不同淀粉糊物理特性的比较

基础研究 食品研究与开发 2 0 1 0 年1 0 月 第3 1 卷第1 0 期 不同淀粉糊物理特性的比较 常虹。周家华，兰彦平。刘淑琴。翟佳佳 ( 北京市农林科学院农业综合发展研究所，北京1 0 0 0 9 7 ) 5 5 摘要：为进一步在食品工业中开发和应用淀粉资源，对土豆淀粉、板栗淀粉、玉米淀粉、红薯淀粉糊的各种物理特性 进行全面的比较研究，包括色泽、透明度、冻融稳定性、凝胶强度、凝沉性，结果表明：土豆淀粉糊的透明性、光泽度最 好，凝胶强度、冻融稳定性、溶解性和膨胀度等各种物理特性均优于玉米淀粉，板栗淀粉糊的光泽度好，冻融稳定性最 强，且成型完整，热稳定性好，而红薯淀粉糊的多种物理特性均居于土豆淀粉糊和玉米淀粉糊之间。 关键词：淀粉糊；物理特性；比较 C o m p a r a t i v eS t u d yO i lP h y s i c a lP r o p e r t i e so fD i f f e r e n tS t a r c hP a s t e C H A N G H o n g ，Z H O UJ i a - h u a ，L A NY a h - p i n g * ，L I US h u - q i n ，Z H A IJ i a - j i a ( I n s t i t u t eo fA g r i c u l t u r a lI n t e g r a t e dD e v e l o p m e n t ，B e i j i n gA c a d e m yo fA g r i c u l t u r a la n dF o r e s t r yS c i e n c e ，B e i j i n g1 0 0 0 9 7 ， C h i n a ) A b s t r a c t ：T h ec o l o u r , t h et r a n s p a r e n c y ，t h ef r e e z e - t h a w i n gs t a b i l i t y ，t h eg e l s t r e n g t h ，t h es o l i d i f i c a t i o n s e d i m e n t a t i o nc a p a c i t yo fp a s t eo ff o u rk i n d so fs t a r c h e si n c l u d i n gp o t a t os t a r c h ，c h e s t n u ts t a r c h ，c o r ns t a r c ha n d s w e e tp o t a t os t a r c hw e r es t u d i e da n dc o m p a r e d T h er e s u l ts h o w e dt h a tp o t a t os t a r c hw a ss u p e r i o rt oc o n ls t a r c h i nc o l o u r , t r a n s p a r e n c y ，g e ls t r e n g t h ，s o l u b i l i t ya n ds w e l l i n gp o w e r , c h e s t n u ts t a r c hw a sm u c hb e t t e rt h a nt h e o t h e rs t a r c hi nf r e e z i n g t h a w i n gs t a b i l i t y ，m o s tp h y s i c a lp r o p e r t i e so fs w e e tp o t a t os t a r c hw a sp l a c e di nt h e m i d d l e K e yw o r d s ：s t a r c hp a s t e ；p h y s i c a lp r o p e r t i e s ；c o m p a r a t i v e 淀粉作为仅次于纤维素的可再生性资源，具有价 作者简介：常虹( 1 9 8 3 一) 。女( 汉) 。研究实习员，硕士，研究方向：农产 品加工与贮藏。 通信作者 廉易得、可降解性和易转变成淀粉衍生物等特点，是 一种重要的工业原料，长期以来世界各国都十分重视 淀粉资源的开发利用研究【1 1 。另外淀粉是食物的重要 组成部分，也是人体组织的营养物，因此在食品加工 1 H “_ H - H H H t 。- - _ - H _ _ 。_ 。巾H 。m 。_ 巾。巾- _ H 叫o _ - q - H * 一o _ _ _ 一峥t “H H _ 。一I 。H 峥。H - 参考文献： 【I J 朱艳媚余甘子的研究进展噼中华实用中西医杂志，2 0 0 7 2 0 ( 7 ) ： 6 2 2 6 2 3 【2 1Y a d a vSkP r o t e c t i o na g a i n s tr a d i a t i o ni n d u c e dc h m m 0 6 0 m ed n g e b yE m b l i c ao f f i c i n a l i sf r u i te x t r a c t 【J 】C a r y o l o g i a , 1 9 8 7 , 4 0 ( 3 ) ：2 6 1 2 6 5 f 3 】G i r lA A n t a g o n i s t i ca c t i v i t yo fh e r b a ld r u go i lc t o 0 9 i c a e f f e c t s o fe n v i r o n m e n t a lc h e m i c a l so nm a m m a l i a nc e l l s J C y t o l o t i a ，1 9 8 6 ， 5 1 ( 2 ) ：3 7 5 3 8 0 【4 】中华人民共和国卫生部药典委员会中华人民共和国药典一部 【z 】北京：化学工业出版社，2 0 0 0 ：1 4 2 【5 】S i n g hHI LP o l l i n a t i o na n df r u i ts e tb e h a v i o ro fa n o n l a ( E m b l i c a o f t c i n d i s ) J 1 I n d i a nJ o u r n a lo fA g r i c u l t u r a lS c i e n c e s ，2 0 0 1 ，7 l ( 1 ) ： 6 5 6 6 【6 】杨梅，张其昌，张文焕余甘果汁饮料的研制【J 】福建师范大学学 报：自然科学版，1 9 9 6 ，1 2 ( 4 ) ：9 6 - 9 9 【7 】吕荣欣余甘果实的营养及其开发利用食品科学，1 9 8 7 ( 1 0 ) ： 5 9 6 2 【8 】王森林余甘原汁( 清型) 生产工艺研究田食品科学，1 9 9 8 ，1 9 ( 11 ) ： 3 4 3 6 【9 】张晓春，刘开绪大学物理实验【M 】江苏：中国矿业大学出版社， 2 0 0 l ：1 6 5 【1 0 1 天津轻工业学院，无锡轻工业大学食品工艺学( 上册) 【M 】北京： 中国轻工业出版社，1 9 8 4 ：1 2 5 【1 1 】刘汉良统计学教程【M 】上海：上海财经大学出版礼1 9 9 5 6 7 - 6 9 【1 2 J 刘方新中国软饮料工业成绩斐然田中国食品工业，1 9 9 9 ( 1 2 ) ： 4 - 5 收稿日期：2 0 0 9 - 0 9 2 9 万方数据 - = = 5 6 鬟3 1 1 骧：晶食品研究与开发 第卷第1 0 期民叩阢九司丌蹑 基础研究 中的应用比较广泛，常被用作增稠剂、黏合剂、稳定剂、 崩解剂等。淀粉不溶于水，使用时常需要在适当温度 下进行糊化，形成淀粉糊。不同来源的淀粉糊化后其 色泽、透明度、冻融稳定性等物理性质方面存在差异， 这些性质都影响淀粉的应用。我国是板栗主要生产国 之一，产量大，种植面积广，资源丰富，开发板栗资源具 有重要的经济价值和社会意义。板栗富含淀粉，板 栗的加工特性及产品品质与其淀粉的特性密切相关。 本文对不同来源的板栗、玉米、土豆及红薯淀粉的物 理特性进行研究，为各种淀粉在食品工业的应用提供 理论参考，并为进一步开发板栗新产品奠定基础。 1 材料和方法 1 1 材料 板栗淀粉以北京燕红栗为原料，采用水提取法实 验室制备；玉米淀粉、土豆淀粉、红薯淀粉均按板栗淀 粉同样方法制备。 1 2 试验仪器与设备 D V I I + 可编程控制式粘度计：美国B R O O K F I E L D 博力飞公司；T A X T p l u s 食品物性分析仪：英国S t a b l e M i c mS y s t e m 公司；T U 一1 9 0 1 双光束紫外可见分光光度 计：北京普析通用仪器有限公司；L X J I IB 型高速离 心机：上海安亭科学仪器厂；D H 一1 0 1 电热恒温鼓风干 燥箱：天津市中环试验电炉有限公司；W S C S 型测色 色差计：上海精密科学仪器有限公司。 1 3 方法 1 3 1 淀粉糊色泽的测定 采用W S C S 型全自动测色色差计测定各种淀粉 糊的L ，a ，b 值。其中，L 表示光泽度；a ( 正值) 表示红 色程度；b ( 正值) 表示黄色程度。L 值越大，表示样品 明度越好，反之较差；a 值越大，表示红色程度越大；b 值越大，表示黄色程度越大 4 1 。分析时每批样测3 次平 行，取其平均值。 1 3 2 溶解度与膨胀度的测定嘲 淀粉颗粒在热水中膨胀，并有少部分溶解于水 中，在一定温度下搅拌加热2 淀粉乳3 0m i n ，以 30 0 0r m i n 速度离心2 0m i n ，将上层清液置水浴上蒸 干，烘干，称重得被溶解淀粉含量A ，计算其溶解度。由 离心管中膨胀淀粉重量P 计算其膨胀度。 溶解度S 朝W x l 0 0 膨胀度B = P W x ( 1 一研 式中：形为淀粉重量，以干基计。 1 3 3 淀粉糊透明度测定 分别称取一定量淀粉用蒸馏水调成1 的淀粉 乳，置沸水浴中加热、搅拌1 5m i n ，冷却至室温，以蒸馏 水做参比，用分光光度计测定各种淀粉糊在6 2 0n m 波 长下的透光率 7 1 。 1 3 4 淀粉糊凝胶冻融稳定性测定 分别称取一定量淀粉用蒸馏用水调成6 的淀粉 乳，加热糊化后放置一1 6 冰箱贮藏2 4h ，取出自然解 冻后倒在滤纸上，1 2h 后称重，以成型情况、保水倍数 等为测定指标闱。 1 3 5 淀粉糊凝胶强度测定 分别称取一定量的淀粉，加水配成不同浓度的淀 粉乳，加热糊化，在1 0 。C 下冷藏1 6 h 后取出放置3 0 r a i n ， 然后取出凝胶体。采用物性分析仪对凝胶体进行切割 试验，测得其凝胶强度值。 1 3 6 淀粉糊的凝沉性测定 9 1 分别称取一定量淀粉用蒸馏水调成1 的淀粉 乳，放入1 0 m L 试管中，在室温下静置放置数小时后。 沉降物所占的体积即为沉降积，以m L 表示。 1 3 7 温度对淀粉糊黏度的影响 分别配制浓度为3 的淀粉乳，加热糊化，在相同 转速4 5r m i n 条件下测定各种淀粉糊在不同温度下的 黏度值，并绘制黏度一温度关系曲线。 2 结果与分析 2 1 不同淀粉糊色泽的比较 分别称取一定量的各种淀粉，用蒸馏水调成3 的淀粉乳，置沸水浴中加热、搅拌、糊化，冷却至室温备 用。色泽测定结果如表1 所示。 表1 不同淀粉糊色泽的比较 T a M e1S u r f a c ec o l o ro f 埘e r e n tS t a r c hP a s t e 注：表中各值均为3 次平行测定的平均值。 由表1 可知，土豆淀粉糊的L 值最大，为6 7 1 7 。 玉米淀粉糊的L 值最小，为5 5 5 4 ，红薯淀粉和板栗淀 粉糊的L 居中而且较为接近土豆淀粉糊。通过对各种 淀粉糊L 值的比较可见，土豆淀粉糊的光泽度最好， 而红薯淀粉、板栗淀粉糊次之，玉米淀粉糊的明度较 差。4 种淀粉糊的a 值均介于1 2 之间，且相差均较 小，说明4 种淀粉糊的红色程度相差不大；土豆淀粉、 红薯淀粉、玉米淀粉、板栗淀粉糊的b + 值相差较小，可 见4 种淀粉糊的黄色程度相差不大。 万方数据 基础研究 食品研究与开发 2 0 1 0 年1 0 月 第3 1 卷第1 0 期 2 2 温度对淀粉溶解度与膨胀度的影响 在不同温度条件下对各种淀粉溶解度与膨胀度 的影响结果列于表2 、表3 中。 袭2 不同温度对淀粉溶解度的影响 T a b l e2E 觚o ft e m p e r a t u r eo ns o l u b i l i t yo fd i f f e r e n ts t a r c h p a s t e 注：“一”表示未有溶解或无法测定。 表3 不同温度对淀粉膨胀度的影响 T a b l e3E 瞰o ft e m p e r a t u r eo as w e l l i n gp o w e ro fd i f f e r e n t s t a r c hp a s t e 注：“一”表尔未有溶解或无法测定。 由表2 、3 可知，随着温度的上升，淀粉暴露出来 的极性基团与水结合，逐渐开始部分溶解，淀粉团粒 崩解，因此各种淀粉的溶解随之增加，与此同时，未溶 解的淀粉颗粒也充分吸水膨胀，膨胀度逐渐增大。其 中土豆淀粉的溶解度和膨胀度均较大，沸水浴中的溶 解度达9 5 ，膨胀度大于9 6 ，膨胀较快，属一段膨 胀过程，高膨胀型淀粉；玉米淀粉的溶解度和膨胀度 较小，而板栗淀粉和红薯淀粉居中。 2 3 不同淀粉糊透明性比较 淀粉糊的透明度是影响食品加工品质的重要因 素之一，淀粉糊透明度的高低常用透光率来表示。试 验比较了土豆、红薯、玉米、板栗淀粉糊透光率的差异。 结果如图1 所示。 唾一 S 7 = = I 强，玉米淀粉糊的透明度最差，透光率的平均值只有 1 2 3 ，而红薯淀粉、板栗淀粉糊的透明度居于前两者 之间，说明其与水结合能力也较强。 2 4 淀粉凝胶冻融稳定性比较 淀粉凝胶冻融稳定性比较结果见表4 。 表4 淀粉凝胶冻融稳定性 T a b l e4F r e e z e - t h a w i n gs t a b i l i t yo fd i f f e r e n tS t a r c hP a s t e 由表4 可知，4 种淀粉的冻融性由强到弱依次为 板栗淀粉 土豆淀粉 玉米淀粉 红薯淀粉。板栗淀粉 的弹性好，成型完整，保水倍数为9 2 0 ，是4 种淀粉凝 胶中最高的。而红薯淀粉的弹性较差，凝胶中有部分 流体存在，保水倍数相对最低，仅为5 6 4 。 2 5 淀粉糊凝胶强度比较 淀粉糊凝胶强度比较结果见图2 。 攀 越 簸 甾 繇 淀粉糊浓度， 图2 淀粉糊凝胶强度比较 F i 鸱G e ls t r e n g t ho fd i f f e r e n tS t a r c hP a s t e 图2 表明，总体而言，随着淀粉糊浓度的增加，各 种淀粉凝胶强度均有所增加。当浓度为1 0 时，各淀 粉凝胶强度相差不大，土豆淀粉的凝胶强度最大，为 4 0g ，红薯淀粉( 3 4g ) 和板栗淀粉( 3 5g ) 次之，玉米粉最 小。随浓度的增大，土豆凝胶强度增加速度较快，浓度 为1 6 时，凝胶强度已达1 2 7g ，且结构紧密，红薯淀 粉凝胶强度增长速度较为缓慢，当浓度为1 6 时，凝 胶强度为6 6g ，而板栗淀粉凝胶和玉米淀粉凝胶强度 增长速度介于前两者之间。 2 6 淀粉的凝沉性比较 淀粉的凝沉性是影响淀粉糊应用的重要因素之 一，淀粉糊凝沉性的比较结果见图3 所示。从图3 中可 知，各种淀粉糊均在1 2 h 之内有较大的沉降速度，相 同时间段内，玉米淀粉上清液体积百分数最大，凝沉性 最强，板栗淀粉次之，土豆淀粉和红薯薯淀粉的凝沉性 万方数据 母 熹 鑫 嬖 饕 - L 5 8 鬟3 1 1 秀：0 食品研究与开发第卷第1 期瓦叩研九司丌缓 基础研究 01 22 43 64 86 07 28 49 6 时间，I I 圈3 淀粉糊凝沉性比较 r i g 3 S o l i d i f i c a t i o ns e d i m e n t a t i o nc a p a c i t yo fd i f f e r e n tS t a r c h P a s t e 较弱。玉米淀粉、板栗淀粉达到最大凝沉程度所需的 时间较短，2 4h 就达到最大值，而土豆淀粉、红薯淀粉 的凝沉性趋势变化是渐进的，变化的幅度不大，且总体 上明显小于前两者。 2 7 温度对淀粉糊黏度的影响 温度对淀粉糊黏度的影响结果见图4 。 厶 毯 枢 温度， 图4 温度对淀粉糊黏度的影响 v i g i lE f f e c to ft e m p e r a t u r eo nv i s c o s i t yo fd i f f e r e n tS t a r c hP a s t e 由图4 可知，各种淀粉糊的黏度均随温度的升高 而降低，但淀粉糊的黏度随温度升高而下降的幅度不 同。其中土豆淀粉的黏度随温度的变化较大，这是因 为膨胀颗粒强度低，受搅拌剪切影响易于碎裂；板栗淀 粉和红薯淀粉在2 0 4 0 时黏度下降最快，而在 6 0 。9 0 黏度值变化不大；玉米淀粉则随温度的升 高黏度小幅减少，可见玉米淀粉糊化较难，糊化温度较 高，但糊的热稳定性较好。一定温度和转速条件下，土 豆淀粉糊的黏度最大，玉米淀粉糊的黏度最小，板栗淀 粉糊和红薯淀粉糊的黏度居中。 3 结论 不同来源的4 种淀粉糊的色泽、透明度、溶解度、 膨胀度、冻融稳定性、凝沉性等物理特性存在明显差 异。土豆淀粉糊的光泽度最好，溶解度和膨胀度大，属 一段膨胀过程，高膨胀型淀粉，透明度最高，凝胶强度 最大，凝沉性较弱，糊的黏度大，热稳定性较差；红薯淀 粉的光泽度好，膨胀度较大，凝沉性最弱；玉米淀粉的 光泽度最差，溶解度和膨胀度小，透明度低，凝沉性最 强，糊的