芭蕉芋淀粉的性质、加工与利用

第２期　２００１年５月　木薯精细化工　Ｃｅ，．ｗ￣ｖａＦｉｎｅＣｈｅｒａｉｃａＩ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　Ｎｏ　２　Ｍａｙ　２００１　

芭蕉芋淀粉的性质、加工与利用’　

Ｋｌａｎａｒｏｎｇ　Ｓｒｉｒｏｔｈ　，Ｋｕａｋｏｏｎ　Ｐｉｙａｃｈｏｍｋｗａｎ２，金树人。　

Ｃｈｒｉｓｔｏｐｈｅｒ　Ｇ．Ｏａｔｅｓ４　

（１．泰国卡赛斯大学木薯和淀粉技术研究中心，泰国曼谷；２．泰国国家遗传工程和生　

物工程中心，泰国曼谷；３．广西南宁木薯技术开发中心，中国，广西，南宁５３００２２；　

４．泰国农产品食品资源有限公司，泰国，曼谷）　

摘要：芭蕉芋（ｃａｎｎａＥｄｄｉｓＫ盯）是一种很有潜力的淀粉作物，它可以在山地和低地种植　尽管如　此，据我们所知，目前只有一个工厂在用它进行商业规模的生产，淀粉使用者对其性能所知的信息　

很少。本文介绍了在中国贵州省生产工业芭蕉芋淀粉的工艺。一般来说，农村小作坊将芭蕉芋制　成粗淀粉，供应给工厂生产精淀粉。粗淀粉通常有杂质．因此是暗色的　工业上采用一套抽提器、　

分离机和化学漂白荆（狄氯酸钙）工艺进行提纯，可以制得高质量淀粉。这种商品淀粉有其独特的　性质，即其颗粒特别丈、糊液清澈度高（１　ｏ，６淀粉在６５０　ｎ｜ｎ处有４７％的澄明度），凝胶热函比较高　

（２６　７８　Ｊ／ｇ）。用Ｂｒａｂｅｎｄｅｒ粘度测定仪，在低浓度（３　５８％淀粉）与标准的浓度（６　００％淀粉）下测　定的糊化性能，表现了不同的模式，这一点甩快速粘度测定仪测定时也得到证实。其成胶性能很　好，当用５０％芭蕉芋淀粉和木薯淀粉混合时，也可以重复此性能。　

关键词：芭蕉芋淀粉；结构；糊化；胶凝化　中国分类号：Ｔ＆３５　２；Ｔ０９１７　

１序言　

淀粉是存在于许多植物组织中的糖类聚　

合物，主要存在于种子、茎、根、管茎和果实　

中。从植物中提取的淀粉用于食品和非食品　

工业。目前，淀粉的工业来源仅限于少数品　

种的植物，在一定的地理区域内，有时只有一　

种或两种，如在北美洲是玉米，在欧洲为土　

豆，在亚洲、拉丁美洲和非洲为木薯和玉米。　

淀粉广泛地作为功能性成分用于许多食品和　

工业品的制造中，用于控制或改进最终产品　

的性质。为此，可使用天然淀粉。然而，为应　

付苛刻的环境，对产品有精确的要求，对淀粉　

也提出改性的需要。为适应不同环境的要　

求，并满足新工艺或加工技术，可以对多种淀　粉进行变性。淀粉变性后，赋予了产品一个　

新的特性，使它具有更好的质量，或者可以开　

发一种没有这种新功能的成分就无法得到的　

新产品。目前，工业上太多数变性淀粉都是　

化学变性。然而，目前新产品的开发在化学　

药品使用的类型和数量都有很大限制。因为　

消费者对卫生食品的要求，限制了市场上化　

学改性淀粉，激发了消费者对天然淀粉重视　

的兴趣。　

食用芭蕉芋（Ｃａｎｎａ　ｅｄｕ１ｉｓ　Ｋｅｒ）是南美洲　

的野生作物。它通常被作为一种根茎作物　

（ＡＲＴＣ），当地叫做“Ａｃｈｉｒａ”。它是一种亚热　

带的山地（海拔１，０００～２，５００米）作物。它　

是一种单叶多年生植物。它还有许多其他名　

字，例如在委内瑞拉叫做“Ｓａｇｕ”，在亚洲国家　

车支为作者于２ｏ０１年４月在德国举行的第５２届国际淀粉学术年会上发表的诧文。

　Ｋｌａｎａｒｏｎｇ　Ｓｒｉｒｏｔｈ，Ｋｕａｋｏｏ￣Ｐｉｙａｃｈｏｍｋｗａｎ，金村人等：芭蕉芋淀粉的性质、加工与利用　

的叫做昆士兰箭芋。它的根茎中积累的淀粉　

很久以来就作为一些人和动物的主食。特别　

注意的是，作为唯一的一种印地根茎作物，在　

印地人中的消费远不如亚洲国家，如中国与　

越南的消费。在中国，芭蕉芋的消费可追溯　

到１９３０年。芭蕉芋根茎的产量，越南在　

２５８，４００吨以上．而在中国南方，产量大约为　

１５０，０００吨（表１）。在泰国，１９９４年后在低　

地成功种植芭蕉芋后，泰国对芭蕉芋淀粉引　

起重视。印度尼西亚１９９９年７月制订的一　

个在中部与西爪哇地区发展芭蕉芋生产国家　

规划，种植了大约５０公顷芭蕉芋，预期可收　

获根茎１，２５０吨。表１为部分国家芭蕉芋的　

种植面积、产量与单产。　

裹１一些国家芭蕉芋的种檀面积．产■与单产　

芭蕉芋淀粉的特点是淀粉颗粒巨大（类　

似于马铃薯），其性能好．特别适合制作粉丝。　

关于芭蕉芋淀粉的功能性质，在文献上记载　

很少，已发表的资料主要集中在粗淀粉与宴　

验室制作的淀粉上。本文介绍了唯一一个工　

业化生产商品淀粉的制作工艺。我们研究了　

这种商品芭蕉芋淀粉的性质，以及将淀粉与　

丰富廉价的术薯淀粉混合使用的可能性．。　

２实验材料和方法　

２．１材料与方法　

我们调查了中国贵州省的黔西南州聚鑫　

工贸总公司芭蕉芋淀粉厂的生产工艺。工厂　

年生产能力为３，０００吨淀粉。我们随机收集　

了四个芭蕉芋淀粉的样品，按ＡＯＡＣ方法，　

分析了蛋白质．脂肪和灰份。淀粉含量用比　

２　旋计测定偏振光的方法测定（２０℃，Ｎａ灯）。　

２．２电子显微镜扫描　

在电子显微镜下观察的样品经真空干　

燥，喷洒在双面粘带上的淀粉送人金涂层的　

环形样管中，观察样品，使用ＡＧＡＦ』　ＡＮ—　

ＡＰＸ　１００胶卷在ＪＥｏＵＳＭ一５３ｏ０Ｌｖ扫描　

电子显微镜的拍摄图片（见图１）。　

围１　电子显微镜扫描下的商品芭蕉芋淀粉５００倍　

２．３颗粒大小分布　淀粉颗粒大小分布在８０％蔗糖溶液中　

测定。将样品放在一个玻片上，在一台亮视　

野显微镜（Ｍｅｉｊｉ　Ｔｅｃｈｎｏ，日本）下，在４Ｘ放　

大倍数下观察。图象用Ｍｅｉｊｉ　ＣＫ　３８００型　

（Ｍ刨ｉ　Ｔｅｃｈｎｏ，日本）彩色摄像机摄像，图象　

分析软件（图象专业版增强版３．０，媒介ｃＬｖ—　

ｂｅｍａｔｉｃ，ＬＰ，美国）按颗粒的大小范围校准。　

围２商品芭蕉芋淀粉颗粒大小分布　

２．４　Ｘ光衍射分析　

淀粉粉末用ｘ光衍射仪（ＪＥＯＬ　３５３０，日　木薯精细化工　

本）检验，在３０．０　ｋＶ和３０．０ｒｒ￣＆下用透明　

模式与Ｎｉ过滤器ＣｕＫ一镭射。ｘ光源波长　为１　５４Ａ（衍射模式在５—４０度之间２０角记　

录（图３）。　

图３商品芭蕉芋淀粉的ｘ射线衍射　

２．５直链淀粉含量和太小　

根据Ｇｏｖｉｎｄａｓａｍｙ等人的方法，用高强　度超声处理器（型号ＶＣ　５０１，Ｓｏｎｉ￣与材料　

公司，ＣＴ）超声凝胶淀粉后（Ｏ．４％ｗ／ｖ）后，再　

用高教体积排斥层析（ＨＰＳＥＣ）方法测定大　

部分淀粉组分的比例以及直链淀粉之表观分　

子大小，并采用系列葡聚糖作为分子量参照　

标准。　

２　６白度　

淀粉白度用Ｃ一１００型ＫＥＴＴ数字的白　

度仪（ＫＥＴＴ电的实验室，德国）测定，用蓝　

色过滤器（４４０　ｎｒｎ）作为校正板。　

２．７糊液清澈度　

根据Ｃｒａｉｇ等人介绍的方法测定，淀粉　

悬浮液（１％，ｗ／ｖ）在沸腾水浴中保持３０分　

钟，在室温冷却６０分钟后，在５５０　ｎｌｎ，用空　

白水对照，测定透明度（％Ｔ）。　

２－８水解度　淀粉的水解度用ａ一淀耪酶和淀粉葡萄　

糖苷酶的方法进行测定。反应混合物为２．　

０％淀粉悬浮在０　ｌ　Ｍ的醋酸钠缓冲液中　

（ｐＨ　５．０），古有４０ｐｐｍ的ｃａ２　，酶液含有　

１％的ａ一淀粉酶（酶体积／淀耪重量）（Ｔｅｒ．　

ｍａｍｙｌ　１２０Ｌ，Ｎｏｖｏ　Ｎｏｒｄｉｓｋ，丹麦）与淀耪葡　萄糖苷酶（ＡＭＧ，Ｎｏｖｏ　Ｎｏｒｄｉｓｋ，Ｂａｇｖａｒｅｄ，丹　

麦）。混合后在３５℃下反应４８小时后，用Ｓｏ－　

ｍｅｔ＃一Ｎｅｌｓｏｎ方法分析其中的还原糖古量，　

用Ｄｕｌｘ￣ｓ方法分析其总糖含量。　

２．９热力学特征　

淀粉的凝胶性能使用Ｐｅｒｋｉｎ　Ｅ１ｍｅｒｕｄａ　

差示扫描量热仪（ＤＳＣ７；Ｎｏｒｗａｌｋ，　）测定，　

如Ｓｒｉｒｏｔｈ等人所述，仪器配有一个内冷却　

器。淀粉样品与水混合，体积比为０．６８～０．　

６９阃。淀粉浆在混合以后，分装人数个空铝　

盘封死　样品在室温度平衡一个小时后。从　

２０℃加热到１１０℃，升温速度为每分钟１０℃　

用一个空盘为空白。然后，以铟金属熔融为　

基准校准，使用ＤＳＣ软件计算热函　所有的　

平盘冷却后重新称重。为了精确地计算干基　

热函，每一个平盘仔细地刺孔，在１１０℃干燥　

二小时，重新称重，测定其扫描过和再次扫描　

后样品的湿含量。　

２．１Ｏ澎润度与溶解度　

澎润度与溶解度用Ｓｃｈｏｃｈ方法分别在　

５５，６５，７５和８５℃测定（见图４）。　

Ｔｌ－－ｐｔｒ由　｛。ｏ　

图４商品芭蕉芋淀粉在不同　

温度下的澎润力与溶解性（％）　

２．１ｌ糊化性质　

淀粉浆的糊化性质用阿米拉粘度计　

（Ｂａｒｂｅｎｄｅｌ＂，德国）在２种浓度下测定：（１）　

２０　００　ｇ淀耪（含水１４％）与４６０　ｍｌ蒸馏水　

（相当３．５８％淀粉浓度）。（２）３０　００　ｇ（干　

基），加入４７０ｍｌ蒸馏水（相当６．００％淀粉浓　

３　Ｋｌａｍｒｏｎｇ　Ｓｆｉｒｏｔｈ，Ｋｕａｋ。０ｎ　Ｐｉｙａｃ｝　ｒｎｋ哪，金树人等：芭蕉芋淀粉的性质、加工与利用　

度）。淀粉悬浮液在４０分钟内从３０℃加热　

到９５℃，在９５℃保持时间与从９５℃冷到　

５０℃的时间各为３０分钟。糊化曲线也可用　

快速粘度分析仪（ＲＶＡ４，Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｎｅｗ＇ｐｏｒｔ，澳　

洲）记录，按Ｓｆｉｍｔｈ等介绍的方法，使用第１　

标准程序测定。淀粉样品３　００　ｇ（１４％水分）　

悬浮在２５克蒸馏水中。淀粉悬浮液在５０℃　

保持１分钟，随后按每分钟１２．２℃的速度加　

热到９５℃，在９５℃保持２　５分钟，冷却速度　

与加热速度相同，冷却到５０℃，保持２．１分　

钟。测定术薯淀粉与芭蕉芋淀粉混合物的性　

质时，芭蕉芋淀粉分别按５，１０，２５和５０％　

（重量）的比例投入测定容器内，与术薯淀粉　

充分混合。　

２．１２淀粉肢化结构　

在ＲＶＡ粘度分析仪测定之后，按Ｃｏｌｌａ—　

ｄ０和Ｃｏｒｋｅ方法对胶体结构进行分析。糊　

液用一张蜡膜盖住，冷却至室温度静置。然　

后将静置后的胶体在４℃下存放１５小时，进　

行结构测定前在室温下平衡４小时，使用结　

构测定仪（ＬＬＯＹＤ　ＴＡ５Ｏ０．ＩｎｔｍＥｎｔｅｒｐｒｉｓｅ　

有限公司，美国）进行测定。高度２０　ｍｍ的　

胶体用一个直径为５０ｍｍ柱形管，按每分钟　

２０ｒａｍ的速度将其压缩３０％。分析重复２　

次。第一次压缩３０％时峰高叫做硬度，第一　

次压缩对第二次压缩的面积比例叫做内聚　

力，第二次压缩回复时间与第一次压缩回复　

时间的比，叫做弹性，硬度与内聚力之积叫胶　

粘性。　

３制造工艺　

在中国贵州生产的芭蕉芋淀粉，质量上　

有两种，一种是粗淀粉，一种是商品淀粉。粗　

淀粉是由农民在日产１－－２吨淀粉（或加工根　

茎的５－－１０吨）的小作坊进行的。在加水情　

况下锉碎根茎，再用过滤分离纤维。淀粉浆　

存放在桶或淀粉池中。由于淀粉颗粒很大，　

沉淀很快，通常在一个小时以内完成。得到　

的粗淀粉水分含量高达４０％，而且由于有杂　

４　质，呈暗色。这种淀粉可直接用于制造鲜粉　

丝，也可以送到工厂生产商品芭蕉芋淀粉。　

芭蕉芋淀粉的提纯流程见图５。芭蕉芋　

淀粉精加工时，将收购的粗芭蕉芋淀粉放到　

水池中用水浸泡，用这种方法可以保存淀粉　

达二个星期，必要时，可以更久些　精加工的　

第一道工序是调浆，将贮池中的淀粉浆泵送　

到另一个池中，加入水，得到约４０％固形物　

浓度的浆。脱水工艺出来的水与新鲜水一　

起，通常送往调浆工序作调浆用。　

量詈　

ｌ　

分古量　

围５在中华人民共和国责州省ｌ争西南州聚童　工贸总公司淀粉厂的芭蕉芋淀粉挺纯流程　

淀粉精制时，首先将浆料在压力下送到