不同介质对玉米淀粉糊化黏度特性的影响

谢新华 艾志录 王 娜 潘治利

(河南农业大学食品科学技术学院,郑州 450002)

不同介质对玉米淀粉糊化黏度特性的影响

谢新华 艾志录 王 娜 潘治利

(河南农业大学食品科学技术学院,郑州 450002)

为研究食品添加剂对玉米淀粉糊特性的影响,采用 Brabender黏度仪测定玉米淀粉在添加不同量的碳酸钠、明矾、食盐和蔗糖后的黏度曲线,结果表明:四种添加剂均使淀粉的糊化温度升高。随着碳酸钠和明矾添加量的增加,淀粉糊的峰值黏度、崩解值显著升高,消减值、回生值和最终黏度降低,淀粉糊的热稳定性、凝胶性降低,凝沉性增强;而蔗糖和食盐的加入使淀粉的崩解值降低,增强了淀粉糊的热稳定性。碳酸钠和明矾对糊化特性影响较大,蔗糖和食盐的影响较小。

玉米 淀粉 黏度 糊特性

中国是全球第二大玉米生产国,国产玉米是我国淀粉的主要原料。不同的普通玉米杂交种淀粉的糊化性质存在明显差异,玉米淀粉具有半结晶的颗粒结构,加水调浆加热到一定温度后,就会发生糊化。糊化是一个复杂的过程,通常伴随黏度、透明度变化以及再结晶等现象[1]。在糊化的不同阶段,表现出不同的特性。淀粉质食品的加工、贮存和食用中,淀粉的机械加工性能、口感以及老化特性等都与糊化特性密切相关[2]。糖和无机盐等因能改善产品的风味而广泛应用于食品工业,并且糖和无机盐等会通过与淀粉亲水胶体相互作用,从而影响淀粉的糊化、老化及淀粉类食品的质构[3-5]。有学者研究了马铃薯淀粉、扁豆淀粉和大米淀粉以及变性淀粉从糊化到冷却这一过程中淀粉发生显著变化的机理[6-9]。豫单 2001作为一个高产、多抗、优质的玉米杂交新品种,对其在食品加工中的应用进行研究很有必要,本试验研究了食品添加剂对玉米品种豫单 2001淀粉糊化黏度特性的影响效果,以期为豫单 2001在食品加工中的应用提供依据。

1 材料与方法

1.1 淀粉的制备

试验所用材料玉米品种豫单 2001由河南农业大学玉米研究所提供。玉米淀粉提取参照文献[10]的方法。其他试剂均为分析纯。

1.2 糊化特性的测定

采用 Brabender糊化黏度仪 (Viscograph E-型,德国最美时公司)测定玉米淀粉糊化特性。称取玉米淀粉 15 g,加蒸馏水 100 mL,试验重复 2次。测定参数在电脑控制下操作,测定其成糊温度、峰值黏度、崩解值(峰值黏度 -热浆黏度)、消减值 (最终黏度 -峰值黏度)、回生值 (最终黏度 -热浆黏度)、最终黏度等[11]。以玉米淀粉质量为基准,按质量分数计算,碳酸钠添加量分别为 0.0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%;明矾添加量分别为 0.0%、0.1%、0.3%、0.5%、0.7%、0.9%;蔗糖添加量分别为 0.0%、1.0%、3.0%、5.0%、7.0%、9.0%;食盐添加量分别为 0.0%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%。

1.3 数据分析

使用 SPSS 10.0和 Excel 2000软件对数据进行分析。

2 结果与讨论

2.1 碳酸钠对玉米淀粉糊化黏度特性的影响

由表 1可看出,随着碳酸钠添加量的增加,成糊温度显著升高,峰值黏度、崩解值显著升高,消减值、回生值和最终黏度显著降低。表明添加碳酸钠,增加了玉米淀粉的黏度和凝沉性,降低了淀粉糊的热稳定性、凝胶性。

表 1 碳酸钠对玉米淀粉糊化黏度特性的影响

2.2 明矾对玉米淀粉糊化黏度特性的影响

由表 2可知,明矾的加入引起淀粉糊的成糊温度、峰值黏度和崩解值升高,消减值、回生值和最终黏度显著降低。表明明矾降低了玉米淀粉糊的热稳定性、凝胶性,增强了其凝沉性。

表2 明矾对玉米淀粉糊化黏度特性的影响

2.3 蔗糖对玉米淀粉糊化黏度特性的影响

由表 3可知,蔗糖对淀粉成糊温度和峰值黏度的影响不大,随蔗糖量的增大,崩解值降低,最终黏度增加,回生值和消减值先降低后升高。表明蔗糖的加入增强了淀粉糊的热稳定性、凝胶性和凝沉性。

表3 蔗糖对玉米淀粉糊化黏度特性的影响

2.4 食盐对玉米淀粉糊化黏度特性的影响

表 4表明,食盐对淀粉糊黏滞性影响较小。随着食盐添加量的增加,淀粉成糊温度升高,峰值黏度、崩解值、消减值、回生值和最终黏度显著降低,热稳定性提高,老化程度减缓,凝胶性和凝沉性降低。

表4 食盐对玉米淀粉糊化黏度特性的影响

3 讨论与结论

四种添加剂的添加都使淀粉的成糊温度升高。随着碳酸钠和明矾的添加量的增加,淀粉糊的峰值黏度、崩解值显著升高,消减值、回生值和最终黏度降低,表明添加碳酸钠和明矾使淀粉糊的热稳定性、凝胶性降低,而增强了淀粉糊的凝沉性;在碳酸钠添加量为 0.6%时,淀粉糊较稳定,凝胶性和凝沉性较好;在明矾的添加量为 0.5%时,淀粉糊稳定性、凝胶性和凝沉性较好,老化缓慢;而蔗糖和食盐的加入使淀粉的崩解值降低,增强了淀粉糊的热稳定性,蔗糖使淀粉的凝胶性和凝沉性增强,食盐相反;在蔗糖添加量为 5%时,淀粉糊老化变得缓慢,热稳定性和凝胶性较好;在食盐添加量为 1.5%时,淀粉糊较稳定,凝胶性较好。

碳酸钠的添加使淀粉的成糊温度升高可能是由于碳酸钠中的钠离子与淀粉中的羟基作用生成羟基钠,导致淀粉糊化过程的活化能升高而引起成糊温度升高[3];在淀粉糊化过程明矾引起淀粉糊化性质的改变可能是由于明矾在水中发生水解作用,生成氢氧化铝,与淀粉分子之间发生吸附作用,使其吸附在淀粉分子表面,阻碍淀粉颗粒与水分子的作用,破坏了淀粉糊的均一稳定状态,从而导致玉米淀粉糊化黏度特性发生显著改变[12];蔗糖对淀粉糊化特性的影响可能是蔗糖分子起到类似水的作用,对淀粉分子链有一定的稀释作用,延缓了淀粉分子链的迁移率[13];食盐作为一种强电解质,在水中可全部解离为 Cl-和Na+,Na+与淀粉中的羟基发生作用,导致电荷下降,斥力减小,淀粉难以糊化,糊化黏度降低;或者是NaCl的存在降低了水分活度,影响了淀粉分子与水分子之间的相互作用,进而使玉米淀粉的糊化受到影响[5,14]。

玉米淀粉的物理结构是一种复合体。当加入适量水后,淀粉粒的内部可分为三个相态:主要由支链淀粉构成的双螺旋淀粉链晶体区,含脂类复合物的近乎固态的不定形区,与支链淀粉中的支状区相结合的完全不定形的液态区域[15]。淀粉的糊化是从不定形区到结晶区,在这个过程中加入的碳酸钠、明矾和食盐与淀粉分子发生作用,使淀粉成糊温度升高[16],这在扁豆淀粉、绿豆淀粉和豌豆淀粉相关研究中也有相似的结论[7,12],而食盐和蔗糖也使葛根淀粉的糊化温度升高;碳酸钠和明矾使玉米淀粉的老化速度减慢,而蔗糖和食盐使玉米淀粉易老化[3],这为玉米品种豫单 2001在食品中的应用提供依据。

[1]Lii C,Tsai M,Tseng K.Effect of Amylose content on the rheological properties of rice starch[J].Cereal Chemistry, 1996,73(4):415-419

[2]Tester R F,Morrison W R.Swelling,gelatinization of cereal starcheswaxy rice starches[J].Cereal chemistry,1990,67 (6):558-567

[3]张燕萍,颜燕.食品成分对淀粉糊性能的影响[J].无锡轻工大学学报,1997,16(1):24-28

[4]卞希良,邬应龙,夏凤清.淀粉糊凝沉特性研究[J].粮油食品科技,2005,13(6):46-48

[5]杜先锋,许时婴,王璋.NaCl和糖对葛根淀粉糊化特性的影响[J].食品科学,2002,23(7):34-36

[6]马冰洁,唐洪波,马玲.马铃薯淀粉糊的黏度性质[J].东北林业大学学报,2006,34(4):73-75

[7]杜双奎,于修烛,杨雯雯,等.扁豆淀粉理化特性分析[J].农业机械学报,2007,38(9):82-86

[8]阮文海,金建忠.某些食品辅料对大米淀粉糊化的影响[J].淀粉与淀粉糖,1997(4):14-16

[9]徐忠,张亚丽.淀粉羧甲基化影响因素的研究[J].中国粮油学报,2002,17(1):13-15

[10]赵前程,李新华.普通玉米杂交种羟丙基淀粉与其原淀粉糊化性质关系的研究 [J].中国粮油学报,2006,21 (1):37-39

[11]王晨阳,欧阳光,马冬云,等.播期对小麦面粉粉质参数及糊化特性的影响[J].华北农学报,2005,20(2):49-52

[12]张莉.板栗淀粉理化特性及加工特性研究[D].陕西:西北农林科技大学,2004

[13]高嘉安.淀粉与淀粉制品工艺学[M].北京:中国农业出版社,2001

[14]杜先锋,许时婴.淀粉糊的透明度及其影响因素的研究[J].农业工程学报,2002,18(1):129-131

[15]Masaharu Seguchi,Kazuko Kanenaga.Study of three-di2 mensional structure of wheat starch granules with remazol2 brilliant blue dye and extractedwith aqueous sodium dodecyl sulfate and mercaptoethanol solution[J].Cereal Chemistry, 1997,74(5):548-552

[16]顾正彪.淀粉的糊化与回生[J].淀粉与淀粉糖,1992,1: 32-33.

Effects ofDifferentMedia on Paste Property of Cornstarch

Xie Xinhua Ai Zhilu Wang Na Pan Zhili
(College of Food Science andTechnology,Henan AgriculturalUniversity,Zhengzhou 450002)

To discuss the viscosity property of cornstarch paste and its influencing factors,the property parame2 ters of cornstarch under differentmedia,namely sodium carbonate,alum,salt or sucrose,were measured byBrabender viscometer.Results:all the four additives increase the gelatinization temperature of cornstarch.W ith the concentration of sodium carbonate or alum increasing,the peak viscosity and breakdown increase significantly,but setback,consis2 tence and final viscosity decrease,gelling and gel ther mal stability decline,and retrogradation increases.W ith salt or sucrose adding,breakdown decreases,but thermal stability increases.Sodium carbonate and alum have significant in2 fluence on the paste property of cornstarch.

corn,starch,viscosity,paste property

TS202.3 文献标识码:A 文章编号:1003-0174(2010)03-0037-03

河南农业大学博士基金(30300111)

2009-04-08

谢新华,男,1976年出生,博士,讲师,谷物化学