鹰嘴豆淀粉与玉米淀粉性质的比较

顾 楠 刘美艳 赵国华，2

(西南大学食品科学学院1，重庆 400715)

(重庆市农产品加工技术重点实验室西南大学食品科学学院2，重庆 400715)

鹰嘴豆淀粉与玉米淀粉性质的比较

顾 楠1刘美艳1赵国华1，2

(西南大学食品科学学院1，重庆 400715)

(重庆市农产品加工技术重点实验室西南大学食品科学学院2，重庆 400715)

研究了新疆产鹰嘴豆淀粉的一些基本性质，并与玉米淀粉进行比较，发现鹰嘴豆淀粉中直链淀粉质量分数为31.8%，高于玉米淀粉的直链淀粉质量分数(26.6%);通过电镜扫描发现鹰嘴豆淀粉颗粒表面光滑，形状多数为椭圆形、鹅卵石状，少数为圆形，而玉米淀粉颗粒多为圆形，呈多角状;粒度分析表明鹰嘴豆淀粉的粒径范围是6.39 ～41.80 μm，体积平均粒径是 16.77 μm，而玉米淀粉粒径范围是 4.02 ～33.35 μm，体积平均粒径是14.60 μm;鹰嘴豆淀粉持水力、溶解度优于玉米淀粉，透光率低于玉米淀粉;差示扫描量热(DSC)分析发现鹰嘴豆淀粉糊化温度为60.6～71.8℃，相变热焓值为7.12 J/g;玉米淀粉糊化温度为65.4～75.1 ℃，相变热焓值为 10.61 J/g。

鹰嘴豆 玉米 淀粉 理化性质

鹰嘴豆是世界上栽培面积较大的豆类作物，在我国新疆等地区有一定面积的分布，属于高营养豆类植物，其种子除富含多种植物蛋白外，还含有多种氨基酸、维生素、粗纤维及钙、镁、铁等成分。鹰嘴豆淀粉具有板栗风味，可同小麦一起磨成混合粉食用，另外鹰嘴豆淀粉是棉、毛、丝纺织原料上浆和抛光的上等材料并且可以作胶黏剂，因此研究鹰嘴豆淀粉的理化性质对食品工业及纺织工业具有积极的指导意义。

通过与玉米淀粉作对比，研究鹰嘴豆淀粉的理化性质，主要包括淀粉颗粒的形态、粒度大小等性质，以及糊的持水力、透光率、溶解度等性质，以期为鹰嘴豆淀粉的开发利用提供借鉴。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

鹰嘴豆:产自新疆;玉米淀粉:市售;所需试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

722－P型可见光分光光度计:上海精科科学仪器厂;Spectrum 100红外光谱仪:PerkinElmer公司;S－3000N型扫描电子显微镜:日本HITACHI公司;LS－pop(6)型激光粒度分析仪:深圳欧美克仪器公司;200F3型DSC差示扫描量热仪:德国Netzsch公司。

1.3 试验方法

1.3.1 鹰嘴豆淀粉的制备［1］

按以下方法制备鹰嘴豆淀粉。

挑选饱满的鹰嘴豆→Na2SO3溶液浸泡、除皮→粉碎机粉碎→胶体磨打浆→过滤、滤液沉淀→NaOH溶液脱蛋白→水洗、烘干→过100目筛

1.3.2 鹰嘴豆淀粉成分的分析

水分测定采用105℃恒重法［2］;蛋白质测定采用微量凯氏定氮法［3］;脂肪测定采用索氏抽提法［4］;灰分测定采用直接灰化法［5］;淀粉含量的测定采用酸水解测定还原糖法［6］。

1.3.3 鹰嘴豆淀粉的直链淀粉含量测定［7］

根据不同直链、支链淀粉不同比例配制一定浓度梯度的马铃薯直链淀粉标准溶液，与碘试剂显色，并在720 nm处读取吸光度，以直链淀粉含量为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准曲线。然后对鹰嘴豆淀粉和玉米淀粉样品进行预处理并和碘液显色，测定吸光度，参照标准曲线对两种样品的直链淀粉含量进行计算。

1.3.4 鹰嘴豆淀粉颗粒电镜扫描

将双面胶带贴于扫描镜的载物台上，沾取少许干燥后的淀粉样品轻轻在双面胶上涂抹均匀。用洗耳球吹去多余淀粉，然后将载物台放入镀金仪器中，用离子溅射镀膜仪将样品喷炭镀金，取出放入扫描电镜，电子枪加速电压为15 kV，在不同放大倍数下观察淀粉颗粒形态。

1.3.5 鹰嘴豆淀粉粒度分布

称取50 mg淀粉，加入50 mL蒸馏水，搅拌均匀，放入仪器的样品池中进行测定。测定条件如下:样品折射率2.00，介质折射率1.33，遮光比为10.0%，分散剂为蒸馏水，超声时间1 min。

1.3.6 鹰嘴豆淀粉溶解度及糊的透光率、持水力测定

配置2.0%的淀粉乳分别在温度为60、65、70、75、80、85、90 ℃ 的 水 浴 中 搅 拌 30 min，再 以3 000 r/min离心20 min，分离上清液，烘干称重为水溶淀粉量，计算溶解度［8］。

配置1.0%的淀粉乳，冷却至室温，取10 mL在620 nm的波长下测透光率［9］。

称取干重0.10 g的样品置于预先称好的离心管A(g)中，加入蒸馏水10 mL，置于60℃的水浴锅中振荡加热30 min，以3 000 r/min速度离心20 min，倾去上清液后称重记为B(g)，计算持水力［10］。

同样条件下测定玉米淀粉的溶解度、透光率、持水力，并进行比较。

1.3.7 鹰嘴豆淀粉的热力学性质

使用差示扫描量热仪(DSC)进行分析:称取样品约10 mg于铝盘中，用微量移液器加入蒸馏水，使淀粉样品浓度达到40%，混合后总质量不超过30 mg，压紧铝盘，进行扫描分析，操作参数为加热速度5℃/min，加热范围为30～100℃。

2 结果与分析

2.1 鹰嘴豆粗淀粉基本组分的分析

由表1可知，所得鹰嘴豆粗淀粉中淀粉的质量分数为85.10%，淀粉的纯度较高，表明湿法提取鹰嘴豆淀粉是有效可行的;对购买的玉米淀粉进行纯化处理后，淀粉的质量分数达到82.28%，可以用所得淀粉进行后续测定和比较。

表1 鹰嘴豆和玉米粗淀粉中基本组分的含量

由表1也可以看出二者直链淀粉含量大体接近，略有差异:即鹰嘴豆淀粉中直链淀粉质量分数为31.8%，略高于玉米淀粉中的直链淀粉质量分数(26.6%)，由此可以推测鹰嘴豆淀粉的碘蓝值会稍高于玉米淀粉，消化率可能略逊于玉米淀粉。

2.2 鹰嘴豆淀粉颗粒形态

如图1所示，鹰嘴豆淀粉颗粒如鹅卵石状，大小不一，绝大部分是椭圆形，小部分呈球形，表面光滑，一部分有凹陷;而如图2所示，玉米淀粉颗粒稍小，在放大2 000倍的情况下可见其颗粒多数为圆形，呈不规则的多角状。

图3 鹰嘴豆淀粉与玉米淀粉粒度微分分布曲线

2.3 鹰嘴豆淀粉粒度分布

由图3及表2可知鹰嘴豆淀粉的粒径范围是6.39 ～41.80 μm，玉米淀粉粒径范围是 4.02 ～33.35 μm，分别通过体积平均粒径和体－面平均粒径的比较，发现鹰嘴豆淀粉平均粒径比玉米淀粉大。

表2 鹰嘴豆淀粉粒度分布特征值

2.4 鹰嘴豆淀粉的溶解度、透光率及持水力

通过和玉米淀粉的比较(图4)，发现鹰嘴豆淀粉溶解度在相同温度下总高于玉米淀粉，可能是因为玉米淀粉颗粒较小，颗粒内部结构紧密，并且含有较高的脂类化合物，抑制了淀粉的溶解;从表3可以看出鹰嘴豆淀粉糊的透光率小于玉米淀粉，即鹰嘴豆淀粉糊透明度比玉米淀粉差，原因可能是鹰嘴豆淀粉中直链淀粉含量略高于玉米的直链淀粉，而直链淀粉在糊化过程中，首先从淀粉粒中逸出，很容易发生分子重排和相互缔合，而淀粉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［11］;研究发现鹰嘴豆淀粉的持水能力高于玉米淀粉，即鹰嘴豆淀粉保水性要好一些，说明鹰嘴豆淀粉颗粒结合水的能力优于玉米淀粉。

图4 鹰嘴豆淀粉与玉米淀粉溶解度的比较

表3 鹰嘴豆淀粉糊透光率、持水力与玉米淀粉的比较

2.5 鹰嘴豆淀粉的热力学性质

由图5和表4可知，鹰嘴豆淀粉的糊化温度范围是60.6～71.8℃，玉米淀粉的糊化温度是65.4～75.1℃;鹰嘴豆淀粉糊化相变热焓值是7.12 J/g，而玉米淀粉是10.61 J/g，根据相变的热焓值大，则糊化所需要的能量大，糊化较难进行［12］，可以得出结论:鹰嘴豆淀粉比玉米淀粉更易糊化。原因可能是在糊化过程中，颗粒越小越难糊化，鹰嘴豆淀粉颗粒比玉米淀粉颗粒大，鹰嘴豆淀粉晶体结构就比玉米淀粉容易被破坏，所以鹰嘴豆淀粉的糊化温度稍低，相变热焓值较小，比玉米淀粉更易糊化。

图5 鹰嘴豆淀粉和玉米淀粉的DSC图

表4 鹰嘴豆淀粉和玉米淀粉DSC特征值

3 结论

通过对鹰嘴豆淀粉和玉米淀粉理化性质的比较可知:鹰嘴豆淀粉颗粒不同于玉米淀粉颗粒的圆形或多角形，其颗粒绝大部分是椭圆形，如鹅卵石状，大小不一，很少的一部分呈球形，形状不规则，有一些表面有凹痕，粒径范围是 6.39 ～41.80 μm，体积平均粒径是16.77μm，玉米淀粉粒径范围是4.02～33.35 μm，体积平均粒径是 14.60 μm。鹰嘴豆淀粉直链和支链淀粉质量分数分别是31.8%和68.2%，而玉米淀粉直链和支链淀粉质量分数分别是26.6%和73.4%;通过和玉米淀粉的比较可知鹰嘴豆淀粉糊的透光率比玉米淀粉糊低，鹰嘴豆淀粉持水力比玉米淀粉高，在水中的溶解性比玉米淀粉好。鹰嘴豆淀粉的糊化温度是60.6～71.8℃;总体略低于玉米淀粉的糊化温度65.4 ～75.1 ℃，焓变值7.12 J/g，低于玉米淀粉的焓变值10.61 J/g，鹰嘴豆淀粉比玉米淀粉更易糊化。

［1］缪铭，江波，张涛，等.不同品种鹰嘴豆淀粉的理化性质研究［J］.食品科学，2008，29(6):79 －82

［2］GB/T 5009.3—2003 食品中水分的测定［S］

［3］GB/T 5009.5—2003 食品中蛋白质的测定［S］

［4］GB/T 5009.6—2003 食品中脂肪的测定［S］

［5］GB/T 5009.4—2003 食品中灰分的测定［S］

［6］GB/T 5514—2008粮油检验、粮食、油料中淀粉的测定［S］

［7］GB/T 15683—2008大米 直链淀粉含量的测定［S］

［8］American Association of Cereal Chemist(AACC).Approved Methods of the AACC［M］.America:AACC，1995

［9］顾娟，洪雁，顾振彪.荞麦淀粉理化性质的研究［J］.食品与发酵工业，2008，34(4):36 －39

［10］Park，Kim.Physicochemical properties of chestnut starch［J］.Journal of the Korean Agricultural Chemical Society，1982，25(4):218 －223

［11］易醒，张建平，肖小年.江西产泽泻淀粉理化特性的研究［J］.食品科学，2008，29(11):102 －105

［12］Pham V H，Naofumim.Chemical compositions，fine structure and physicochemical properties of kudzu(Pueraria lobata)starches from different regions［J］.Food Chemistry，2007，105:749－755.

Comparative Study on Properties of Chickpea Starch and Corn Starch

Gu Nan1Liu Meiyan1Zhao Guohua1，2
(College of Food Science，Southwest University1，Chongqing 400715)
(Key Laboratory of Agro－processing Technologies in Chongqing Province，College of Food Science，Southwest University2，Chongqing 400715)

In this paper，some basic properties of Xinjiang chickpea starch was researched，and then compared with those of corn starch.It has been found that the mass fraction of amylose starch in chickpea starch was 31.8%，which was higher than that(26.6%)of the corn starch;by scanning starch granules with an electron microscopy，it was found that chickpea starch grain was smooth in surface，mainly in the form of oval and cobblestone and rarely in round，while the corn starch grain was mainly round with multiple angles.The particle size analysis showed that the particle size of chickpeas starch ranged from 6.39 to 41.80 μm，and the volume average particle size was 14.60 μm，while those of the corn starch were from 4.02 ～33.35 μm and 14.60 μm respectively.Besides，the water holding capacity and solubility of chickpea starch were better than those of the corn starch，of which the light transmittance was lower than that of the corn starch.The differential scanning calorimetry(DSC)analysis showed that the gelatinization temperature of the chickpea starch was between 60.6 ℃ and 71.8 ℃，and the phase transition enthalpy value was 7.12 J/g，while those of the corn starch was between 65.4 ℃ and 75.1 ℃ and 10.61 J/g respectively.

chickpea，corn，starch，property

TS231

A

1003－0174(2011)09－0048－04

2010－10－19

顾楠，男，1986年出生，硕士，食品化学与营养学

赵国华，男，1971年出生，教授，博士，食品化学与营养学