不同淀粉理化性質(zhì)的比較研究

侯 蕾，韓小賢，鄭學(xué)玲，劉 翀，逯 蕾

（河南工業(yè)大學(xué) 糧油食品學(xué)院，河南 鄭州 450001）

0 前言

淀粉以顆粒的形式存在于植物中，具有較高的營養(yǎng)價(jià)值，在食品工業(yè)中應(yīng)用廣泛，可以用作黏著劑、成膜劑、持水劑和增稠劑等[1].在淀粉的生產(chǎn)應(yīng)用中，對淀粉顆粒特性，淀粉糊的透明度、凍融穩(wěn)定性、糊化特性等都有一定的要求.由于不同種類淀粉的直支比、結(jié)構(gòu)形態(tài)和大小、結(jié)晶度等不同，其理化性質(zhì)也存在差異[2]，這些性質(zhì)的差異會影響淀粉在食品工業(yè)中的應(yīng)用.作者對小麥淀粉、玉米淀粉、土豆淀粉、紅薯淀粉和綠豆淀粉的白度、顆粒大小、凝沉性、透明度、凍融穩(wěn)定性和糊化特性進(jìn)行了比較和分析，對這幾種淀粉的生產(chǎn)應(yīng)用提供一定的理論依據(jù).

1 材料與方法

1.1 材料

小麥淀粉：馬丁法自制，面粉來源為開封市天豐面業(yè)有限公司；玉米淀粉（執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：GB/T8885）：一級品；土豆淀粉（執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：GB/T8884）：一級品；紅薯淀粉（執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：Q/JCF0020S）；綠豆淀粉（執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：Q/JCF0005S），以上淀粉均購自山東金城股份有限公司.

1.2 儀器與設(shè)備

WGB-2000 型智能白度測定儀：浙江光學(xué)儀器制造有限公司；752N 紫外可見分光光度計(jì)：上海精密科學(xué)儀器有限公司；Beckman 高速冷凍離心機(jī)：美國Beckman 有限公司；BT-9300H 型激光粒度分析儀：丹東市百特儀器有限公司；快速黏度分析儀：澳大利亞NEWPORT 公司；冷凍干燥機(jī)FD-2C：北京博醫(yī)康實(shí)驗(yàn)儀器有限公司.

1.3 方法

1.3.1 淀粉白度的測定

采用GB 12097—89 方法，兩次測定不超過0.6，結(jié)果取兩次測定的平均值.

1.3.2 淀粉顆粒的粒度分布

用干粉激光粒度分析儀測定.

1.3.3 淀粉凝沉性的測定[3]

稱取淀粉2.0 g，加入98 mL 蒸餾水配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的淀粉乳，經(jīng)過15 min 沸水浴后（沸水浴過程中需保持淀粉糊體積不變），將淀粉糊倒入100 mL 的具塞量筒內(nèi)，觀察并記錄室溫下靜置24 h 和48 h 的沉淀部分體積，用24 h 沉降體積來表示淀粉糊的凝沉性.

1.3.4 淀粉的透明度的測定

根據(jù)張燕萍[4]的方法稍加改動：稱取1.00 g 淀粉，配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的淀粉乳，進(jìn)行15 min的沸水浴，沸水浴過程中保持淀粉糊體積不變，隨后在室溫下冷卻，用分光光度計(jì)測定放置0、12、24、36、48、60、72 h 淀粉糊在620 nm 波長下的透光率，測定透光率時(shí)用玻璃棒攪勻進(jìn)行測定，蒸餾水為空白樣（透光率為100%）.

1.3.5 淀粉糊凍融穩(wěn)定性的測定

配制50 mL 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的淀粉乳，然后進(jìn)行15 min 的沸水?。訜徇^程中需保持淀粉糊體積不變），在室溫下冷卻，移取相同質(zhì)量的淀粉糊至50 mL 塑料離心管，放置到-20 ℃冷凍24 h，取出后室溫下解凍，隨后在4 000 r/min 條件下離心20 min（如果無水析出，反復(fù)凍融至有水析出），使用濾紙過濾，稱取濾紙上沉淀物的質(zhì)量，計(jì)算析水率[5].

1.3.6 淀粉糊糊化特性的測定

根據(jù)美國谷物化學(xué)家協(xié)會（AACC76—21）的方法測定.稱取3.5 g（按14%濕基校正）淀粉，加入25 mL 蒸餾水，然后在RVA 儀器上測試.得到試驗(yàn)參數(shù)：峰值黏度、谷值黏度、衰減值、最終黏度、回生值、峰值時(shí)間和糊化溫度.

2 結(jié)果與分析

2.1 不同淀粉白度的比較

使用白度儀測定不同淀粉的白度.白度值順序依次為：小麥淀粉93.7＞土豆淀粉93.0＞玉米淀粉92.5＞紅薯淀粉91.8＞綠豆淀粉91.6.

2.2 不同淀粉顆粒粒度的比較

利用激光粒度對不同淀粉進(jìn)行粒度測定，結(jié)果見表1.

從表1 可以看出：不同種類的淀粉顆粒的粒度分布也不相同.綠豆淀粉和土豆淀粉的平均粒徑最大，小麥淀粉、玉米淀粉和紅薯淀粉的平均粒徑相差不大，且均低于綠豆和土豆淀粉.從體積分?jǐn)?shù)可以看出，小顆粒體積分?jǐn)?shù)最高的是小麥淀粉，高達(dá)46.03%，玉米淀粉和紅薯淀粉的中等顆粒含量較高，而綠豆淀粉和土豆淀粉的大顆粒體積分?jǐn)?shù)較高，分別為33.53%和23.74%，說明綠豆淀粉和土豆淀粉具有比其他3 種淀粉大的顆粒結(jié)構(gòu)，高群玉等[6]利用掃描電鏡的標(biāo)尺測量淀粉粒徑得出平均粒徑大小依次為：馬鈴薯淀粉＞綠豆淀粉＞玉米淀粉，與本文結(jié)果存在差異可能是因?yàn)闇y定方法不同或樣品不同.楊紅丹等[6]測定得出土豆淀粉的顆粒大于玉米淀粉，這與本文結(jié)論相同.何義萍[7]對不同種類淀粉粒徑進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)平均粒徑大小滿足：土豆淀粉＞小麥淀粉＞玉米淀粉，與本文結(jié)論一致.

表1 淀粉顆粒的粒度分布比較

2.3 不同淀粉凝沉性的比較

凝沉性是淀粉分子發(fā)生重排的過程，是淀粉糊的重要性質(zhì)之一，不同淀粉凝沉性的比較見圖1.影響淀粉凝沉的因素有很多，如：淀粉種類、直支比、結(jié)晶結(jié)構(gòu)和淀粉組分等[8-9].

從圖1 可知：沉降體積大小為：土豆淀粉＞玉米淀粉＞小麥淀粉＞綠豆淀粉＞紅薯淀粉，且這5 種淀粉48 h 的沉淀部分體積均小于24 h 的沉淀部分的體積，說明隨著時(shí)間的延長，淀粉凝膠能力增加.土豆淀粉的沉降體積最高，說明土豆的凝沉性最差[10-11]，形成凝膠的能力最弱.紅薯淀粉和綠豆淀粉的沉降體積最小，說明其凝沉性較好，形成凝膠的能力較強(qiáng).

圖1 淀粉糊凝沉性的比較

2.4 不同淀粉透明度的比較

淀粉糊的透明度會影響食品的加工品質(zhì)[11]，通常用淀粉糊的透光率來表示透明度的高低.影響淀粉糊透明度的因素很多，其中淀粉分子的分支特性較為重要[12].從圖2 可以看出：淀粉糊的透明度隨著時(shí)間的增加而減小.這是由于淀粉糊化后產(chǎn)生回生現(xiàn)象，隨著時(shí)間的延長，淀粉分子重新排列相互締合的程度增加，使得淀粉透明度有降低趨勢.不同種類淀粉所含的直鏈淀粉含量不同，淀粉顆粒大小也不同，則會具有不同的透明度，其中土豆淀粉糊的透明度最高，可能是由于土豆淀粉粒徑較大，結(jié)構(gòu)較松散所致[13]，透明度高說明其與水結(jié)合能力較強(qiáng)[13]，玉米淀粉、綠豆淀粉和紅薯淀粉的0 h 的透明度較接近，小麥淀粉的透明度最低.

圖2 淀粉透明度的比較

2.5 不同淀粉凍融穩(wěn)定性的比較

淀粉凍融穩(wěn)定性是淀粉是否有利于制作冷凍食品的重要指標(biāo).凍融穩(wěn)定性用析水率來表征，析水率越高，說明其凍融穩(wěn)定性越差，反之越好.從圖3 可以看出，土豆淀粉的析水率最高，其次為紅薯淀粉，小麥淀粉的析水率最低，說明土豆淀粉不適合用來制作冷凍食品.小麥淀粉和綠豆淀粉的凍融穩(wěn)定性較好.

圖3 淀粉析水率的比較

2.6 不同淀粉糊化特性的比較

利用快速黏度分析儀（RVA）來測定淀粉的糊化特性，結(jié)果見表2.其中峰值黏度，衰減值和糊化溫度這3 個指標(biāo)對淀粉的應(yīng)用具有較為重要的指導(dǎo)作用[14]，峰值黏度反映了淀粉的膨脹力，而衰減值表示淀粉糊黏度熱穩(wěn)定性的強(qiáng)弱，其值越大說明淀粉糊黏度熱穩(wěn)定性越差，糊化溫度可用來表征淀粉是否容易糊化.

從表2 可以看出：峰值黏度的大小順序依次為：土豆淀粉＞綠豆淀粉＞小麥淀粉＞紅薯淀粉＞玉米淀粉，影響峰值黏度的因素很多，其中直鏈淀粉含量較重要，與直鏈淀粉含量呈反比[15]；衰減值的大小順序依次為：土豆淀粉＞綠豆淀粉＞紅薯淀粉＞玉米淀粉＞小麥淀粉；糊化溫度的大小順序依次為：小麥淀粉＞玉米淀粉＞紅薯淀粉＞綠豆淀粉＞土豆淀粉，說明土豆淀粉易糊化，而小麥淀粉的糊化溫度較高的原因可能是自制過程中使用冷凍干燥，使得淀粉中水分較低所致.回生值的大小表示淀粉的老化難易程度，土豆淀粉最不容易發(fā)生老化，這與沉降體積、透明度的趨勢相同.

表2 不同淀粉糊化特性的比較

3 結(jié)論

對小麥淀粉、玉米淀粉、土豆淀粉、紅薯淀粉和綠豆淀粉進(jìn)行基本理化性質(zhì)的對比分析，結(jié)論如下：

（1）土豆淀粉白度略低于小麥淀粉，綠豆淀粉白度最低；土豆和綠豆淀粉的平均粒徑最大，大顆粒淀粉的體積分?jǐn)?shù)最高.玉米和紅薯淀粉的平均粒徑最低，大顆粒淀粉的體積分?jǐn)?shù)最低，中等顆粒淀粉的體積分?jǐn)?shù)較高.

（2）土豆淀粉糊的凝膠能力最差，紅薯淀粉和綠豆淀粉的凝膠能力較好；土豆淀粉的透明度最高，小麥淀粉的透明度最低，且5 種淀粉的透明度都隨著時(shí)間的延長而呈現(xiàn)降低的趨勢；土豆淀粉的凍融穩(wěn)定性最差，小麥和綠豆淀粉的凍融穩(wěn)定性最好，說明其適合做冷凍食品.

（3）峰值黏度的大小順序依次為：土豆淀粉＞綠豆淀粉＞小麥淀粉＞紅薯淀粉＞玉米淀粉；從衰減值可以得知：小麥淀粉糊黏度熱穩(wěn)定性最好，土豆淀粉最差；從回生值可以得出：綠豆淀粉最易發(fā)生老化，土豆淀粉最難發(fā)生老化.

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