential scanning calorimetry (DSC), spectrophotometry and texture analysis and were compared with those of corn starch. The results indicated that Quercus fabric Hance starch had quite small granules with an average size of 3.15 μm. This starch contained 18.90% of amylase and had a gelatinization temperature ranging from 72.3 to 84.7 ℃. The X-ray pattern indicated that it belonged to crystal structure type A. The solubility and swelling power were bigger than those of corn starch. Quercus fabric Hance starch paste showed low transparency, strong retrogradation, poor freeze-thaw stability, small viscosity and high enzymatic hydrolyzability. Furthermore, texture analysis indicated its high gel strength and good texture and taste.

Quercus fabric Hance；starch；property；crystal structure；texture

TS235.5

A

1002-6630(2013)01-0057-04

2011-11-01

教育部博士點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)基金項(xiàng)目(20093601110003)

尹月斌(1988ü)，男，碩士研究生，研究方向?yàn)槭称房茖W(xué)。E-mail：yinyuebin2008@163.com

*通信作者：涂宗財(cái)(1965ü)，男，教授，博士，研究方向?yàn)槭称焚Y源開(kāi)發(fā)與利用。E-mail：tuzc_mail@yahoo.com.cn