- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1 材料与方法
1. 1 原料及试剂
收稿日期: 2006- 10- 16 作者简介: 尹志华, 男, 1981年出生, 在读硕士, 食品科学 通讯作者: 谢笔钧, 女, 1943年出生, 教授, 博士生导师, 天然 产物
与高分子化学
新鲜荸荠购于广州市白云山农产品批发市场, 通 过清洗、去皮、削块、匀浆、水洗过滤、沉降、干燥等得荸 荠淀粉。玉米淀粉、木薯淀粉为武汉淀粉厂提供。 1. 2 实验设备
摘 要 以荸荠为原料提取淀粉, 测定了淀粉的组成、颗粒及糊化、老化等方面的性质。结果表明, 淀粉 中直链含量为 27. 3% , 淀粉颗粒为椭圆、多角等形貌, 颗粒表面光滑平整, 粒径为 3~ 14 m, 为接近 A 型的 C 型晶体。热力学参数分别为 T o64. 08 、T p67. 70 、T c72. 85 和 H 11. 97 J/ g干重。荸荠淀粉达到糊化温 度后膨胀和溶解能力大于玉米淀粉、小于木薯淀粉, 具有很高的黏性, 透明度较好, 抗冻融优良远高于木薯和 玉米淀粉, 但较易凝沉。
2 结果与分析
2. 1 组成分析
表 1 荸荠淀粉的成分组成
样品 水分 蛋白质 脂肪 粗纤维 灰分 直链淀粉
荸荠淀粉 11. 95% 0. 29% 0. 09% 0. 25% 0. 44% 27. 3%
注: 水分以湿基计算, 蛋白质、脂 肪、粗纤维、灰分均以 干基计算, 直 链与支链淀粉总和为 100% 。
4. 70
80 18. 85
9. 39 8. 74
6. 50
85 22. 34
12. 19 10. 90
9. 30
90 24. 75
20. 91 13. 88
13. 49
注:
表示待测值过大在该实验条件下无法测出准确值。
表 2为荸荠、木薯、玉米淀粉在不同温度下的膨
胀度与溶解度。该实 验是在 水分 相对 充分 的条件
荸荠 ( E leocharis turerosa ) , 又 名 马蹄、地栗、乌 茶、马荠、红慈菇等, 原产我国南部和印度, 为莎草科 荸荠属多年 生水生 草本植 物, 其皮呈 赤褐色, 形扁 圆, 皮薄, 肉脆嫩 而多汁, 清香爽口。含有丰富的营 养成分, 并具有一定的药用价值, 是一种优良的药食 兼用的果蔬类食物 [ 2- 4] 。荸荠可加工成多种产品, 一 般可加工成削皮清水马蹄, 糖荸荠、荸荠糖 、荸荠脯、 荸荠粉等产品, 还可以用于加工成风味不同的荸荠 饼, 荸荠糕、威化马蹄件、马蹄香球、鲜奶马蹄盏、马 蹄露、蜜汁荸荠、冰镇糖汁荸荠、雪花荸荠 、酸辣荸荠 等产品, [ 2- 3, 5] 但对其与加 工相关的理化 特性、结构 却少见报道。为此, 着重研究了荸荠淀粉的物化性 质, 并与木 薯和玉 米淀粉 进行 比较, 以期为 它的生 产、加工、产品设计等提供参考。
察糊液的分层及其界面的下降情况, 以上层所占体 积百分比表示凝沉性质好坏。 1. 3. 4. 5 冻融稳定性
将 6% (W /V) 的淀粉 - 水悬液在 90 水浴中搅 拌糊化 20 m in后, 倒入 50 mL 离心管并在 90 水浴 中平衡 10 m in, 随后立即放在 - 18 冰箱储藏 20 h, 再常温解冻 4 h, 24 h为一个循环, 经过不同的循环 后, 3 000 r /m in离心 20 m in, 计算水的析出率。
将 2% ( W /V ) 的淀粉 - 水悬液在 65~ 90 不同 温度水浴中搅拌糊化 30 m in, 然后将淀粉糊倒入离 心管, 3 000 r /m in离心 20 m in。将上层清液小心倾 出置于铝盒中, 先在烘箱 80 左右烘至少许水分后 105 烘至恒重。溶解度为上清干燥物与总淀粉干 重的比值, 膨 胀度为离心后淀粉糊重与糊中所含淀 粉干重的比值。
荸荠、木薯、玉米 淀粉 糊的 凝沉 曲线如 图 3 所 示。该实验条件下淀粉糊的凝沉性反映的是在充足 水分下淀粉的老化。荸荠淀粉糊的凝沉曲线与玉米 淀粉的相近, 荸荠淀粉糊静置 30 h后上清液体积百 分比稳定在 55% 左右保持不变, 玉米淀粉糊 10 h后 上清液体积百分比稳定在 65% 左右, 木薯淀粉糊在 实验静置的 52 h 内基本不下降、凝沉。说明在充足 水分下荸荠淀粉较易老化, 这与荸荠淀粉的直链淀 粉含量较高有关, 而玉米淀粉最易老化, 木薯淀粉很 稳定。
将 1% ( W /V )的淀粉 - 水悬液在 90 水浴中糊 化搅拌 30 m in, 室温冷却 30 m in后用分光光度计于 600 nm 处测淀粉糊的透光率。 1. 3. 4. 4 凝沉性
将 1% ( W /V )的淀粉 - 水悬液在 90 水浴中搅 拌糊化 30 m in, 冷却至室温后置于 50 mL 量筒中, 观
扫描电镜: H ITACH IX - 650, 日 本; D /m ax - RA 型 X- 射线衍射仪: 日本理学公司; 差示量热扫描 仪 DSC822e: 瑞士 梅特勒 托利 多; 快速 黏度 测 定仪 [ R apid V isco Analyzer ( RVA - 4) ]: 澳大利亚 New po rt Sc ientific P ty. L td; 722型分光光度计: 上海第二 分析仪器厂。 1. 3 实验方法 1. 3. 1 淀粉组成分析
图 1 荸荠淀粉颗粒的 SEM 照片
68
中国粮油学报
2008年第 1期
2. 3 晶体特性
图 2 荸荠淀粉的 X- 射线衍射图样
荸荠淀粉的 X- 射线衍射图样如图 2所示, 2 为 15. 26 处有一中强峰, 17. 42 、18. 06 、23. 18 处分别有一强峰, 它 们所对应 的 d值 分别为 0. 58、 0. 51、0. 49、0. 39 nm, 结晶峰都比较尖锐、狭窄, 与文 献 [ 12- 14 ] 中晶体类型对照, 荸荠淀粉的晶体结构为 C 型, 但接近 A 型, 与 文献 [ 15] 报道一致。荸荠淀粉的 这一晶型与大多数块茎类淀 粉的晶型相同, 荸荠淀 粉分子的聚集可能与块茎类淀粉相似。 2. 4 热特性
68. 70 72. 75 65. 55
表 3为荸荠、玉米、木薯淀粉糊黏度曲线的特征 值。 RVA 曲线描述的是一定浓度的淀粉在加热、高 温、冷却过程中, 其黏滞性发生一系列变化的过程。 其中, 淀粉糊的黏度受直 链淀粉分子大小和支链淀 粉分支链长度的影响。淀粉糊黏滞性的变化也反映 了淀粉分子之间以及与水分子之间的相互作用。荸 荠淀粉的峰值黏度、最低黏度、衰减值以及最终黏度 都比玉米、木薯淀粉的高, 荸荠淀粉的黏性很强, 木 薯淀粉的较差, 玉米淀粉的最差, 这显示了荸荠淀粉 在有限水分下淀粉分子与水的相互作用 很强, 而淀 粉分子之间的相互作用相对较弱, 这与荸荠淀粉糊 化焓不大的热特性结果一致; 荸荠淀粉的回生值与 木薯淀粉的相近, 但比玉米淀粉的小, 说明荸荠淀粉 不易老化; 荸荠淀粉的峰值时间介于木薯、玉米淀粉 之间, 糊化温度与 DSC所测得的值相近。 2. 7 凝沉性
通过表 1可知通过水提方法所得荸荠淀粉中除 水分外其它杂成分含量仅为 1. 07% , 纯度相对较高。 荸荠淀粉中直链淀粉的含量也比较高, 这对荸荠淀 粉的性质和功能有很大的决定作用, 理论上相对更 易结晶和老化。 2. 2 颗粒形貌大小
荸荠淀粉的扫描电镜图如 图 1所示, 其形状有 椭圆 形、多 角形等, 淀粉颗 粒表面 均较光 滑、平整。 用电镜标尺测得淀粉长轴粒径范围为 3~ 14 m, 平 均粒径为 8 m, 与木薯、玉米等淀粉颗粒 [ 10- 11] 相比, 荸荠淀粉的颗粒较小。
室温下采用 D /m ax - RA 型 X - 射线衍射仪测 定淀粉的结晶特性。X - 衍射条件: CuK 辐射, 管压 35 kV, 管流 30 mA, 扫描速度 8 /m in, 扫描范围 3 ~ 50 , 步宽 0. 02 。 1. 3. 3 热特性
荸荠 淀 粉的 热 特 性 采用 差 示 量 热 扫描 仪
DSC 测 得 荸 荠 淀 粉 糊 化 的 起 始 温 度 T o 为 64. 08 , 峰值温度 T p为 67. 70 , 终止温度 T c为 72. 85 , 其糊化焓变 H 为 11. 97 J /g。可见, 荸荠 淀粉的糊化温度范围较窄, 糊化焓不大, 这与 X - 射 线衍射测得的荸荠淀粉的结晶峰较为狭窄的结果相 一致。 2. 5 膨胀度与溶解度
第 23卷第 1期
尹志华等 荸荠淀粉的物化特性研究
67
DSC822e 测定。称取淀粉样品 2. 5 m g (干基 ) 于铝盘 中并 加入 5. 0 L 的 去 离 子 水, 密 封 后 置 于 冰箱 ( 4 ) 中过夜, 测试前室温下平衡 1 h。以空白的铝 盘用作参比, 加热范围 30~ 100 , 加热速率 10 / m in。 1. 3. 4 与玉米、木薯淀粉性质比较 1. 3. 4. 1 膨胀度与溶解度
2. 6 黏度特性
表 3 荸荠、玉米、木薯淀粉糊黏度曲线的特征值 ( RVA )
样品
峰值黏度最低黏度 衰减值 最终黏度 回生值 峰值时间起始糊化
/cP
/cP
/cP
/ cP
/ cP
/m in 温度 /
荸荠淀粉 7 957. 00 3 788. 00 4 169. 00 4 816. 00 1 028. 00 3. 73 玉米淀粉 3 909. 00 1 162. 00 2 747. 00 2 688. 00 1 526. 00 4. 13 木薯淀粉 5 439. 00 2 733. 00 2 706. 00 3 703. 00 970. 00 3. 60
表 2 荸荠、木薯、玉米淀粉在不同温度下的膨胀度与溶解度
温度 /
荸荠
膨胀度 /%
木薯
玉米
荸荠
溶解度 /%
木薯
玉米
65
5. 86 30. 83 3. 52 1. 4219 8. 48 5. 45 16. 53 4. 41
