茶叶籽淀粉理化性质研究

肖龙艳，齐玉堂,2,*，张维农,2，张海龙

(1.武汉工业学院食品科学与工程学院，湖北 武汉 430023；

2.武汉工业学院油脂与植物蛋白工程技术研发中心，湖北 武汉 430023)

茶叶籽淀粉理化性质研究

肖龙艳1，齐玉堂1,2,*，张维农1,2，张海龙1

(1.武汉工业学院食品科学与工程学院，湖北 武汉 430023；

2.武汉工业学院油脂与植物蛋白工程技术研发中心，湖北 武汉 430023)

研究茶叶籽淀粉颗粒形貌、大小和糊化温度，测定其溶解度和膨胀度、透明度、冻融稳定性、凝沉性及黏度等理化性质，并与玉米淀粉进行比较。结果表明：茶叶籽淀粉颗粒表面光滑，呈椭圆形或球形；不易发生糊化；溶解度与膨胀度随温度变化程度不大；与玉米淀粉相比，透明度与冻融稳定性不及玉米淀粉糊，但抗老化性稍强，黏度也高于玉米淀粉。

茶叶籽；淀粉；理化性质

茶叶籽为茶树果实，作为茶叶生产副产品，每年几乎所有的茶叶籽都会被弃之不用，造成极大的浪费。茶叶籽中含有丰富的淀粉，以淀粉为原料，采用生物技术可直接生产各种类型的淀粉糖，如葡萄糖浆、结晶葡萄糖、麦芽糊精等。也可将淀粉应用于食品工业和医药工业中作为增稠剂、填充剂、赋形剂。我国现有茶园180多万公顷，年产茶叶籽80多万t，如能充分利用这些资源，对提高茶叶生产深加工和产品附加值，具有重大的意义[1-2]。

到目前为止，国内外有关茶叶籽淀粉的研究报道几乎没有。为此，本实验以茶叶籽为原料，提取茶叶籽淀粉，探讨其理化性质，并与玉米淀粉进行比较，以期为茶叶籽淀粉进一步开发利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

茶叶籽由河南省新县茗尚园生物科技有限公司提供；玉米淀粉 市售。

乙醚、乙醇、盐酸、氢氧化钠、甲基红、乙酸铅、硫酸铜、硫酸钾、硫酸等均为国产分析纯。

1.2 仪器与设备

JY88-Ⅱ超声波细胞粉碎机 宁波新艺超声设备有限公司；S-3000N型扫描电子显微镜(SEM) 日本Hitachi公司；Q10型差示扫描量热仪(DSC) 英国TA公司；NDJ-79型旋转黏度计 上海昌吉地质仪器有限公司；DELTA 320 pH计 梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司；微量凯氏定氮仪 天津市天波玻璃仪器有限公司；7200可见分光光度计 尤尼柯(上海)仪器有限公司；LXJ-Ⅱ离心机、SHA-C水浴恒温振荡器 江苏环宇科学仪器厂；GZX-9070 MBE数显鼓风干燥箱 上海博迅实业有限公司医疗设备厂。

1.3 方法

1.3.1 茶叶籽淀粉的制备

将茶叶籽去壳、粉碎，按液料比6.9∶1(V/m)加入pH值为9的蒸馏水，经超声波处理40min后，于摇床中轻微振荡浸提3.7h。将料浆过100目筛去除筛上物，滤液以3000r/min的速度离心分离30min，去掉上清液，将沉淀表面非白色杂质层轻轻刮去，并用蒸馏水反复洗涤沉淀，直至杂质除尽，最后置于50℃烘箱中烘干并研磨成粉，即得茶叶籽淀粉。

1.3.2 茶叶籽淀粉基本成分测定

取由1.3.1节制备的茶叶籽淀粉，采用国家标准法对水分、灰分、粗脂肪、粗蛋白及淀粉的含量[3-7]进行测定。

1.3.3 茶叶籽淀粉颗粒形貌与大小测定

淀粉颗粒形貌与大小的测定参见文献[8]。

1.3.4 淀粉糊化温度测定

用杜邦液体坩埚称取4.0mg左右(干质量)的茶叶籽淀粉样品，按质量比1∶2的比例加入去离子水，密封后隔夜放置平衡。用差示扫描量热仪从20℃开始以10℃/min的升温速度升温至100℃进行糊化。

1.3.5 淀粉溶解度与膨胀度测定

分别在30、40、50、60、70、80℃条件下水浴加热并搅拌质量浓度为2g/100mL的茶叶籽淀粉乳和玉米淀粉乳30min，冷却至室温，然后3000r/min离心20min。分别倾出上清液于已恒质量的铝盒中，置于90℃水浴上蒸干，再在105℃条件下烘至恒质量。分别称得沉淀物质量(m1)和上清液烘干至恒质量(m2)。

式中：m为淀粉样品质量/g，以干基计。

1.3.6 淀粉糊透明度测定

分别称取一定量的茶叶籽淀粉及玉米淀粉样品，配成质量浓度为1g/100mL的淀粉乳。取50mL 1g/100mL的淀粉乳于100mL烧杯中，置沸水浴中加热搅拌30min并保持淀粉乳的体积不变，冷却至25℃，以蒸馏水作参照，用1cm比色皿在620nm波长处测定淀粉糊的透光率。以透光率表示淀粉糊的透明度，透光率越高，淀粉糊的透明度也越高。

1.3.7 淀粉糊的冻融稳定性[9]

分别称取一定量的茶叶籽淀粉及玉米淀粉样品，配成质量浓度为6g/100mL的淀粉乳，于沸水浴上加热糊化并维持15min，然后冷却至室温。放入－10～－20℃的冰箱内，冷冻一昼夜后取出自然解冻。于3000r/min离心分离15min，弃上清液，得沉淀物，计算析水率。然后再放入冰箱中冻藏，反复冷冻、解冻，记录冷冻次数及淀粉的持水情况。淀粉的持水力用析水率表示，即渗出水的质量与原来的淀粉糊质量之比。

式中：m1为离心前淀粉糊质量/g；m2为离心后淀粉糊沉淀质量/g。

1.3.8 淀粉糊的凝沉性

分别称取一定量的茶叶籽淀粉及玉米淀粉样品，加蒸馏水配成质量浓度为1g/100mL的淀粉乳，置沸水浴中加热搅拌30min以完全糊化，糊化后加入蒸馏水保持淀粉乳的体积不变。冷却至室温后，装入50mL滴定管中，每隔1h记录上层清液的体积，以上清液体积分数表示，24h时上层清液体积分数记为沉降积。

1.3.9 淀粉糊黏度测定

分别称取一定量的茶叶籽淀粉及玉米淀粉样品，加蒸馏水配成质量浓度为4g/100mL的淀粉乳。将淀粉乳由室温搅拌加热至沸腾并糊化，保温30min使淀粉完全糊化，然后分别冷却到90、80、70、60、50℃，并在相应温度下维持10min，用旋转式黏度计测定样品在不同温度下的黏度，得到淀粉糊的黏度-温度曲线。

2 结果与分析

2.1 茶叶籽淀粉基本成分分析

表1 茶叶籽淀粉基本成分含量Table 1 Basic components of tea seed starch

由表1可知，茶叶籽淀粉的粗脂肪含量很低，淀粉纯度较高，水分、灰分以及蛋白质3项指标均达到了工业玉米淀粉及食用玉米淀粉国家标准中二级品的要求(水分含量≤14%，灰分含量≤0.2%，蛋白质含量≤0.8%)[10]，淀粉表观质量高。

2.2 茶叶籽淀粉颗粒的形貌与大小

由图1可知，茶叶籽淀粉颗粒表面光滑，呈椭圆形或球形，粒径范围为4～11μm，属中等偏小的颗粒。淀粉颗粒之间的结合较为紧密，界限比较模糊。

图1 茶叶籽淀粉扫描电镜图(×2000)Fig.1 SEM image of tea seed starch granules (×2000)

2.3 茶叶籽淀粉的糊化温度

图2 茶叶籽淀粉DSC图Fig.2 DSC chart of tea seed starch

由图2可知，茶叶籽淀粉糊化起始温度t0为66.16℃，顶点温度tP为73.02℃，终止温度tc约为86.50℃，热焓ΔH为30.92J/g。茶叶籽淀粉比燕麦淀粉(t053.60℃，tc69.00℃)[11]、普通小麦淀粉(t065℃，tc67.5℃)、大米淀粉(t058℃，tc61℃)[12]等的糊化起始温度和终止温度均高，表明茶叶籽淀粉相对难以糊化。

2.4 淀粉的溶解度与膨胀度

淀粉的溶解度和膨胀度是淀粉性质的一项基本指标，反映了淀粉与水之间相互作用大小。淀粉加水分散后，随着体系温度的上升，淀粉的微晶束结构开始松动，暴露出来的极性基团与水结合，淀粉开始部分溶解，与此同时，未溶解的淀粉颗粒也充分吸水膨胀。

图3 茶叶籽淀粉和玉米淀粉的溶解度Fig.3 Effect of temperature on the solubility of tea seed starch and corn starch

图4 茶叶籽淀粉和玉米淀粉的膨胀度Fig.4 Effect of temperature on the swelling strength of tea seed starch and corn starch

由图3、4可知，两种淀粉的溶解度与膨胀度随温度变化程度不大，总体趋势是平缓上升的，而茶叶籽淀粉的变化趋势则更缓和一些。

2.5 淀粉糊的透明度

表2 茶叶籽淀粉与玉米淀粉糊的透光率Table 2 Comparison of the transparency of tea seed starch and corn starch

淀粉糊的透明度是食品加工上的重要品质因素之一，可以通过光泽和不透明性来影响食品的色泽。透光率反映了淀粉与水的互溶能力以及膨胀溶解能力[13]，由表2可知，茶叶籽淀粉糊的透光率小于玉米淀粉糊，表明茶叶籽淀粉的溶解能力及膨胀度不及玉米淀粉，这也与图3、4所得结论一致。

2.6 淀粉糊的冻融稳定性

图5 茶叶籽淀粉糊和玉米淀粉糊的冻融稳定性Fig.5 Effect of repeated freeze-thaw cycles on the stability of tea seed starch and corn starch

淀粉应用于冷冻食品时，需要在低温下冷冻，若淀粉糊的冻融稳定性不好，经冷冻和重新融化后，胶体结构被破坏析出游离水分，使食品不能保持原有的质构，影响食品的品质[14]。因此，淀粉糊的冻融稳定性对其能否应用于冷冻食品很重要。图5是茶叶籽淀粉和玉米淀粉糊冻融4次后析水量的比较状况，可以看出，两种淀粉糊的持水能力随冻融次数的增加而降低，茶叶籽淀粉糊的冻融稳定性不及玉米淀粉糊，不适宜用于冷冻食品。

表3 茶叶籽淀粉和玉米淀粉糊的凝沉性质Table 3 Comparison of the retrogradation resistance of tea seed starch and corn starch %

2.7 淀粉糊的凝沉性

淀粉的凝沉性质是淀粉老化快慢的指标之一。淀粉乳糊化后的冷却过程中，分子重排，分子链间以氢键结合，使淀粉分子脱水收缩，其黏附性能下降，保水性减弱[14]。上清液体积百分比越大，表示该淀粉越易凝沉。影响凝沉的主要原因是淀粉分子的大小、直链淀粉含量以及链长等。由表3可知，茶叶籽淀粉和玉米淀粉具有相同的凝沉性质，两者凝沉速率基本一致，在24h内持续发生凝沉。茶叶籽淀粉的抗老化性稍优于玉米淀粉。

2.8 淀粉糊的黏度

图6 茶叶籽淀粉糊和玉米淀粉糊的黏度-温度曲线Fig.6 Viscosity-time curves of tea seed starch and corn starch

淀粉无论用于食品(增稠)、纺织(上浆)以及其他各方面，首先要在水中糊化，淀粉糊化后黏度增加，冷却时，由于分子聚集形成交联网络，显示相当的保持形状的力量[15]。由图6可知，茶叶籽淀粉的黏度高于玉米淀粉，而两种淀粉糊的黏度随着温度的升高均降低。温度升高促进了分子的运动，增大了淀粉糊的体积，使每一分子平均占有的体积增大，从而使黏度降低。

3 结 论

3.1 实验条件下制得的茶叶籽淀粉表观质量好，除粗脂肪含量较高外，其他指标均符合国家工业玉米淀粉及食用玉米淀粉对二级品的要求。若要达到相应的国家标准，还需进一步除去脂肪。

3.2 茶叶籽淀粉颗粒表面光滑，呈椭圆形或球形；糊化温度较高，不易发生糊化；溶解度与膨胀度随温度的升高而平缓上升；与玉米淀粉相比，透明度与冻融稳定性不及玉米淀粉糊，但抗老化性稍强，黏度也高于玉米淀粉。原料茶叶籽资源丰富，具有很好的开发应用价值。

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Physical and Chemical Properties of Tea Seed Starch

XIAO Long-yan1，QI Yu-tang1,2,*，ZHANG Wei-nong1,2，ZHANG Hai-long1
(1. College of Food Science and Engineering, Wuhan Polytechnic University, Wuhan 430023, China；
2. Research Center of Oils and Plant Proteins Technology, Wuhan Polytechnic University, Wuhan 430023, China)

In order to provide a theoretical basis for development and utilization of tea seed starch, the granular morphology and size, gelatinization temperature, transparency, swelling strength, freeze-thaw stability, retrogradation, viscosity and other physicochemical properties of tea seed starch were measured and compared with those of corn starch. The results showed that tea seed starch granules revealed a smooth surface and were oval or round in shape and not easy to gelatinize. The solubility and swelling strength changed little with temperature. The transparency and freeze-thaw stability were inferior to those of corn starch, but opposite results were observed for the retrogradation resistance and viscosity.

tea seed；starch；physical and chemical properties

TS231

A

1002-6630(2012)03-0054-04

2011-02-28

国家“863”计划项目(2010AA023003)

肖龙艳(1985—)，女，硕士研究生，研究方向为油脂化学与加工工艺学。E-mail：xly201985@126.com

*通信作者：齐玉堂(1963—)，男，教授，本科，研究方向为油脂与植物蛋白工程。E-mail：oilfat@126.com