云南軟米淀粉的理化性質(zhì)

范子瑋, 張慶，張淑蓉，鐘春生，鐘耕,2*

1(西南大學(xué) 食品科學(xué)學(xué)院，重慶，400716) 2(重慶特色食品工程研究中心，重慶，400716) 3(重慶糧油集團(tuán)公司，重慶，401120) 4(渝百家超市連鎖有限責(zé)任公司，重慶，400060)

云南軟米淀粉的理化性質(zhì)

范子瑋1, 張慶1，張淑蓉3，鐘春生4，鐘耕1,2*

1(西南大學(xué) 食品科學(xué)學(xué)院，重慶，400716) 2(重慶特色食品工程研究中心，重慶，400716) 3(重慶糧油集團(tuán)公司，重慶，401120) 4(渝百家超市連鎖有限責(zé)任公司，重慶，400060)

對(duì)云南軟米淀粉理化性質(zhì)進(jìn)行了研究，并與秈米、粳米和糯米3種大米淀粉進(jìn)行了比較。結(jié)果表明，4種大米淀粉中總淀粉含量在97.90%～99.29%，軟米的直鏈淀粉含量?jī)H高于糯米，屬于低直鏈淀粉含量型大米。4種大米淀粉的透明度均很低；與其他3種淀粉相比，軟米淀粉的溶解度較低、膨潤力最大。軟米淀粉抗凝沉性較大，其淀粉糊的硬度、黏性、咀嚼性介于糯米和粳米淀粉之間，彈性和內(nèi)聚力小于粳米淀粉；表觀黏度隨剪切速度的增大下降速率最快；起始糊化溫度為59.9～73.9 ℃，其回生性和冷穩(wěn)定性差于糯米淀粉；軟米淀粉熱焓值最低。軟米淀粉顆粒呈不規(guī)則多邊形，部分顆粒表面有凹陷，且92.60%的軟米淀粉顆粒在0～20 μm的粒度范圍內(nèi)。

云南軟米；淀粉；理化性質(zhì)

云南地處低緯度高原，具有熱帶、中亞熱帶、南亞熱帶和溫帶氣候類型，垂直分布立體氣候明顯，是亞洲栽培稻起源中心之一，長(zhǎng)期的自然選擇和人工選擇使得云南的稻米資源豐富而獨(dú)特，特種米類型多樣，如有地方特色的軟米、黑米、紅米、酒米、藥米等，其中以軟米最具特色[1-3]。云南軟米品種主要分布在紅河、保山、臨滄、德宏等地州的11個(gè)縣，分布海拔大多在800～1 000 m[4]。程式華等[5]認(rèn)為，軟米稻種是云南特有的一種秈稻過渡類型，農(nóng)藝學(xué)形態(tài)與糯稻、粘稻無區(qū)別，胚乳呈蠟質(zhì)狀，米粒顏色以白色居多[6]。云南軟米米質(zhì)介于黏米和糯米之間，總的來說蒸煮食用品質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì)良好，但也因品種不同而有差異。軟米直鏈淀粉含量在16%左右，米飯質(zhì)地柔軟、富有彈性，冷后不硬心，回生程度小，冷飯口感好[7]。辜瓊瑤等[8]選用17份云南地方軟米品種為原料，并以4份秈型糯米和秈型黏米為對(duì)比，研究云南軟米和其他類型大米品質(zhì)間的差異，結(jié)果表明，3種類型的稻米化學(xué)組成(直鏈淀粉含量、蛋白質(zhì)含量)、物理特性(稻米籽粒粒長(zhǎng)、粒寬、長(zhǎng)寬比)和膠稠度都存在顯著性差異。且通過方差分析，把粒型細(xì)長(zhǎng)(gt;3.0 μm)、直鏈淀粉含量在7.1%～15.0%、蛋白質(zhì)含量lt;9.0%、膠稠度在45～78 mm的云南地方品種鑒定為軟米材料。

目前國內(nèi)對(duì)云南軟米的研究并不多，已有的少量研究也大多集中在遺傳育種方面。周勇等[8]利用分子標(biāo)記技術(shù)分析了軟米特異材料的基因類型，并對(duì)軟米直鏈淀粉含量進(jìn)行DNA分子標(biāo)記，表明軟米直鏈淀粉含量表現(xiàn)為單基因遺傳，該研究為軟米直鏈淀粉含量的定位和利用奠定了基礎(chǔ)。淀粉是稻米的主要成分，淀粉的特性直接影響稻米的加工性，因此根據(jù)淀粉的特性選擇合適的加工原料已成為米制品加工的重要手段。由直鏈和支鏈淀粉構(gòu)成的淀粉是影響淀粉質(zhì)食品質(zhì)地、消化吸收性的重要因素，也是影響淀粉質(zhì)食品糊化和老化的關(guān)鍵。國內(nèi)外對(duì)普通大米淀粉理化性質(zhì)的研究較多，但有關(guān)軟米淀粉性能的研究報(bào)道甚少。本文選擇4種大米淀粉為原料，研究比較其理化性能，包括淀粉化學(xué)成分、淀粉糊特性、淀粉熱力學(xué)性質(zhì)、淀粉顆粒形態(tài)等，并分析了造成性質(zhì)差異的原因，以期能夠?qū)υ颇宪浢椎矸鄣膽?yīng)用及開發(fā)提供一定的理論參考。

1 材料與方法

1.1試驗(yàn)原料

云南軟米(八寶米)，云南文山州農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，文山州八寶香米優(yōu)質(zhì)米開發(fā)中心提供；粳米(東北粳米，園中緣牌)，秈米(重慶市綦江區(qū)橫山貢米)，重慶人和米業(yè)有限責(zé)任公司生產(chǎn)，均為標(biāo)一米；糯米(秈型，渝香糯1號(hào))，重慶再生稻研究中心。

1.2試驗(yàn)試劑

淀粉葡萄糖苷酶、α-淀粉酶(生化試劑)，上海如吉生物科技發(fā)展公司。鉬酸銨，天津市瑞金特化學(xué)品有限公司；麝香草酚藍(lán)，上海三愛思試劑有限公司；其他通用試劑均為分析純，成都市科龍化工試劑廠生產(chǎn)。

1.3儀器與設(shè)備

質(zhì)構(gòu)儀TA.XT2i型，英國Stable Micro System公司；紫外可見分光光度計(jì)UV-2450，日本島津公司；旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)NDJ-5S，上海越平科學(xué)儀器有限公司；布拉班德黏度儀Brabender Micro Visco-Amylo-Graph，德國布拉班德公司；傅里葉紅外光譜分析儀A-Vatar360型，美國Perkin Elmer公司；差示量熱掃描儀200F3，德國Netzsch公司；掃描電鏡S-300N，日本尼康公司；激光散射儀MastersizerMS-2000，英國Malvern公司等。

1.4實(shí)驗(yàn)方法

1.4.1 大米淀粉的提取

參考李福謙[10]、蔡沙等[11]的方法，并做適當(dāng)改進(jìn)。將所得的淀粉層40 ℃干燥8 h，粉碎后過100目篩后用體積分?jǐn)?shù)為85%的甲醇溶液[液固比為5∶1(mL∶g)]在索氏抽提器中回流24 h脫脂，烘干，密封，置于干燥、避光、低溫環(huán)境下，備用。

1.4.2 淀粉化學(xué)組成的測(cè)定

總淀粉含量的測(cè)定：采用蒽酮比色法和酶水解法分別測(cè)定總淀粉含量。酸水解成還原性單糖后按GB/T 5513—2008測(cè)定還原糖含量，折算成淀粉含量，用葡萄糖作標(biāo)準(zhǔn)曲線，建立回歸方程；用淀粉葡萄糖苷酶水解淀粉，DNS法測(cè)葡萄糖生成量：

淀粉含量/%=G×0.9×100

(1)

其中，G表示葡萄糖含量。

蛋白質(zhì)含量的測(cè)定參照GB/T 5511—2008；脂類含量的測(cè)定參照索氏抽提法GB/T 5512—200；灰分含量的測(cè)定參照550 ℃高溫灰化法GB/T5009.3—2010；粗纖維含量的測(cè)定參照GB/T5009.10—2003；水分含量的測(cè)定參照GB/T5009.10—2003。淀粉中磷含量參照GB/T 22427.11—2008。直鏈淀粉含量的測(cè)定參考MORRISON的方法[12]，并加以改進(jìn)。記錄測(cè)定時(shí)的溫度，按照MORRISON推薦的藍(lán)值校正因數(shù)表，校正為20℃時(shí)的藍(lán)值。計(jì)算公式如下：

藍(lán)值(BV20)=BVT+(T-20)×校正因子

(2)

直鏈淀粉含量/%=(28.414×藍(lán)值)-6.218

(3)

1.4.3大米淀粉的溶脹性能

大米淀粉的溶解度和膨潤力[13]：稱取0.5 g(M1)淀粉于已知質(zhì)量數(shù)的離心管中，加入50 mL蒸餾水，振蕩均勻，在85 ℃的水浴中振蕩糊化30 min，充分?jǐn)嚢?，再? 000 r/min的轉(zhuǎn)速離心20 min。將上層清液烘干稱重得水溶淀粉量M2；下層膨脹淀粉部分質(zhì)量M3。

(4)

(5)

大米淀粉糊透明度[14]：將10 g/L的淀粉懸液在沸水浴中糊化攪拌30 min，充分糊化后快速冷卻至25 ℃，于650 nm波長(zhǎng)處測(cè)淀粉糊的透光率，以純水為空白。

大米淀粉的膠稠度[15]：稱取0.1 g淀粉于具塞試管中，加入0.2 mL 0.025%的麝香草酚藍(lán)乙醇溶液，輕搖試管使淀粉充分分散。加入2.0 mL 0.2 mol/L KOH溶液，置于渦旋混合器上混合均勻，沸水浴8 min，至溶液糊化完全分散。取出試管靜置5 min后0 ℃冰浴冷卻20 min。然后立即水平放置在有坐標(biāo)紙的水平操作臺(tái)上，室溫下靜置1 h，測(cè)定淀粉膠長(zhǎng)值。

1.4.4 大米淀粉糊的性能

淀粉糊的凝沉性[14]：稱取一定量的淀粉，加適量蒸餾水調(diào)成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的淀粉乳，在沸水浴中加熱20 min，使之充分糊化。取25 mL淀粉糊放入100 mL的量筒中，加保鮮膜密封，滴加1滴碘液作指示。在室溫下靜置1、2、3、6、12、24、48、72 h后觀察其分層情況，記錄上清液體積(mL)，用上清液體積百分比來反映淀粉糊的凝沉性。繪成上清液體積百分比對(duì)時(shí)間的變化曲線，即為淀粉糊的凝沉曲線。

大米淀粉的凝膠強(qiáng)度[16]：稱取一定量的淀粉配制成濃度為8%(w/w，干基)的淀粉乳，沸水浴30 min，攪拌使之完全糊化，取出冷卻至室溫后用熱蒸餾水調(diào)節(jié)淀粉乳濃度為原濃度，密封，置于4 ℃的冰箱中，分別貯存24 h和72 h后測(cè)定凝膠強(qiáng)度。選用P/0.5探頭，測(cè)定參數(shù)為：測(cè)前速度2.0 mm/s，測(cè)定速度1 mm/s，測(cè)后速度0.5 mm/s，下壓距離20 mm，觸發(fā)力5.0 g，數(shù)據(jù)記錄400 pps，測(cè)定壓縮力，每個(gè)樣品重復(fù)5次。

淀粉糊表觀黏度[14]：制備6%(w/w，干基)的淀粉乳，沸水浴30 min使其充分糊化。在50 ℃恒溫條件下，用旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)測(cè)定不同轉(zhuǎn)速(6、12、30、60 r/min)下的淀粉糊表觀黏度。

淀粉糊的布拉班德黏度：稱取一定量的淀粉，以14%水分含量為基準(zhǔn)，調(diào)整淀粉用量，配制成濃度為8%(w/w)的淀粉乳。測(cè)定參數(shù)：從35 ℃開始，以1.5 ℃/min的速率升溫至95 ℃，保溫30 min，再以1.5 ℃/min的速度降溫至50 ℃，保溫30 min。

1.4.5 大米淀粉的熱特性分析

稱取2.5 mg干燥的淀粉樣品于鋁制樣品盤中，加入去離子水，使淀粉濃度達(dá)到40%，迅速密封鋁盤，在室溫下放置1～2 h平衡水分。操作參數(shù)：加熱范圍 30～100 ℃，加熱速率 10 ℃/min。記錄淀粉的糊化起始溫度(To)、糊化峰值溫度(Tp)、糊化結(jié)束溫度(Tc)和糊化焓值(ΔH)[17]。

1.4.6 大米淀粉的紅外光譜測(cè)定

將待測(cè)淀粉和KBr在105 ℃分別干燥2 h，按淀粉∶KBr為1∶100的比例混合研磨均勻，壓片后測(cè)定。測(cè)定系數(shù)：掃描波數(shù)范圍4 000～400 cm-1，分辨率為4 cm-1。

1.4.7 大米淀粉的顆粒特征

大米淀粉的粒度分布[18]：配制10 g/L的淀粉懸浮液，在渦旋混合器上振蕩，使淀粉顆粒均勻分散。將樣液移入加有異丙醇的儀器分散槽中，并調(diào)節(jié)遮光度為15%～20%。

大米淀粉的顆粒形態(tài)觀察[19]：用掃描電鏡對(duì)淀粉的顆粒形態(tài)及表面狀態(tài)進(jìn)行研究。將干燥的淀粉樣品均勻涂于導(dǎo)電膠上，噴金30 s，電壓15 kV，適當(dāng)倍數(shù)觀察。

1.4.8 數(shù)據(jù)處理

采用Excel軟件繪圖，SPSS 17.0 軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和顯著性分析，plt;0.05。試驗(yàn)重復(fù)3次，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用(平均值±標(biāo)準(zhǔn)差)表示。

2 結(jié)果與分析

2.1淀粉化學(xué)成分分析

淀粉的純度對(duì)后期淀粉性質(zhì)的測(cè)定有很大影響，所以本試驗(yàn)中采用了3種方法對(duì)提取的淀粉含量進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定結(jié)果見表1。

表1 不同測(cè)定方法的淀粉含量 單位：%

注：同一列中上標(biāo)字母不同，表示有顯著性差異(plt;0.05)。表2和表5同。

由表1可知，采用蒽酮比色法、酶解法、成分分析法測(cè)定同一種大米淀粉中的總淀粉含量時(shí)，結(jié)果無顯著性差異，且4種大米淀粉中的總淀粉干基含量在97.90%～99.29%，表明提取的淀粉純度很高。

4種大米淀粉的基本成分見表2。李玥[20]采用堿法提取大米淀粉，結(jié)果顯示秈米、粳米、糯米淀粉中蛋白質(zhì)分別為1.12%、0.44%、0.43%，較本試驗(yàn)所分離淀粉中的蛋白質(zhì)含量高。由于分離淀粉的純度高低主要由蛋白質(zhì)含量及淀粉含量2個(gè)指標(biāo)體現(xiàn)，本試驗(yàn)4種淀粉中蛋白質(zhì)含量及總淀粉含量無顯著性差異(pgt;0.05)，且各淀粉中總淀粉含量達(dá)98%以上，蛋白質(zhì)含量在0.7%以下，說明本試驗(yàn)所用的淀粉提取方法可靠，在此提取工藝下提取的大米淀粉的純度較高。

表2 四種大米淀粉的化學(xué)成分(干基)

4種淀粉中直鏈淀粉含量存在顯著性差異，其中軟米淀粉為14.20%，顯著低于粳米和秈米淀粉，而糯米中直鏈淀粉含量非常低(0.12%)，幾乎可以忽略不計(jì)。國際水稻研究所按照直鏈淀粉的含量，將大米分為糯型(約1%)、極低含量型(2%～9%)、低含量型(9%～20%)、中等含量型(20%～25%)和高含量型(≥25%)[21]。依此可知，軟米屬于低直鏈淀粉含量型大米。淀粉中的磷可以影響淀粉功能特性[22]，軟米淀粉中的磷含量為0.075%，與其他樣品無顯著性差異。

2.2大米淀粉溶脹及凝膠性能

2.2.1 大米淀粉的透明度

淀粉糊透明度可反映淀粉顆粒吸水膨潤程度和分子重新排列相互締合程度[23]。如表3所示，4種大米淀粉的透明度由高到低為：糯米gt;軟米gt;粳米gt;秈米。由于直鏈淀粉分子容易相互締合減弱了光的透過率，使得淀粉糊的透明度降低，所以直鏈淀粉含量越高，淀粉糊透明度越低。此外，馬鈴薯淀粉的透明度可達(dá)到95.4%[24]，主要是因?yàn)轳R鈴薯淀粉顆粒大，結(jié)構(gòu)松散，在熱水中能完全膨脹、糊化，不存在能引起光線折射的未膨脹、糊化的顆粒狀淀粉，并且磷酸基能阻止淀粉分子間和分子內(nèi)部的締合作用[23]。大米淀粉的透明度較差，這主要是由于大米淀粉顆粒與其他淀粉顆粒相比較小，在水中不易吸水膨脹，分散程度較小，并且淀粉分子間和分子內(nèi)部會(huì)通過氫鍵產(chǎn)生締合作用，增強(qiáng)了光線的反射強(qiáng)度，使淀粉糊透明度降低。

表3 大米淀粉的理化特性指標(biāo)

2.2.2 大米淀粉溶解度與膨潤力

淀粉與水之間的相互作用大小對(duì)淀粉類食品的加工特性研究具有重要意義。淀粉的溶解度和膨潤力反映了其無定形區(qū)和結(jié)晶域淀粉鏈的相互作用的量值[24]。如表3所示，軟米淀粉具有較低的溶解度，卻有最大的膨潤力。本試驗(yàn)中受試淀粉的溶解度和膨潤力與淀粉中直鏈淀粉含量并沒有表現(xiàn)出嚴(yán)格的相關(guān)性，溶解度和膨潤力的大小還可能與支直鏈淀粉的分子質(zhì)量、支鏈度、形態(tài)、聚合度等因素有關(guān)[25]。

2.2.3 大米淀粉的膠稠度

各淀粉膠稠度見表3，膠稠度由大到小的順序依次為：糯米淀粉gt;軟米淀粉gt;粳米淀粉gt;秈米淀粉，且存在顯著性差異，與淀粉直鏈淀粉含量呈負(fù)相關(guān)，即直鏈淀粉含量越高老化越快，膠稠度越小。大米淀粉膠稠度的大小能夠反映淀粉形成凝膠后的流動(dòng)性和延展性，膠稠度越大，其流動(dòng)性和延展性越好。即糯米淀粉的流動(dòng)性和延展性最好，其次是軟米淀粉，秈米淀粉由于其直鏈淀粉含量最高，流動(dòng)性和延展性也最差。

2.3大米淀粉糊性能

2.3.1 大米淀粉的凝沉性

淀粉的凝沉?xí)?dǎo)致食品品質(zhì)劣變，如老化、硬度增加、析水分層等，進(jìn)而影響淀粉在食品工業(yè)中的應(yīng)用。4種大米淀粉糊的沉降曲線如圖1所示。4種淀粉糊均表現(xiàn)出前期沉降速度快，放置后期沉降體積趨于平緩的趨勢(shì)；在淀粉糊放置的前34 h，粳米淀粉糊的沉降體積大于秈米淀粉糊，而在34 h之后，秈米淀粉的沉降速度超過粳米淀粉；軟米淀粉糊的凝沉性介于糯米淀粉與另外二者之間，隨著放置時(shí)間的延長(zhǎng)，沉降體積明顯小于秈米和粳米淀粉，卻高于糯米淀粉。淀粉糊的凝沉性與直鏈/支鏈淀粉比例及分子結(jié)構(gòu)有關(guān)，直鏈淀粉含量越多，凝沉性越強(qiáng)。

圖1 大米淀粉糊凝沉性Fig.1 Retrogradation properties of rice starch paste

2.3.2 大米淀粉的凝膠特性

4種大米淀粉在4 ℃儲(chǔ)存24 h、72 h后的凝膠特性見表4、表5。貯存24 h后，粳米、秈米、軟米形成較穩(wěn)定膠凝結(jié)構(gòu)，但糯米淀粉的凝膠仍不穩(wěn)定，表面仍處于流動(dòng)狀態(tài)。因?yàn)榈矸酆诶鋮s時(shí)，直鏈淀粉很快形成交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，支鏈淀粉需要更長(zhǎng)的時(shí)間才能完成重結(jié)晶，導(dǎo)致支鏈淀粉含量高的淀粉糊凝膠形成速度較慢。

從表4、表5可以看出，24 h后秈米淀粉的硬度、咀嚼性最大，黏性最?。卉浢椎矸鄣挠捕?、彈性、咀嚼性介于糯米和粳米淀粉之間。儲(chǔ)存72 h的各淀粉質(zhì)構(gòu)指標(biāo)儲(chǔ)存24 h相比都有不同程度的增大。秈米和粳米淀粉的硬度、黏性、咀嚼性有明顯增加，彈性和內(nèi)聚力略有增加；與前兩者相比，糯米和軟米淀粉的五項(xiàng)質(zhì)構(gòu)指標(biāo)增幅不大。4種大米淀粉在相同貯存條件下放置相同時(shí)間后表現(xiàn)出不同的凝膠特性，可能與淀粉組成、分子結(jié)構(gòu)、形態(tài)等因素有關(guān)。

2.3.3 大米淀粉的表觀黏度

如圖2所示，4種大米淀粉糊在水介質(zhì)中均為假塑性流體，在6～30 r/min的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，隨著剪切速率的增大，4種淀粉的黏度降低，原因是因?yàn)楫?dāng)受到剪切作用時(shí)，卷曲纏結(jié)的分子結(jié)構(gòu)被拉直排列取向，減小了流動(dòng)產(chǎn)生的黏性阻力，使淀粉糊的表觀黏度下降；當(dāng)轉(zhuǎn)速超過30 r/min時(shí)，4種淀粉的表觀黏度趨于穩(wěn)定，主要是由于在高剪切速率下，淀粉分子來不及或已經(jīng)取向充分，表現(xiàn)出較小阻力[26]。其中軟米淀粉的剪切稀化現(xiàn)象最為明顯，表明該淀粉糊抗剪切能力較弱，可能是由于該淀粉分子中的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)更易受剪切而破壞。故添加軟米淀粉的食品有利于在加工過程中物料輸送、灌注等工藝的進(jìn)行；但在生產(chǎn)操作過程中也要考慮機(jī)械作用力對(duì)淀粉流變性的影響。

表4 4種大米淀粉放置24 h后的凝膠質(zhì)構(gòu)特征值

表5 4種大米淀粉放置72 h后的凝膠質(zhì)構(gòu)特征值

圖2 剪切速度對(duì)淀粉糊表觀粘度的影響Fig.2 Effect of shear speed on the apparent viscosity

2.3.4 大米淀粉的布拉班德黏度

淀粉的糊化特性參數(shù)見表6。大米淀粉糊的糊化起始溫度由高到低依次為：秈米gt;粳米gt;軟米gt;糯米，軟米淀粉較秈米、粳米淀粉易于糊化。一般來說，直鏈淀粉含量高、結(jié)晶度高，支鏈外鏈長(zhǎng)的淀粉晶體結(jié)構(gòu)緊密，晶體溶解所需熱量大，導(dǎo)致糊化溫度較高[27]。軟米淀粉的崩解值小于糯米淀粉，說明軟米淀粉的熱穩(wěn)定性優(yōu)于糯米淀粉，更適合添加于需要長(zhǎng)時(shí)間高溫蒸煮的產(chǎn)品中。軟米淀粉的回生值大于糯米淀粉，小于秈米淀粉，說明秈米淀粉在冷卻保溫階段的粘度上升程度高，凝沉性強(qiáng)，易于老化，而軟米淀粉的比秈米淀粉冷卻時(shí)形成凝膠弱，老化程度小于秈米淀粉，老化程度最低的是糯米淀粉，與前期試驗(yàn)結(jié)論一致。

表6 四種大米淀粉的糊化特征參數(shù)

注：A為起始糊化溫度；B為峰值黏度；C為谷值黏度；D為最終黏度；BD為崩解值；ED 為回生值。

2.4大米淀粉的熱力學(xué)特性分析

淀粉在糊化過程中，內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生相變，焓值代表淀粉在相變轉(zhuǎn)化過程中所需要的能量。淀粉糊化溫度和焓值受到淀粉組成、顆粒結(jié)構(gòu)、結(jié)晶度、支鏈淀粉的支化度等多種因素的影響[28-29]。由表7可以看出，不同大米品種淀粉的To、Tp、Tc隨著淀粉中直鏈淀粉含量的增大而升高，其中糯米淀粉的糊化起始溫度最低；軟米淀粉的起始糊化溫度為59.9 ℃，糊化結(jié)束溫度為73.9 ℃，糊化溫度范圍及糊化焓值最小，說明軟米淀粉易于糊化，且在其加工處理過程中消耗的能量也較少。

表7 四種淀粉的DSC曲線參數(shù)

注：To—糊化起始溫度，℃；Tp—糊化峰值溫度，℃；Tc—糊化最終溫度，℃；△H—糊化焓值，J/g；(Tc-To)糊化溫度范圍，℃。

2.5大米淀粉的紅外光譜

4種大米淀粉的紅外光譜見圖3。不同來源大米淀粉的紅外光譜圖的吸收峰及峰強(qiáng)度基本相同，淀粉在3 350～3 450 cm-1波長(zhǎng)范圍內(nèi)的寬峰為淀粉葡萄糖單元上—OH的伸縮振動(dòng)峰，在2 935 cm-1附近出現(xiàn)一個(gè)較強(qiáng)的為飽和C—H的伸縮振動(dòng)吸收峰，在1 638 cm-1處為烯醇式羰基振動(dòng)吸收，1 350～1 450 cm-1的峰為C—H的彎曲振動(dòng)吸收峰，在1 160 cm-1附近、1 182 cm-1附近及1 020 cm-1處的吸收峰歸屬于脫水葡萄糖單元的C—O伸縮振動(dòng)吸收峰，在578、655和763 cm-1附近均可見淀粉中葡萄糖單元環(huán)狀結(jié)構(gòu)特征吸收峰，這是典型的淀粉紅外光譜圖[30]。

圖3 四種大米淀粉的紅外光譜圖Fig.3 The infra-red spectromonitic of four rice starches

2.6大米淀粉的顆粒形態(tài)及大小

淀粉的物化性質(zhì)，如淀粉膨脹力、透光率等都與淀粉顆粒大小有關(guān)，研究大米淀粉顆粒形態(tài)對(duì)解釋不同品種大米淀粉性質(zhì)差異有重要意義。淀粉顆粒形態(tài)和表面結(jié)構(gòu)觀察見圖4。各淀粉顆粒呈不規(guī)則多邊形，部分淀粉顆粒表面有凹陷。由于大米淀粉和蛋白質(zhì)結(jié)合非常緊密，這種凹陷可能是由于大米在生長(zhǎng)過程中，蛋白質(zhì)擠壓淀粉表面而形成的。

由表8淀粉顆粒的體積平均粒徑、中值粒徑可知，4種大米淀粉顆粒大小依次為：秈米gt;粳米gt;軟米gt;糯米。由表9可知，84.57%～99.35%大米淀粉顆粒粒徑分布在0～20 μm，在20～40 μm和40～80 μm范圍內(nèi)都有不同比例的分布，且秈米淀粉的分布最廣；軟米淀粉顆粒在0～140 μm粒度范圍都有不等分布，但92.60%的軟米淀粉顆粒在0～20 μm的粒度范圍內(nèi)，較粳米和秈米分布相對(duì)集中。

表8 大米淀粉顆粒的粒度分布特征量

注：D0.1—粒徑小于該直徑的顆粒占10%；D0.5—粒徑小于該直徑的顆粒占50%；D0.9—粒徑小于該直徑的顆粒占90%。

表9 大米淀粉的顆粒粒度分布范圍

3 結(jié)論

(1)4種大米淀粉中總淀粉干基含量為97.90%～99.29%。4種淀粉中直鏈淀粉含量存在顯著性差異，由高到低依次為：秈米gt;粳米gt;軟米gt;糯米，軟米屬于低直鏈淀粉含量型大米。軟米淀粉中的磷含量為0.075%，與其他3種無顯著性差異。

(2)大米淀粉糊透明度較差，最高僅為7.29%；淀粉膠稠度大小順序依次為：糯米gt;軟米gt;粳米gt;秈米；軟米淀粉具有較低的溶解度(3.69 %)，卻有最大的膨潤力(9.04 %)。

(3)糯米淀粉的抗凝沉性能最好，軟米淀粉次之，二者用于食品中可以延緩淀粉質(zhì)食品的老化。而軟米淀粉的表觀粘度隨剪切速度的增大下降速率最快，表明軟米淀粉適合添加于需要輸送和灌注的食品中。

(4)除糯米淀粉外，其他淀粉在24 h內(nèi)形成穩(wěn)定凝膠，且軟米淀粉的硬度、黏性、咀嚼性介于糯米淀粉和粳米淀粉之間，而彈性和內(nèi)聚力都小于粳米淀粉。在貯存72 h后，軟米淀粉和糯米淀粉的5個(gè)質(zhì)構(gòu)指標(biāo)增幅不大，粳米和秈米增幅明顯。

(5)4種淀粉的成糊溫度依次為：秈米76.4 ℃gt;粳米72.2 ℃gt;軟米59.1 ℃gt;糯米54.1 ℃，軟米淀粉的回生性和冷穩(wěn)定性不如糯米淀粉，秈米淀粉最易回生且冷穩(wěn)定性最差。

(6)軟米淀粉起始糊化溫度為59.9～73.9 ℃，糊化過程中耗能最小，其熱焓值為7.29 J/g。

(7)大米淀粉顆粒呈不規(guī)則多邊形，部分顆粒表面有凹陷。淀粉粒度分布呈雙峰型，且粒度大小分布以秈米淀粉分布最寬；84.57%～99.35%淀粉顆粒粒徑分布在0～20 μm的范圍；4種大米淀粉顆粒大小依次為：秈米gt;粳米gt;軟米gt;糯米。

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StudyonthephysicochemicalpropertiesofYunnansoftricestarch

FAN Zi-wei1, ZHANG Qing1, ZHANG Shu-rong3, ZHONG Chun-sheng4, ZHONG Geng1,2*

1(College of Food Science, Southwest University, Chongqing 400716, China) 2(Chongqing Special Food Engineering Technology Research Center, Chongqing 400716, China) 3(Chongqing Cereal and Oil Group Co., Ltd, Chongqing 401120, China) 4(Chongqing supermarket chain Co., Ltd, Chongqing 400060, China)

This study compared physicochemical properties of Yunnan soft rice starch with indica rice, japonica rice and glutinous rice starches. The results showed that four rice starches content were between 97.90% and 99.29%. The content of amylose in soft rice is higher than glutinous rice, and it belongs to low amylose content rice. All four rice starches showed low clarity. The soft rice starch has a lower solubility and highest swelling power than the other three rice starches. The anti-perceptibility of soft rice starch is better. The hardness, gumminess and chewiness of soft rice were between japonica rice and glutinous rice; the springiness and cohesiveness were less than japonica starch. With the increase of shear rate, the apparent viscosity of soft rice starch decreased the fastest; the pasting temperature of soft rice starch was in the range of 59.9 ℃ to 73.9 ℃, and the retrodegradation and cold stability of soft rice starch are slightly worse than that of glutinous rice starch. The enthalpy of soft rice was the lowest among four rice starches. The morphology of soft rice starch was irregular polygonal, and part of the starch surface was hollow, 92.60% of soft rice starch particle is from 0 to 20 μm.

Yunnan soft rice; starch; physicochemical properties

10.13995/j.cnki.11-1802/ts.014430

碩士研究生(鐘耕教授為通訊作者,E-mail: gzhong@swu.edu.cn)。

重慶市社會(huì)民生科技創(chuàng)新專項(xiàng)(編號(hào)：cstc2015shmszx0998)

2017-03-31，改回日期：2017-05-01