龍游黃茶茶粉對(duì)大米淀粉理化特性的影響

潘俊嫻，呂楊俊，蔣玉蘭，葉麗偉，王霈菲，張士康，朱躍進(jìn)*

（1.中華全國(guó)供銷合作總社杭州茶葉研究所，浙江杭州 310016；2.浙江省茶資源跨界應(yīng)用技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江杭州 310016）

“中黃3 號(hào)” 是浙江省龍游縣選育的茶樹良種。 龍游黃茶是“中黃3 號(hào)”黃化茶樹品種采用綠茶工藝加工而成的綠茶， 具有色澤金黃、 滋味鮮爽、香氣濃郁的品質(zhì)特征和高氨基酸、高鮮爽度、低苦澀味和“三黃”的特點(diǎn)。當(dāng)前，龍游黃茶茶粉對(duì)食品中淀粉特性的影響研究仍為空白， 相應(yīng)茶食品類新產(chǎn)品還有待開發(fā)。

淀粉是食品工業(yè)中的重要原料， 根據(jù)結(jié)構(gòu)可分為直鏈淀粉和支鏈淀粉[1]。直鏈淀粉主要由葡萄糖分子通過α-1，4 糖苷鍵連接而成； 支鏈淀粉在直鏈淀粉基礎(chǔ)上， 分支處由α-1，6 糖苷鍵連接形成側(cè)鏈[2]。淀粉的理化性質(zhì)易受到蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、多糖、多酚等成分的影響，從而改變淀粉的糊化、回生、流變等理化性質(zhì)[3]。

近年來， 淀粉和植物多酚之間的相互作用引起了廣泛關(guān)注。 研究表明植物多酚能與淀粉分子發(fā)生相互作用形成復(fù)合物， 從而影響了淀粉的理化特性和多酚的生物活性[1]。 王歡等[4]研究發(fā)現(xiàn)紅樹莓多酚提取物對(duì)大米淀粉糊化、 回生和體外消化過程均有明顯的影響。 本團(tuán)隊(duì)前期研究發(fā)現(xiàn)兒茶素可與小麥淀粉發(fā)生相互作用， 從而阻礙淀粉分子有序結(jié)構(gòu)的形成，延緩淀粉的回生[5-6]。 因此，文章主要從淀粉的溶解度、膨脹度、透光率、沉降率、凍融穩(wěn)定性、淀粉碘結(jié)合能力等方面研究龍游黃茶茶粉對(duì)大米淀粉理化特性的影響， 為龍游黃茶茶粉在米制品上的開發(fā)應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

龍游黃茶茶粉， 浙江茗皇天然食品開發(fā)股份有限公司；大米淀粉，安徽順鑫盛源生物食品有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

TU-1901 雙光束紫外可見分光光度計(jì)， 北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；CS-821N 臺(tái)式分光測(cè)色儀， 杭州彩譜科技有限公司；DK-S24 型電熱恒溫水浴鍋， 上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；DHG-9140A 型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱， 上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；LD-IIB 低速大容量多管離心機(jī)，無錫市瑞江分析儀器有限公司；EPED-10TH 實(shí)驗(yàn)室級(jí)純水器， 南京易普易達(dá)科技發(fā)展有限公司；AL204電子天平，梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 龍游黃茶茶粉成分分析

水分含量測(cè)定參照GB 5009.3—2016 《食品國(guó)家安全標(biāo)準(zhǔn) 食品中水分的測(cè)定》；水浸出物測(cè)定參照GB/T 8305—2013《茶 水浸出物測(cè)定》；茶多酚和兒茶素測(cè)定參照GB/T 8313—2018 《茶葉中茶多酚和兒茶素類含量的檢測(cè)方法》；游離氨基酸含量測(cè)定參照GB/T 8314—2013《茶 游離氨基酸總量的測(cè)定》。

1.3.2 龍游黃茶茶粉色差測(cè)定

采用色差儀對(duì)龍游黃茶茶粉色差進(jìn)行測(cè)定。

1.3.3 淀粉溶解度與膨脹度測(cè)定

稱取0.5 g 淀粉， 分別添加占淀粉質(zhì)量1%、2%、3%、4%、5%的龍游黃茶茶粉， 再加入24.5 g蒸餾水，振蕩均勻，于55、65、75、85、95 ℃下加熱30 min，冷卻至室溫后以3000 r/min 離心20 min，收集上清液置于105 ℃烘箱中烘干至恒重， 并將離心管中的沉淀稱重， 按下式計(jì)算其溶解度S 和膨脹度B。

式中：A 為上清液干重，g；W 為樣品質(zhì)量，g；P為沉淀質(zhì)量，g。

1.3.4 淀粉透光率與沉降率測(cè)定

稱取0.4 g 淀粉， 分別添加占淀粉質(zhì)量1%、2%、3%、4%、5%的龍游黃茶茶粉，再加入39.6 g 蒸餾水，振蕩均勻，充分糊化后冷卻至室溫，于620 nm 波長(zhǎng)處測(cè)定其透光率。 將樣品置于4 ℃冷藏，每隔一定時(shí)間取出，恢復(fù)至室溫，測(cè)定其透光率。

采用相同的樣品制備方法，將冷卻后的淀粉糊轉(zhuǎn)移至帶刻度的試管中，置于4 ℃冷藏一定時(shí)間后記錄上清液的體積，按下式計(jì)算淀粉的沉降率。

沉降率（%）=上清液體積/總體積×100%

1.3.5 淀粉凍融穩(wěn)定性測(cè)定

稱取1.5 g 淀粉，分別添加占淀粉質(zhì)量1%、2%、3%、4%、5%的龍游黃茶茶粉，再加入28.5 g 蒸餾水，振蕩均勻， 充分糊化后冷卻至室溫， 置于-18 ℃冷凍，22 h 后取出，30 ℃水浴解凍2 h，3500 r/min 離心15 min，棄去上清液后稱重，按下式計(jì)算析水率。

式中：G1 為離心管質(zhì)量，g；G2 為糊化樣品加離心管質(zhì)量，g；G3 為棄去上清液后質(zhì)量，g。

1.3.6 淀粉碘結(jié)合能力測(cè)定

參照王崇崇[7]的方法測(cè)定淀粉的碘結(jié)合能力。稱取10.0 mg 淀粉，分別添加占淀粉質(zhì)量1%、2%、3%、4%、5%的龍游黃茶茶粉， 加入50 mmol/L 磷酸鹽緩沖液（pH 7.0），制成濃度5 mg/mL 的溶液。將溶液在沸水浴中加熱30 min 充分糊化后冷卻至室溫。 取200 μL 溶液溶于4.55 mL 蒸餾水中，并與250 μL 碘溶液（0.2% KI 和0.02% I2）混合，孵育15 min，于500～850 nm 波長(zhǎng)范圍內(nèi)測(cè)定吸光度， 并記錄500～850 nm 范圍內(nèi)的最大吸收波長(zhǎng)，635 nm 和520 nm 處的吸光度。

1.4 數(shù)據(jù)分析

實(shí)驗(yàn)均為5 次重復(fù)，采用SPSS 20.0 進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，p＜0.05 表示差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 龍游黃茶茶粉理化成分和色差分析

龍游黃茶茶粉的理化成分和色差結(jié)果如表1所示。 龍游黃茶茶粉水分含量為8.45%，水浸出物含量45.61%，茶多酚含量15.59%，游離氨基酸含量4.19%。 色差a 值為負(fù)數(shù)，說明茶粉偏綠。

表1 茶粉成分含量和色差值Table 1 The composition content and colour value of tea powder

2.2 龍游黃茶茶粉對(duì)大米淀粉溶解度與膨脹度的影響

淀粉的溶解度和膨脹度是研究其糊化性質(zhì)的重要指標(biāo)之一[8]。溶解度和膨脹度的大小分別與糊化時(shí)游離直鏈淀粉含量、 支鏈淀粉吸水膨脹能力有關(guān)[8]。龍游黃茶茶粉對(duì)大米淀粉溶解度和膨脹度的影響如圖1、圖2 所示。

圖1 茶粉對(duì)大米淀粉溶解度的影響Fig.1 Effect of tea powder on the solubility of rice starch

圖2 茶粉對(duì)大米淀粉膨脹度的影響Fig.2 Effect of tea powder on the dilatability of rice starch

由圖1 可知，溫度為55 ℃時(shí)，大米淀粉的溶解度較小，添加茶粉后淀粉溶解度增大，且隨著添加量的增加而增大。隨著溫度的升高，大米淀粉的溶解度逐漸增大。 溫度達(dá)到85 ℃后，空白組溶解度高于茶粉組，當(dāng)溫度達(dá)到95 ℃后，空白組溶解度則低于茶粉組，且隨著茶粉添加量的增加，淀粉溶解度增大。

從圖2 可知， 大米淀粉的膨脹度隨溫度的升高而增大。 溫度為55 ℃時(shí)，淀粉顆粒的吸水溶脹程度較弱，其膨脹度較低，添加茶粉對(duì)淀粉膨脹度的影響較?。划?dāng)溫度在65～85 ℃時(shí)，空白組膨脹度開始高于茶粉組；當(dāng)溫度達(dá)到95 ℃時(shí)，大米淀粉的膨脹度迅速增加， 這是因?yàn)榈矸垲w粒的部分結(jié)晶區(qū)結(jié)構(gòu)崩解，水分子能進(jìn)入淀粉顆粒內(nèi)部，從而導(dǎo)致膨脹度增加[8]，不同添加量的茶粉對(duì)大米淀粉的膨脹度影響較小。

2.3 龍游黃茶茶粉對(duì)大米淀粉透光率與沉降率的影響

茶粉對(duì)大米淀粉透光率與沉降率的影響如圖3、圖4 所示。從圖3 可知，大米淀粉糊透光率隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)呈下降的趨勢(shì)。 在0 d 時(shí)，添加茶粉降低了淀粉糊的透光率， 且隨著茶粉添加量的增加而降低， 這可能是因?yàn)椴璺郾旧韼в蓄伾筒蝗苄灶w粒，從而使得入射光的反射或折射加強(qiáng)。研究發(fā)現(xiàn)茶多酚的添加降低了小麥淀粉糊的透光率， 這是由于茶多酚使淀粉分子發(fā)生一定程度的聚集，從而降低了淀粉糊的透光率[9]。 與空白組相比， 添加茶粉的淀粉糊透光率隨時(shí)間降低的速度更慢，與0 d 相比，冷藏10 d 后，空白組淀粉糊透光率降低了0.49%，而1%～5%茶粉組透光率降低程度有所減小， 分別為0.33%、0.24%、0.20%、0.15%、0.14%，這可能是因?yàn)椴璺鄢煞峙c淀粉分子之間發(fā)生相互作用，阻止了淀粉結(jié)晶的形成。

圖3 茶粉對(duì)大米淀粉透光率的影響Fig.3 Effect of tea powder on the transmittance of rice starch

圖4 茶粉對(duì)大米淀粉沉降率的影響Fig.4 Effect of tea powder on the sedimentation rate of rice starch

從圖4 可以看出，大米淀粉沉降率隨靜置時(shí)間的延長(zhǎng)而升高。在4 ℃靜置24 h 內(nèi)，沉降率迅速升高， 之后逐漸變緩趨于穩(wěn)定。 與空白組相比，添加茶粉使得大米淀粉的沉降率升高，但差異較小。

2.4 龍游黃茶茶粉對(duì)大米淀粉凍融穩(wěn)定性的影響

在凍融過程中淀粉糊會(huì)產(chǎn)生脫水收縮現(xiàn)象，因此， 可通過測(cè)定凍融過程中淀粉糊的析水率來反映其凍融穩(wěn)定性[8]。茶粉對(duì)大米淀粉凍融穩(wěn)定性的影響如圖5 所示。由圖5 可知，空白組析水率為48.03%，隨著茶粉添加量的增加，大米淀粉析水率差異較小，析水率在47.32%～49.12%之間。與空白組相比，添加茶粉對(duì)大米淀粉析水率影響較小。

圖5 茶粉對(duì)大米淀粉凍融穩(wěn)定性的影響Fig.5 Effect of tea powder on the freeze-thaw stability of rice starch

2.5 龍游黃茶茶粉對(duì)淀粉碘結(jié)合能力的影響

直鏈淀粉的螺旋結(jié)構(gòu)可固定碘分子形成藍(lán)色復(fù)合物， 而支鏈淀粉的支鏈可與碘分子形成紫紅色復(fù)合物[7]。碘結(jié)合能力與淀粉的聚合度和支化方式有關(guān)[7]。添加茶粉對(duì)大米淀粉碘結(jié)合能力的影響如圖6 所示，而碘藍(lán)值、碘結(jié)合力和最大吸收波長(zhǎng)見表2。

圖6 茶粉對(duì)大米淀粉碘結(jié)合能力的影響Fig.6 Effect of tea powder on the iodine binding capacity of rice starch

表2 茶粉對(duì)大米淀粉碘結(jié)合能力的影響Table 2 Effect of tea powder on the iodine binding capacity of rice starch

從圖6 中可以看出， 紫外吸收光譜中出現(xiàn)一個(gè)明顯的特征峰。直鏈淀粉-碘復(fù)合物、支鏈淀粉-碘復(fù)合物的最大峰值分別在540～660 nm、500～540 nm 之間，這說明碘主要與直鏈淀粉結(jié)合[10]。隨著茶粉的添加，淀粉-碘的紫外吸收光譜特征峰強(qiáng)度呈現(xiàn)明顯的下降趨勢(shì)。 任順成等[10]也研究發(fā)現(xiàn)隨著原花青素、兒茶素、單寧酸、蘆丁、槲皮素濃度的增加，吸光度逐漸降低，說明該五種多酚是通過嵌入淀粉螺旋鏈的疏水內(nèi)腔中發(fā)生疏水作用，或通過與淀粉分子發(fā)生氫鍵作用， 從而抑制直鏈淀粉-碘復(fù)合物的形成，影響淀粉與碘的結(jié)合力。

A635為碘藍(lán)值， 碘藍(lán)值表征直鏈淀粉與碘的結(jié)合情況， 可反映直鏈淀粉聚合物的鏈長(zhǎng)和聚合度[11]。 隨著茶粉添加量的增加，碘藍(lán)值顯著降低，說明茶粉抑制了直鏈淀粉-碘復(fù)合物的形成。這可能是因?yàn)椴璺壑械某煞终紦?jù)了直鏈淀粉的螺旋型疏水腔，從而影響碘的包埋，或是由于與淀粉分子相互作用形成氫鍵，抑制淀粉-碘復(fù)合物的形成。

A635/A520是碘結(jié)合力，碘結(jié)合力代表直鏈淀粉-碘復(fù)合物和支鏈淀粉-碘復(fù)合物的相對(duì)含量[11]。 添加茶粉后淀粉的碘結(jié)合力呈現(xiàn)與碘藍(lán)值一致的趨勢(shì)。 碘結(jié)合力隨著茶粉添加量的增加顯著下降。

最大吸收波長(zhǎng)反映與碘絡(luò)合的葡萄糖聚合物的聚合度[7]。 添加茶粉后，大米淀粉的最大吸收波長(zhǎng)降低， 說明茶粉降低了碘絡(luò)合葡萄糖聚合物的聚合度。

3 結(jié)論

文章研究了龍游黃茶茶粉對(duì)大米淀粉溶解度、膨脹度、透光率、沉降率、凍融穩(wěn)定性、淀粉碘結(jié)合能力的影響。茶粉的添加會(huì)影響大米淀粉的溶解度和膨脹度， 可延緩淀粉糊冷藏過程中透光率的降低，但對(duì)沉降率和凍融穩(wěn)定性的影響較小。 隨著茶粉添加量的增加，淀粉-碘的紫外吸收峰強(qiáng)度呈下降趨勢(shì)。 添加茶粉會(huì)導(dǎo)致大米淀粉的碘藍(lán)值、碘結(jié)合力和最大吸收波長(zhǎng)降低，且隨著茶粉添加量的增加而下降，說明茶粉抑制了淀粉和碘的結(jié)合。