不同浓度下发酵饼干淀粉性质的比较

不同浓度下发酵饼干淀粉性质的比较

芋头是天南星科植物，芋头是芋头的地下块。原产于印度、马来半岛,以中国和日本的栽种面积较大,产量较高,在中国北方又以山东栽培面积较大,主要分布在胶东。芋头味甘辛、平,性滑,具有消疬散结作用,主治肿毒、腹中癖块、牛皮癣、烫火伤等症。芋头不仅作为药用,也是常用的食品,含蛋白质1.75%~2.30%,淀粉9.6%~73.7%,脂类0.47%~0.68%,钙0.059%~0.169%,磷0.11%~0.274%,铁0.0042%~0.0050%,此外,含有比较多的VB1和VB2。另据报道,芋头中含甾醇、过氧化氢酶、胡萝卜素及VD等。淀粉是供给人体热量的主要来源,它在食品工业中用处很多。制造糕点、饼干的主要原料为面粉,但需掺用淀粉;糖果的制造不仅大量使用由淀粉制造的糖浆,也使用原淀粉和变性淀粉;淀粉还可作为增稠剂、胶凝剂、保湿剂、乳化剂、黏合剂等。食品的范围很广,添加淀粉的目的也不同。淀粉的种类较多,性质也不一样。从不同植物材料中提取的淀粉有不同的化学组成和不同的颗粒形状、大小、糊化温度,淀粉糊又有其不同的性能,因而其在应用领域有不同的价值。玉米、小麦、大麦、大米、马铃薯等淀粉的特性、组成及应用均有较深入的研究。因芋头中含有一种既黏又滑的黏多糖将很小的淀粉颗粒包围,常规方法不易提取,故影响了其性能及应用的研究。因而本文着重研究芋头淀粉的一些特性,并与其他种类淀粉作比较,对其应用具有一定的指导意义。1材料和方法1.1提供其他淀粉制品芋头淀粉,从自贡本地购买的脱皮芋头中提取;玉米淀粉,吉林省杞参食品有限公司提供;甘薯淀粉,乳山华美淀粉制品有限公司提供;小麦淀粉,上海宝鼎酿造有限公司提供;马铃薯淀粉,天津禄荣食品厂产品;食盐、蔗糖,购买于自贡超市。1.2u3000铁、铁、聚酰胺水浴锅101A—2型鼓风干燥箱,上海市实验仪器总厂产品;AR2140型电子分析天平,上海电子精密仪器有限公司提供;分光光度计;NDJ—79型旋转黏度计;搅碎机;TDL—3型低速台式离心机;二列六孔型电热恒温水浴锅;pH计;160目筛;冰箱。1.3试剂盐酸、氢氧化钙、NaCl。1.4测试方法1.4.1馒头淀粉的制备清洗芋头,切割成薄片,再清洗1遍。薄片浸入pH值为9~10的氢氧化钙溶液中浸泡5h,冲净氢氧化钙溶液,用搅碎机搅碎,用160目筛过滤,取滤液,然后离心,弃上清液取沉淀,40℃,干燥48h,制得粗淀粉,用捣碎机捣碎得粉末状芋头淀粉。1.4.2冷却、贮藏把淀粉样品配成不同浓度的淀粉溶液于试管中,水浴加热,搅拌使之完全糊化,直至95℃,静置至室温后,放在10℃冰箱中贮藏16h。然后取出,室温放置30min,然后倒置试管,观察凝胶现象。1.4.3析水率、溶解度及食盐用量的测定(1)透明度的测定。配制不同浓度的淀粉溶液,在水浴中加热15min后冷却至25℃,用分光光度计测淀粉糊透明度。(2)黏度的测定。将淀粉糊冷却10h后,恒温水浴加热至25℃,用旋转黏度计测其黏度。(3)析水率的测定。取一定质量的各类淀粉凝胶置于离心管中,放入冰箱冷冻间,冷冻一昼夜后取出,自然解冻,观察凝胶的状况,然后再放入冰箱,反复冷冻,解冻至有水析出,然后离心,测沉淀物质量,以此来计算淀粉的析水率。(4)溶解度的测定。分别在不同温度下搅拌加热50mL质量分数2%的芋头淀粉乳30min,3000r/min离心,将上清液烘干,称质量得被溶解的淀粉量为ma,以此来计算芋头淀粉不同温度下的溶解度。溶解度S=A/m×100%.式中:m——淀粉样品质量,以干基计。(5)食盐对芋头淀粉糊性质的影响。加入盐的量用占淀粉乳的质量分数表示。配制质量分数1%的芋头淀粉乳,分别添加0.2%,0.6%,1.0%,1.4%,1.8%,2.2%的NaCl,分别测定透光率、黏度、析水率,比较不同的食盐含量对淀粉糊性质的影响。(6)蔗糖对芋头淀粉糊性质的影响。加入糖的量用占淀粉乳的质量分数表示。配制质量分数1%的芋头淀粉乳,分别添加0.2%,0.6%,1.0%,1.4%,1.8%,2.2%的蔗糖,分别测定透光率、黏度、析水率,比较不同的蔗糖含量对淀粉糊性质的影响。(7)pH值对芋头淀粉糊性质的影响。用盐酸和氢氧化钙分别配制pH值为2~12的质量分数1%的芋头淀粉乳,分别测定透光率、黏度、析水率,比较不同的pH值对淀粉糊性质的影响。2结果与分析2.1淀粉糊的老化不同浓度淀粉乳产生的凝胶状况见表1。从表1可以看出,加热质量分数6%的淀粉乳在室温冷却后形成稍具韧性的凝胶,质量分数8%的淀粉乳形成的凝胶韧性较强,质量分数10%的淀粉乳形成的凝胶韧性很强。淀粉形成具有一定强度凝胶的能力与直链和支链淀粉比例有关。加热条件下,直链淀粉很容易彼此相互作用紧密,形成氢键而凝胶化;而支链淀粉由于分支性太多,彼此间相互干扰,不宜形成紧固的凝胶结构。芋头淀粉中支链淀粉质量分数86%,而玉米支链淀粉质量分数73%,马铃薯支链淀粉质量分数77%,甘薯支链淀粉质量分数80%。由于芋头淀粉的支链淀粉含量较高,所以其产生凝胶的浓度较高。淀粉溶液和淀粉糊在低温静置条件下,都有转化为不溶性物质的趋向,混浊度和黏度增加,最后形成硬的凝胶块。在稀溶液中有晶体沉淀析出,这种现象称为淀粉糊的“老化”或“回生”,这种淀粉叫老化淀粉。质量分数2%和4%的淀粉乳由于浓度较低,发生了老化现象,淀粉溶液中有晶体沉淀析出,逐渐成为非可逆的不溶性水分散体系,破坏了凝胶结构。淀粉浓度较高时冷却,很快凝结成半固体的凝胶,产生刚性胶体。2.2淀粉乳的透光率和析水率把不同种类的淀粉分别配制成质量分数为0.2%,0.6%,1.0%,1.4%,1.8%,2.2%的淀粉乳,依次测定透光率、黏度和析水率。2.2.1淀粉糊液的透明和含磷量的影响淀粉浓度对透明度的影响见图1。从图1可以看出,几种淀粉的透明度都随着淀粉浓度的增大而减小。淀粉糊化后,其分子重新排列,相互缔合的程度是影响淀粉糊透明度的重要因素。如果淀粉颗粒在吸水和受热时能够完全膨润,并且糊化后淀粉分子也不发生相互缔合,则在淀粉糊液中无残存的淀粉颗粒以及回生后所形成的凝胶束,因此淀粉糊就非常透明。淀粉的含磷量也是影响透明度的一个重要因素,较高的含磷量使淀粉分子带同种电荷,导致分子之间相互排斥而增大光线的穿透力,糊液的透明度因而得以提高。在芋头淀粉中,直链淀粉含量较低,支链淀粉含量较高,磷主要是以磷酸酯键结合于支链淀粉分子上,磷酸基的存在对淀粉分子之间的聚合起到抑制作用,有利于淀粉糊液透明度的提高,则芋头淀粉磷酸酯的含量较高,所以其淀粉糊的透明度较大。2.2.2在颗粒结构被破坏的情况下,表现为颗粒内的黏度淀粉浓度对黏度的影响见图2。从图2可以看出,几种淀粉糊的黏度都随着淀粉浓度的增加而增加。在较高温度时,淀粉颗粒全部失去原形,完整的颗粒结构被破坏,浓度越高,则有越多的淀粉溶于水中,颗粒本身只剩下一个无定型的空囊,颗粒外流体的黏度显著增加,所以淀粉糊的黏度都随着淀粉浓度的增加而增加。淀粉在水中加热高于糊化温度后,直链淀粉从淀粉粒中游离出来。在淀粉浓度一定的情况下,由于芋头中的直链淀粉最少,所以溶出的淀粉最少,颗粒外流体的黏度较低,所以芋头淀粉的黏度相比于其他种类的淀粉较低。2.2.3淀粉糊化过程的结果淀粉浓度对析水率的影响见图3。从图3可以看出,各种淀粉糊的析水率都随着淀粉浓度的增加而减小。当温度上升到一定的范围内,约65℃,淀粉基本达到糊化温度,淀粉粒便不可逆地吸收大量水分,颗粒突然膨胀到原来体积的60倍~100倍,原来的淀粉乳迅速变成黏度很大的淀粉糊,冷却后发现淀粉粒的外形已经大大改变,大部分都已失去原有的晶体结构,且有小部分淀粉分子溶于水中。浓度越高,淀粉糊化的程度越彻底,所以析出的水分越少,所以淀粉糊的析水率都随着淀粉浓度的增加而减小。结果表明,在淀粉浓度相同时,芋头淀粉的析水率高于马铃薯淀粉,但低于其他几种淀粉。2.3影响昆虫性质的因素2.3.1食盐对淀粉糊化反应的影响NaCl浓度对芋头淀粉性质的影响见图4。从图4可以看出,随着在芋头淀粉溶液中盐含量的增加,芋头淀粉糊的透明度和析水率都逐渐下降,而其淀粉糊的黏度呈逐渐上升趋势。原因在于,盐能加强羟基反应的效果,能促进淀粉粒糊化,使淀粉乳中更多的淀粉发生糊化反应,使得淀粉分子充分伸展,阻力增大,因而淀粉的黏度随着食盐浓度的增加而增大;由于淀粉分子充分伸展,形成的网络结构增多,所持水分也增多,因而淀粉的析水率变小;食盐的加入主要是降低了水分活度,影响淀粉分子的水合作用,使淀粉的膨润和糊化受到影响,进而降低透光率。2.3.2蔗糖对淀粉糊蔗糖浓度对芋头淀粉性质的影响见图5。从图5可以看出,随着芋头淀粉溶液中蔗糖含量的增加,芋头淀粉糊的析水率逐渐下降,而其淀粉糊透明度和黏度呈逐渐上升趋势。结果表明蔗糖有助于提高淀粉糊的黏度。蔗糖的添加可以提高淀粉糊的透明度是由于蔗糖提高溶液体系的折光指数,而使淀粉糊的透明度显著提高。此外,蔗糖分子和水分子均与淀粉分子形成氢键,减弱了淀粉分子间形成氢键的能力,淀粉糊的透明度也因此增大。蔗糖有助于提高淀粉糊的黏度,原因是蔗糖溶于水中,蔗糖中的羟基易与水结合,则相对地减少了淀粉膨胀糊化的水分,淀粉糊的析水率也随之下降。2.3.3碱提高馒头的黏度和透明度pH值对芋头淀粉性质的影响见图6。从图6可以看出,pH值对芋头淀粉的各种性质都有影响,pH值接近中性时,芋头淀粉糊的黏度较高,而透明度和析水率都较低;在较高和较低的pH值,芋头淀粉糊的黏度较低,而透明度和析水率都较高。这是因为碱具有降低淀粉糊化温度的作用,当碱的用量达到一定限量时,淀粉就发生糊化。淀粉在强碱作用下,室温下即可糊化。淀粉与碱反应形成的是一个复合物,同一种碱,浓度越大,生成的复合产物越多,淀粉的含量越少,淀粉糊的黏度降低,而透明度和析水率提高;而酸浓度越大,越能增进淀粉水解作用,所以生成的复合反应和分解反应产物则越多,同时淀粉的含量越少,产生的葡萄糖、甲酸、有机酸等,使得淀粉糊的黏度也降低,而透明度和析水率提高。2.4淀粉颗粒糊化的影响不同种类淀粉在不同温度下的溶解度见图7。从图7可以看出,温度极大地影响原淀粉的溶解度,糊化温度低于65℃时,即使长时间加热,芋头淀粉也不能充分糊化。各个种类淀粉的溶解度都随着温度的升高而增大,原因是淀粉颗粒糊化要经过3个阶段,第1阶段是可逆吸水阶段,淀粉粒缓慢并可逆地吸收水分,产生有限的膨胀;第2阶段当温度上升到一定的范围内,约65℃,淀粉粒便不可逆地吸收大量水分,颗粒突然膨胀到原来体积的60倍~100倍,原来的淀粉乳迅速变成黏度很大的淀粉糊;第3阶段是在更高的温度下完成的,这时淀粉颗粒完全失去原形,完整的颗粒结构被破坏,有更多的淀粉溶于水中。结果表明,温度升高,淀粉的溶解度增大。3馒头淀粉糊的特性对芋头淀粉性质的研究结果表明:加热质量分数6%的淀粉乳室温冷却后,形成稍具韧性的