不同品种白果淀粉的理化性质研究

姜 欢，缪 铭，江 波

(江南大学食品科学与技术国家重点实验室，江苏无锡214122)

不同品种白果淀粉的理化性质研究

姜 欢，缪 铭*，江 波

(江南大学食品科学与技术国家重点实验室，江苏无锡214122)

系统研究测定了不同品种白果淀粉的各种理化性质。结果表明，实验室碱法提取大圆铃、大梅核、佛指品种白果淀粉中直链淀粉含量分别为26.51%、31.82%与29.03%，淀粉碘复合物可见光吸收光谱的最大吸收波长为625nm，吸光度值排列大圆铃>大梅核>佛指。白果淀粉颗粒多呈椭圆的卵形，少数圆形，且偏光十字明显，颗粒粒径在5～20μm。淀粉的膨胀度和溶解度均随着温度升高而增加，三种淀粉的体外模拟消化曲线基本相似，佛指白果淀粉糊的透明度、冻融稳定性、凝沉性优于大梅核与大园铃白果淀粉糊。

白果，淀粉，品种，理化性质

白果，又称公孙树子、银杏果，是我国特有古老珍贵树种——植物银杏(Ginkgo biloba L.)除去肉质外种皮的种子［1－5］。我国银杏资源的拥有量占世界总量的70%，主要栽培在江苏、山东、广西、四川、河南、湖北、辽宁等地，优良品种有大佛手、大梅核、大圆铃等［2］。白果作为药食兼用的干果，含有丰富的营养成分和特殊功能的微量活性物质，一般组分为:蛋白质6.4%、脂肪2.4%、碳水化物36%，钙10mg、磷218mg、铁1mg、胡萝卜素320mg、核黄素50μg，以及多种氨基酸。临床研究表明，白果性平、味甘，具有敛肺平喘、祛痰定喘、收敛除湿、高效广谱杀菌、耐缺氧等功效［2－4］。目前，白果的食用方式除了炒食、烤食、煮食、配菜，还有开发成了蜜饯、罐头、饮料和酒类等加工产品。淀粉是白果的主要成分，约占总质量的60%～70%，可作为营养稳定剂提供特性黏度、组织、黏稠等功能等。然而，目前有关不同品种白果淀粉性质的系统研究却鲜有报道。本文的目的就是开展不同品种的白果淀粉的性质研究，为指导生产和开发白果淀粉的应用提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

不同品种白果 购自江苏泰兴(佛指，简称A)、山东沂蒙山(大圆铃，简称B)、广西桂林(大梅核，简称C)等产地;马铃薯直链淀粉、胰淀粉酶 美国Sigma公司;马铃薯支链淀粉 美国Fluka公司;葡萄糖、氢氧化钠、碘、碘化钾、盐酸等 分析纯，中国医药集团。

UV－1100型紫外可见分光光度计 北京瑞利分析仪器公司;721可见光分光光度计 上海精密科学仪器有限公司;XP－201透射偏光显微镜 上海蔡康光学仪器有限公司;501型超级恒温水浴 上海实验仪器厂。

1.2 实验方法

1.2.1 淀粉的分离 挑选个大饱满的白果去壳后，加入适量的水于粉碎机粉碎后经胶体磨打浆，匀浆反复几次加水过滤，滤液静置4～5h后倾去上清液;沉淀的淀粉用0.01mol/L的NaOH脱蛋白，然后反复水洗，40℃烘干，过100目筛即得白果淀粉。

1.2.2 直链淀粉含量的测定 以纯马铃薯直链淀粉和支链淀粉以不同比例配制标准溶液，加入碘液后在620nm比色，绘制标准曲线。根据被测样品的碘吸光度，在标准曲线上确定对应的直链淀粉含量。

1.2.3 淀粉－碘复合物可见光谱分析 以0.2mL碘的100mL蒸馏水稀释液为空白样于紫外可见分光光度计420～800nm的可见光波段作基线扫描，再分别取不同淀粉溶液样品1mL于100mL容量瓶用蒸馏水稀释，添加0.2mL碘显色液后，定容至100mL，然后取样于比色皿在紫外可见分光光度计420～800nm的可见光波段进行扫描，得到吸收光谱图。

1.2.4 偏光十字 取少许淀粉样品洒于载玻片上，滴1～2滴蒸馏水使之均匀分散，盖上盖玻片后置于光学显微镜下观察、拍照。

1.2.5 淀粉的生物可利用性 参照体外模拟消化条件［6］，将猪胰α－淀粉酶加入到预先调好pH的淀粉乳中，在37℃下水解0～120min，吸取一定的淀粉乳离心分析水解率。

1.2.6 溶解度和膨胀度 分别在90、85、80、75、70、65、60℃等不同的温度水浴加热并搅拌2.0%(w/w)淀粉乳30min，再以3000r/min离心20min，分离上层清液，烘干称重为水溶淀粉重量，计算溶解度，下层为膨胀淀粉部分，由膨胀淀粉重量计算膨胀度。

溶解度(%)=水溶淀粉重/淀粉样品重(干)×100%

膨胀度(%)=膨胀淀粉重/［淀粉样品重×(100－溶解度)］×100%

1.2.7 淀粉糊的透明度、冻融稳定性、凝沉性 糊的透明度:配制1.0%(w/w)淀粉糊后冷却至室温，取10mL于比色皿在620nm波长下测定淀粉糊的透光率。

糊的冻融稳定性:配制6.0%(w/w)浓度淀粉糊，置于－15℃冰箱冷冻24h，取出室温下自然融解，离心处理并计算出淀粉糊的析水率。

糊的凝沉性:配制6.0%(w/w)淀粉糊，冷却至室温称取一定量的糊置于2℃冰箱中，24h后取出离心处理(3000r/min，15min)，以离心后水的质量和淀粉糊的总质量之比作为凝沉值。

2 结果与分析

2.1 直链淀粉含量测定

由表1可知，白果淀粉的直链淀粉含量大致在30%左右，这与Spence等［1］报道的结论基本一致，其中品种B大圆铃含有31.82%的直链淀粉，为最大值，其次为品种C大梅核，最小的为品种A佛指，分析其差异化原因可能与栽培产地的环境因素密切相关。

2.2 淀粉－碘复合物可见光谱分析

图1是白果淀粉－碘复合物的可见光吸收光谱，以不同品种白果淀粉做比较，来源于佛指、大圆铃、大梅核品种的淀粉碘复合物的可见光吸收光谱的形态十分相似，都有最大吸收峰，但大圆铃品种白果吸光度值最大，为0.103，最大吸收峰在625nm处;佛指白果淀粉吸光度值最小，为0.071，最大吸收波长也在625nm处。吸光度值的大小与直链淀粉的含量相关，可以得出与2.1一致的结论。

表1 白果淀粉中直链淀粉含量(%)

图1 白果淀粉－碘复合物可见光吸收光谱

2.3 颗粒结构及偏光十字

图2 白果淀粉的偏光显微照片(×800)

由图2可知，在光学显微镜下可观察到白果淀粉颗粒大小不整齐，主要为椭圆卵形，也有少部分小颗粒呈球形，有些颗粒可见到裂缝，其裂缝形状不规则，可见到较明显的轮纹有些类似树木的年轮。白果淀粉颗粒的偏光十字非常明显，形状不规则，较小的圆形颗粒十字交叉在颗粒中央，较大椭圆颗粒的十字不规律。有的颗粒呈十字形，若干呈“X”形，出现中间盲区。

利用显微镜测微尺测量淀粉的长轴来表示淀粉粒的大小，白果淀粉颗粒的粒径范围为5～20μm，其中大圆铃与大梅核品种白果淀粉的大颗粒淀粉较多，而佛指品种淀粉含有小颗粒淀粉。颗粒的大小是由遗传因素决定的，它与淀粉的生物合成机理有关，淀粉粒的理化性质与其颗粒大小也有关系［5］。

2.4 淀粉的溶解度和膨胀度

由图3和图4可知，白果淀粉样品随加热温度上升，膨胀度上升，同时淀粉的溶解度也增加，两种白果淀粉在65℃时膨胀较小，在75～90℃时膨胀较快，存在一个初始膨胀阶段和迅速膨胀阶段，为典型的二段膨胀过程，属限制型膨胀淀粉［7］。淀粉颗粒的膨胀是从相对松散的无定性区开始，然后是靠近结晶区的无定性区，最后是结晶区。因而，在不同时间，大圆铃白果淀粉的膨胀度和溶解度均略低于佛指白果或大梅核白果淀粉。

图3 不同白果淀粉的膨胀度

图4 不同白果淀粉的溶解度

2.5 淀粉的酶解

从图5可以看出，白果淀粉在前20min水解率逐渐增大，之后20～120min水解减慢。Englyst等［6］在体外模拟的条件下依据淀粉的生物可利用性将淀粉分为三类:易消化淀粉(RDS)，指那些能在小肠中被迅速消化吸收的淀粉(＜20min);慢消化淀粉(SDS)，指那些能在小肠中被完全消化吸收但速度较慢的淀粉(20～120min);抗性淀粉(RS)，指在人体小肠内无法消化吸收的淀粉(>120min)。由图5的结果可知，白果淀粉中RDS与RS含量较高，而SDS含量较少。α－淀粉酶水解是从酶吸附颗粒表面开始的，作用于较容易水解的无定形区，随着水解的进行，残留的结晶区部分将限制α－淀粉酶的水解进行［8］。同时，由2.1可知，大圆铃白果的直链淀粉含量高于大梅核及佛指白果淀粉，从而导致这三种白果淀粉在同等条件下水解率不同。

图5 不同白果淀粉的酶水解曲线

2.6 淀粉糊的性质研究

从表2中可以看出，3种白果淀粉中佛指白果淀粉透明度较好，其原因可能是因为其直链淀粉的含量不高，这样，使其直链淀粉－脂肪复合物的生成量也较少，从而提高了糊的透明度。同样，佛指白果淀粉的冻融稳定性优于大圆铃与大梅核品种淀粉，可能由于其黏度稳定性好。大梅核品种白果淀粉的凝沉值比佛指与大圆铃白果淀粉大，这是由于大梅核白果淀粉中含有的非淀粉物质(蛋白质和脂肪)含量高，使得回生后形成的凝胶块强度比较弱，在离心作用下有较多的水分损失［8］。总之，佛指白果淀粉糊的性质优于其他两种白果淀粉。

表2 白果淀粉糊的性质

3 结论

白果淀粉的直链淀粉含量大致在30%左右，其中大圆铃>大梅核>佛指;不同品种白果淀粉－碘复合物具有相似形态的可见光吸收光谱，最大吸收波长都为625nm，吸光度值:大圆铃>大梅核>佛指;白果淀粉颗粒大小不整齐，多呈椭圆的卵形，少数呈球形，有些颗粒可见到裂缝，其裂缝形状不规则，可见到较明显的轮纹有些类似树木的年轮。颗粒的偏光十字非常明显，形状不规则，较小的圆形颗粒十字交叉在颗粒中央，较大椭圆颗粒的十字不规律。有的颗粒呈十字形，若干呈“X”形，出现中间盲区。随加热温度上升，白果淀粉的膨胀度上升，同时溶解度也增加，而且三种淀粉属于限制型膨胀淀粉。白果淀粉酶解时，在前20min水解率逐渐增大，之后水解减慢，120min时水解率达到最大值。根据淀粉透明度、冻融稳定性、凝沉性可推知佛指白果淀粉糊的性质优于大梅核与大园铃白果淀粉。

［1］Spence K E，Jane J.Chemical and physical p roperties of ginkgo(Ginkgo biloba)starch［J］.Carbohydrate Polymers，1999，40:261－269.

［2］丁之恩.银杏［M］.北京:中国农业出版社，1997:25－37.

［3］杨贵兰.银杏的药用价值及栽培技术［J］.药用植物，2004(7):22－23.

［4］张卫明，吴国荣，赵伯涛.银杏种仁保健功能的研究［J］.南京师大学报:自然科学版，1998，21(3):72－74.

［5］敖自华，王漳，许时婴.银杏淀粉特性的研究［J］.食品科学，1999(10):35－39.

［6］缪铭，江波，张涛.淀粉的慢消化性能与酶水解速率研究［J］.食品与发酵工业，2008，34(8):140－142.

［7］A － C Eliasson.Starch in food:Structure，function and applications［M］.Cambridge: Woodhead Publishing Limited，2004.

［8］二国二郎.淀粉科学手册［M］.王薇青等译，北京:中国轻工业出版社，1990.

Physicochemical properties of starch from Ginkgo biloba L.cultivars

JIANG Huan，MIAO Ming*，JIANG Bo
(State Key Laboratory of Food Science and Technology，Jiangnan University，Wuxi 214122，China)

The physicochemical properties of different varieties of Ginkgo biloba L.starch were systematically studied.The amylose content of Dayuanlin，Dameihe and Fozhi starch were 26.51%，31.82%and 29.03%，respectively.The compound of Ginkgo biloba L.starch with iodine had the maximal bsorbance at the 625nm，the absorbance followed the order:Dayuanlin>Dameihe>Fozhi.Most of the granules are oval olivary shape，others are spherical.Obvious birefringence also were observed and the diameter of granule size ranges were from 5 to 20μm.The swelling power and solubility enhanced when the temperature rise.In vitro enzyme hydrolysis course of three starches were similar.The transparency，freeze－thaw stability and degree of retrogrdation of Fozhi starch were better than Dayuanlin or Dameihe starch.

Ginkgo biloba L.;starch;variety;physicochemical properties

TS235.4

A

1002－0306(2011)06－0182－04

2010－08－10 *通讯联系人

姜欢(1989－)，女，本科生，研究方法:功能性碳水化合物。

国家自然科学基金项目(20976073);江苏省自然基金创新学者攀登项目(BK2008003);中央高校基本科研业务费专项资金资助(JUSRP10930);江南大学食品科学与技术国家重点实验室目标导向资助项目(SKLF－MB－200804)。