青藏區(qū)主要青稞品種淀粉理化特性分析

頓珠次仁，張文會，強小林

（西藏自治區(qū)農牧科學院農業(yè)研究所，西藏拉薩850032）

青藏區(qū)主要青稞品種淀粉理化特性分析

頓珠次仁，張文會，強小林*

（西藏自治區(qū)農牧科學院農業(yè)研究所，西藏拉薩850032）

以青藏區(qū)主要青稞品種藏青25、冬青8號、藏青148、喜拉19、昆侖12號、藏青320、北青6號為材料，采用濕法提取淀粉，對青稞淀粉理化特性進行分析。結果表明，7種青稞淀粉顆粒多為圓餅狀，表面光滑；其偏光十字形狀及明顯程度差異不大，十字交叉點都接近于淀粉顆粒的中心位置，呈“X”形；平均粒徑為18.30μm～20.17μm，其中藏青148的淀粉顆粒粒徑最小，冬青8號的最大；直鏈淀粉含量由高到低依次為：冬青8號＞昆侖12號＞藏青320＞藏青148＞喜拉19＞北青6號＞藏青25，具有顯著性差異；淀粉糊的透明度和熱糊穩(wěn)定性均較好。

青稞；淀粉；顆粒特性；淀粉糊特性

青稞（Hordeum Vulgare L.var.nudum Hook f）是藏區(qū)人民對當?shù)芈愦篼湹乃追Q，在其他產區(qū)也稱米大麥、米麥、裸麥、裸大麥、元麥[1]，屬禾本科植物，是大麥的變種，主要分布于西藏、青海、甘肅、四川阿壩及甘孜州。青稞是一種重要的高原谷類作物，生長期短，高產早熟，適應性廣，特別耐寒，是青藏高原一年一熟的高寒河谷種植的標志性作物。據(jù)報道，青稞籽粒中淀粉占有很大比例，約占籽粒干重的60％～75％，其中直鏈淀粉含量在0％～45％之間。淀粉理化特性對原料加工和食品最終品質有重要影響[2]。隨著生產的發(fā)展、人民生活水平的提高和飲食結構的改善，青稞已不再單純是糧食兼飼料作物，更是釀造、醫(yī)藥保健品等的加工原料，其精深加工增值潛力巨大。本研究選取冬青8號、藏青25、藏青148、北青6號、昆侖12號、喜拉19、藏青320為原料，研究其淀粉理化特性，為青稞淀粉的應用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

藏青25、冬青8號、藏青148、喜拉19、昆侖12號、藏青320、北青6號7個青稞品種，均由西藏農科院提供，各品種的淀粉在實驗室條件下，采用濕法提取。

無水亞硫酸鈉、碘化鉀、碘等試劑均為分析純。

1.2 儀器與設備

Kjeltec2100半自動凱氏定氮儀：瑞典富斯-特卡托公司；Micro-Visco-Amylo-Graph布拉本德微型糊化黏度儀：德國BrabenderOHG公司；Mastersizer 2000E激光粒度分析儀：英國馬爾文公司；JSM-6360LV掃描電子顯微鏡：日本電子公司；紫外-可見光分光光度計：日本島津公司；DMBA400數(shù)碼偏光顯微鏡：麥克奧迪實業(yè)集團中國有限公司；FW 100高速萬能粉碎機：天津泰斯特儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 青稞淀粉濕法提取

參考郭神旺等[3]的方法。

1.3.2 青稞淀粉組成分析

粗蛋白測定：半微量凱氏定氮法，參考GB5511-1985《糧食、油料檢驗粗蛋白質測定》。

水分測定：參考GB5512-1985《糧食、油料檢驗粗脂肪測定》。

總淀粉測定：AACC淀粉總量檢測試劑盒。

1.3.3 青稞淀粉理化性質

1.3.3.1 青稞淀粉的顆粒特性

1）掃描電子顯微鏡觀察

將待測樣品均勻分布在有導電雙面膠的樣品臺面上，放在HVS-SGB噴金機上，真空條件下噴上一層鉑金，然后固定在載物臺上，置于掃描電子顯微鏡JSM-6360LV下觀察。

2）偏光十字觀察

以水作溶劑，制備適宜濃度的淀粉乳，置于載玻片上，蓋上蓋玻片，在DMBA400數(shù)碼偏光顯微鏡下觀察淀粉顆粒的偏光十字。

3）淀粉顆粒的粒徑分布

將淀粉懸浮于水中，超聲波分散20 s后進樣，在Mastersizer2000E激光粒度儀下進行測定。

4）淀粉顆粒直支比

參考GB/T15683-1995中稻米直鏈淀粉含量的測定方法。

5）碘藍值

準確稱量0.050 g淀粉粉末，用1mL無水乙醇潤濕，后加入10mL 0.5mol/L的KOH溶液，置于65℃水浴中振蕩至樣品完全分散溶解，冷卻后定容到50mL。取1.0mL樣液，加入10mL去離子水，用0.1mol/L的HCl調pH至3左右，再加入0.5mL碘試劑，用去離子水定容至100mL，靜置20min后，于680 nm波長下用分光光度計比色，結果以干基表示?？瞻子?.5mL 0.1mol/L的HCI和0.5mL碘試劑加入少量蒸餾水中，后定容至100mL。

淀粉碘藍值=OD680（吸光度值）×4/樣品濃度（mg/ 100mL）

1.3.3.2 青稞淀粉糊特性

1）溶解度與膨潤力

參考繆銘等[4]和張濤[5]方法。

2）淀粉糊黏度參數(shù)

參考張國權等[6]方法。

3）淀粉糊透明度

參考繆銘等[4]的方法。

2 結果與分析

2.1 濕法提取青稞淀粉的組成分析

濕法提取青稞淀粉的組成分析結果見表1。

表1 濕法提取青稞淀粉的組成（干基）Table1 Com position of highland barley starch for wet extraction（dry basis）

由表1可以看出，經(jīng)濕法提取后，7種青稞淀粉的蛋白質殘留都小于0.5％，淀粉含量高于90％，符合淀粉測定的要求[7]。

2.2 青稞淀粉的顆粒特性

2.2.1 淀粉顆粒形貌

淀粉顆粒形貌見圖1。

圖1 各青稞淀粉顆粒形貌和偏光十字照片（×400）Fig.1 Starch granule morphology and the polarized light photo of the highland barley（×400）

從圖1（A-G）可以看出，7種青稞淀粉的顆粒形貌相近，差別不大，多為圓餅狀，且表面光滑。由圖1（ag）可以看出，不同青稞品種淀粉顆粒的偏光十字形狀及明顯程度差異不大，十字交叉點都接近于淀粉顆粒的中心位置，呈“X”形。偏光十字（雙折射）的強弱可能是淀粉粒的大小、形狀和顆粒對光束的取向差異造成的[8]。由于完整顆粒才能呈現(xiàn)清晰地黑色十字雙折射圖像），7種淀粉均有典型的偏光十字，呈現(xiàn)完整的天然淀粉顆粒。

2.2.2 青稞淀粉顆粒的粒徑分布

青稞淀粉顆粒的粒徑分布結果見表2。

表2 青稞淀粉顆粒粒徑分布Table2 Starch particle size distribution of high land barley

表2結果表明，參試青稞淀粉的體積平均粒徑為18.30μm～20.17μm，7種青稞淀粉的體積平均粒徑為19.27μm；粒徑小于10μm的小顆粒淀粉的體積百分數(shù)約占7％左右，粒徑大于10μm的大中顆粒淀粉約90％左右；粒徑處于10μm～30μm的淀粉顆粒占有的體積百分數(shù)遠遠高于小顆粒和大顆粒所占百分體積；青稞品種不同，其淀粉顆粒的粒徑大小差異較大，體積平均粒徑最小的是藏青148，最大的是冬青8號。

2.2.3 青稞淀粉顆粒組成特性

青稞淀粉顆粒組成特性見表3。

表3 青稞淀粉顆粒組成特性Table3 Starch granule composition properties of highland barley

淀粉顆粒直支鏈淀粉含量決定淀粉的用途。由表3可以看出，青稞淀粉顆粒內部的直鏈淀粉含量由高到低的順序依次為：冬青8號＞昆侖12號＞藏青320＞藏青148＞喜拉19＞北青6號＞藏青25，且直鏈淀粉含量在7個青稞品種的淀粉中具有顯著性差異。

碘藍值反映了淀粉吸附碘能力的大小，與直鏈淀粉含量、分子大小以及支鏈淀粉分子量大小、分子結構有關。由于直鏈淀粉的線性聚合度高，故直鏈淀粉含量越高，碘藍值也越大。從表3可以看出，7種青稞淀粉中藏青25的碘藍值最大，為0.33；藏青320的碘藍值最小，與其對應的淀粉的直鏈淀粉含量不是7個青稞品種淀粉中的最大值和最小值，說明在研究的7個青稞品種中，其淀粉顆粒中支鏈淀粉可能具有更多的長側鏈與碘絡合，使得碘藍值含量增加。

2.3 青稞淀粉糊特性

2.3.1 膨潤力和溶解度

淀粉溶解度（SA）和膨脹力（SP）隨溫度變化的曲線如圖2、圖3所示。

圖2 不同品種青稞淀粉的溶解度Fig.2 Solubility of in different varieties of barley starch

圖3 不同品種青稞淀粉的膨潤力Fig.3 Swelling power in different varieties of barley starch

由圖2可以看出，7種青稞淀粉的溶解度均隨著溫度的升高而增大。溫度處于50℃～80℃時，淀粉顆粒吸水膨脹逐漸增加，SA隨之增加；80℃后均迅速增長，藏青320的增加幅度最大，可能是由于此時大顆粒較多，直鏈淀粉含量較高，加熱后顆粒破碎，溶出物較多的原因。

從圖3可以看出，7種不同青稞品種的淀粉顆粒的膨潤能力隨著溫度的升高均增強。青稞淀粉潤脹時存在初期膨脹階段和快速膨脹階段，因為在升溫過程中，隨著溫度接近淀粉的糊化溫度，淀粉的微晶束結構開始松動，從而使淀粉暴露出來的極性基團與水結合，使淀粉顆粒急劇吸收周圍的水分，造成其膨脹力快速增加[9]。

2.3.2 淀粉糊透明度

各青稞淀粉糊的透光率見圖4。

圖4 各青稞淀粉糊的透光率Fig.4 The light transmittance of highland barley starch

透光率反映淀粉糊透明度的高低，顯示淀粉與水結合能力的強弱。淀粉糊的透光率越大，表明其透明度越好。由圖4可知，7種青稞淀粉糊的透明度存在差異，其中北青6號淀粉糊的透光率最大，透明度最好；藏青148淀粉糊的透光率最小，透明度也就最差?？偟膩碚f，總淀粉含量高的淀粉糊的透明度較好。

2.3.3 淀粉糊黏度特性

各青稞淀粉黏度指標結果見表4。

表4 各青稞淀粉黏度指標Table4 Viscosity index of the highland barley starch

由表4可以看出，7種青稞淀粉的峰值黏度在114BU～244BU之間，其中北青6號的峰值黏度最大，達到244BU；藏青320、藏青25、藏青148號之間的峰值黏度差異不大；喜拉19、昆侖12號、冬青8號的峰值黏度比較接近。北青6號淀粉的峰值黏度明顯高于另外6種青稞淀粉，可能與淀粉中小顆粒淀粉結構有關，因為小顆粒淀粉在顆粒中堆積緊密，吸水膨脹后顆粒之間相互摩擦，作用力大，從而使淀粉糊的黏度增大。

回生值在一定程度上可以說明淀粉糊的老化的程度。參試的7種青稞淀粉，北青6號的回生值最大為53 BU，藏青25的回生值最小為6 BU，這可能與直鏈淀粉含量低、支鏈淀粉含量過高有關，因為支鏈淀粉分子具有較多（大）的側鏈，在溶液中空間障礙大，導致被打亂的直鏈淀粉分子鏈在冷卻過程中不易于取向，不易于老化。淀粉顆粒突然膨脹的溫度稱為糊化溫度，糊化溫度也是淀粉糊化特性中比較重要的指標之一，由表3可以看出，除喜拉19和北青6號外，其余藏青25、冬青8號、藏青148、昆侖12號、藏青320 6中青稞淀粉的糊化溫度非常接近，在87℃左右；而喜拉19淀粉的糊化溫度要高于另外6種青稞淀粉，這可能與喜拉19淀粉中小顆粒淀粉含量較多有關，B淀粉內部結構緊密，糊化困難，糊化溫度高。

峰值黏度與最低黏度的差值為破損值，破損值的高低，可以表明淀粉的熱糊穩(wěn)定性的好壞。北青6號的破損值為6BU，藏青25的破損值為5BU，其余5種青稞淀粉的破損值均為0，表明其熱糊穩(wěn)定性均較好。

3 結論

1）青稞淀粉顆粒多為圓餅狀，表面光滑；其偏光十字形狀及明顯程度差異不大，十字交叉點都接近于淀粉顆粒的中心位置，呈“X”形。

2）參試的青稞淀粉的體積平均粒徑在18.30μm～ 20.17μm范圍內，7種青稞淀粉的體積平均粒徑的平均值為19.27μm；粒徑小于10μm的小顆粒淀粉的體積百分數(shù)約占7％左右，顆粒粒徑大于10μm的大中顆粒淀粉約90％左右。

3）青稞淀粉顆粒內部的直鏈淀粉含量由高到低的順序依次為：冬青8號＞昆侖12號＞藏青320＞藏青148＞喜拉19＞北青6號＞藏青25，且具有顯著性差異。藏青25的碘藍值最大，藏青320的碘藍值最小。

4）青稞淀粉的溶解度和膨潤力都隨著溫度的升高而增大，但增加的程度不盡相同。

5）青稞淀粉糊的透明度存在差異，其中北青6號淀粉糊的透光率最大，透明度最好；藏青148淀粉糊的透光率最小，透明度最差。

6）青稞淀粉的峰值黏度為114 BU～244 BU，北青6號的峰值黏度、回生值最大，破損值最大，熱糊穩(wěn)定性最差，起始糊化溫度最低。除北青6號和藏青25號外，其余5種青稞淀粉的熱糊穩(wěn)定性均較好。

[1]謝宗萬.本草綱目藥物彩色圖鑒[M].北京:人民衛(wèi)生出版社,2001: 221

[2]鄭學玲,張玉玉,張杰.青稞淀粉理化特性的研究[J].中國糧油學報,2011,26(4):30-36

[3]郭神旺,王充,單玉琳,等.甘肅主要雜豆淀粉理化特性分析[J].食品科學,2012,33(1):127-132

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

[5]張濤,繆銘,江波.不同品種鷹嘴豆淀粉糊與凝膠特性研究[J].食品與發(fā)酵工業(yè),2007,33(9):6-10

[6]張國權,師學文,羅勤貴.陜西主要蕎麥品種的淀粉理化特性分析[J].西北農林科技大學學報:自然科學版,2009,37(5):105-113

[7]杜雙奎,于修燭,楊雯雯,等.扁豆淀粉理化特性分析[J].農業(yè)機械學報,2007,38(9):82-86

[8]楊馮,顧楠,趙國華.不同品種菱角淀粉的顆粒特性研究[J].食品科學,2010,31(3):118-122

[9]鄭學玲,張玉玉,張杰.青稞淀粉的特性、分離及應用[J].糧油加工,2010(3):57-61

Physical and Chemical Properties of Starch from Major Barley Species in Tibet

DUNZHU Ci-ren，ZHANG Wen-hui，QIANG Xiao-lin*
（Agricultural Research Institute of Tibet，Academy of Agriculture and Animal Husbandry Sciences，Lhasa 850032，Tibet，China）

Physical and chemical properties of starches extracted by wet-grinding method from seven species of barley in Tibet including Zangqing25，Zangqing320，Dongqing8，Zangqing148，Xila19，Kunlun12，Beiqing 6 were analyzed.The results show that starch granules from these barley species under investigation were round pancake，smooth surface and polarization cross shape and obvious difference degree were not big，cross intersection were close to the center of the starch granule position.The average size of starch particles was18.30μm-20.17μm，and Zangqing148 starch particles revealed the largest size，Dongqing8 revealed the smallest size.The contents of amylose were ranked in descending order as follows：Dongqing 8，Kunlun 12，Zangqing 320，Beiqing 6，Xila 19，Zangqing 25，Zangqing 148.and had the significant difference.Starch paste transparency and heat paste stability ware better.

barley；starch；starch granule properties；starch paste properties

10.3969/j.issn.1005-6521.2014.04.004

2013-10-30

國家現(xiàn)代農業(yè)（大麥、青稞）產業(yè)技術體系建設經(jīng)費項目

頓珠次仁（1968—），男（藏），研究員，學士，主要從事農產品加工研究。

*通信作者：強小林（1958—），男，研究員，學士，主要從事農作物育種和青稞加工研究。