不同淀粉理化性质的比较研究

侯 蕾，韩小贤，郑学玲，刘 翀，逯 蕾

（河南工业大学 粮油食品学院，河南 郑州 450001）

0 前言

淀粉以颗粒的形式存在于植物中，具有较高的营养价值，在食品工业中应用广泛，可以用作黏着剂、成膜剂、持水剂和增稠剂等[1].在淀粉的生产应用中，对淀粉颗粒特性，淀粉糊的透明度、冻融稳定性、糊化特性等都有一定的要求.由于不同种类淀粉的直支比、结构形态和大小、结晶度等不同，其理化性质也存在差异[2]，这些性质的差异会影响淀粉在食品工业中的应用.作者对小麦淀粉、玉米淀粉、土豆淀粉、红薯淀粉和绿豆淀粉的白度、颗粒大小、凝沉性、透明度、冻融稳定性和糊化特性进行了比较和分析，对这几种淀粉的生产应用提供一定的理论依据.

1 材料与方法

1.1 材料

小麦淀粉：马丁法自制，面粉来源为开封市天丰面业有限公司；玉米淀粉（执行标准：GB/T8885）：一级品；土豆淀粉（执行标准：GB/T8884）：一级品；红薯淀粉（执行标准：Q/JCF0020S）；绿豆淀粉（执行标准：Q/JCF0005S），以上淀粉均购自山东金城股份有限公司.

1.2 仪器与设备

WGB-2000 型智能白度测定仪：浙江光学仪器制造有限公司；752N 紫外可见分光光度计：上海精密科学仪器有限公司；Beckman 高速冷冻离心机：美国Beckman 有限公司；BT-9300H 型激光粒度分析仪：丹东市百特仪器有限公司；快速黏度分析仪：澳大利亚NEWPORT 公司；冷冻干燥机FD-2C：北京博医康实验仪器有限公司.

1.3 方法

1.3.1 淀粉白度的测定

采用GB 12097—89 方法，两次测定不超过0.6，结果取两次测定的平均值.

1.3.2 淀粉颗粒的粒度分布

用干粉激光粒度分析仪测定.

1.3.3 淀粉凝沉性的测定[3]

称取淀粉2.0 g，加入98 mL 蒸馏水配制成质量分数为2%的淀粉乳，经过15 min 沸水浴后（沸水浴过程中需保持淀粉糊体积不变），将淀粉糊倒入100 mL 的具塞量筒内，观察并记录室温下静置24 h 和48 h 的沉淀部分体积，用24 h 沉降体积来表示淀粉糊的凝沉性.

1.3.4 淀粉的透明度的测定

根据张燕萍[4]的方法稍加改动：称取1.00 g 淀粉，配制成质量分数为1%的淀粉乳，进行15 min的沸水浴，沸水浴过程中保持淀粉糊体积不变，随后在室温下冷却，用分光光度计测定放置0、12、24、36、48、60、72 h 淀粉糊在620 nm 波长下的透光率，测定透光率时用玻璃棒搅匀进行测定，蒸馏水为空白样（透光率为100%）.

1.3.5 淀粉糊冻融稳定性的测定

配制50 mL 质量分数为3%的淀粉乳，然后进行15 min 的沸水浴（加热过程中需保持淀粉糊体积不变），在室温下冷却，移取相同质量的淀粉糊至50 mL 塑料离心管，放置到-20 ℃冷冻24 h，取出后室温下解冻，随后在4 000 r/min 条件下离心20 min（如果无水析出，反复冻融至有水析出），使用滤纸过滤，称取滤纸上沉淀物的质量，计算析水率[5].

1.3.6 淀粉糊糊化特性的测定

根据美国谷物化学家协会（AACC76—21）的方法测定.称取3.5 g（按14%湿基校正）淀粉，加入25 mL 蒸馏水，然后在RVA 仪器上测试.得到试验参数：峰值黏度、谷值黏度、衰减值、最终黏度、回生值、峰值时间和糊化温度.

2 结果与分析

2.1 不同淀粉白度的比较

使用白度仪测定不同淀粉的白度.白度值顺序依次为：小麦淀粉93.7＞土豆淀粉93.0＞玉米淀粉92.5＞红薯淀粉91.8＞绿豆淀粉91.6.

2.2 不同淀粉颗粒粒度的比较

利用激光粒度对不同淀粉进行粒度测定，结果见表1.

从表1 可以看出：不同种类的淀粉颗粒的粒度分布也不相同.绿豆淀粉和土豆淀粉的平均粒径最大，小麦淀粉、玉米淀粉和红薯淀粉的平均粒径相差不大，且均低于绿豆和土豆淀粉.从体积分数可以看出，小颗粒体积分数最高的是小麦淀粉，高达46.03%，玉米淀粉和红薯淀粉的中等颗粒含量较高，而绿豆淀粉和土豆淀粉的大颗粒体积分数较高，分别为33.53%和23.74%，说明绿豆淀粉和土豆淀粉具有比其他3 种淀粉大的颗粒结构，高群玉等[6]利用扫描电镜的标尺测量淀粉粒径得出平均粒径大小依次为：马铃薯淀粉＞绿豆淀粉＞玉米淀粉，与本文结果存在差异可能是因为测定方法不同或样品不同.杨红丹等[6]测定得出土豆淀粉的颗粒大于玉米淀粉，这与本文结论相同.何义萍[7]对不同种类淀粉粒径进行分析，发现平均粒径大小满足：土豆淀粉＞小麦淀粉＞玉米淀粉，与本文结论一致.

表1 淀粉颗粒的粒度分布比较

2.3 不同淀粉凝沉性的比较

凝沉性是淀粉分子发生重排的过程，是淀粉糊的重要性质之一，不同淀粉凝沉性的比较见图1.影响淀粉凝沉的因素有很多，如：淀粉种类、直支比、结晶结构和淀粉组分等[8-9].

从图1 可知：沉降体积大小为：土豆淀粉＞玉米淀粉＞小麦淀粉＞绿豆淀粉＞红薯淀粉，且这5 种淀粉48 h 的沉淀部分体积均小于24 h 的沉淀部分的体积，说明随着时间的延长，淀粉凝胶能力增加.土豆淀粉的沉降体积最高，说明土豆的凝沉性最差[10-11]，形成凝胶的能力最弱.红薯淀粉和绿豆淀粉的沉降体积最小，说明其凝沉性较好，形成凝胶的能力较强.

图1 淀粉糊凝沉性的比较

2.4 不同淀粉透明度的比较

淀粉糊的透明度会影响食品的加工品质[11]，通常用淀粉糊的透光率来表示透明度的高低.影响淀粉糊透明度的因素很多，其中淀粉分子的分支特性较为重要[12].从图2 可以看出：淀粉糊的透明度随着时间的增加而减小.这是由于淀粉糊化后产生回生现象，随着时间的延长，淀粉分子重新排列相互缔合的程度增加，使得淀粉透明度有降低趋势.不同种类淀粉所含的直链淀粉含量不同，淀粉颗粒大小也不同，则会具有不同的透明度，其中土豆淀粉糊的透明度最高，可能是由于土豆淀粉粒径较大，结构较松散所致[13]，透明度高说明其与水结合能力较强[13]，玉米淀粉、绿豆淀粉和红薯淀粉的0 h 的透明度较接近，小麦淀粉的透明度最低.

图2 淀粉透明度的比较

2.5 不同淀粉冻融稳定性的比较

淀粉冻融稳定性是淀粉是否有利于制作冷冻食品的重要指标.冻融稳定性用析水率来表征，析水率越高，说明其冻融稳定性越差，反之越好.从图3 可以看出，土豆淀粉的析水率最高，其次为红薯淀粉，小麦淀粉的析水率最低，说明土豆淀粉不适合用来制作冷冻食品.小麦淀粉和绿豆淀粉的冻融稳定性较好.

图3 淀粉析水率的比较

2.6 不同淀粉糊化特性的比较

利用快速黏度分析仪（RVA）来测定淀粉的糊化特性，结果见表2.其中峰值黏度，衰减值和糊化温度这3 个指标对淀粉的应用具有较为重要的指导作用[14]，峰值黏度反映了淀粉的膨胀力，而衰减值表示淀粉糊黏度热稳定性的强弱，其值越大说明淀粉糊黏度热稳定性越差，糊化温度可用来表征淀粉是否容易糊化.

从表2 可以看出：峰值黏度的大小顺序依次为：土豆淀粉＞绿豆淀粉＞小麦淀粉＞红薯淀粉＞玉米淀粉，影响峰值黏度的因素很多，其中直链淀粉含量较重要，与直链淀粉含量呈反比[15]；衰减值的大小顺序依次为：土豆淀粉＞绿豆淀粉＞红薯淀粉＞玉米淀粉＞小麦淀粉；糊化温度的大小顺序依次为：小麦淀粉＞玉米淀粉＞红薯淀粉＞绿豆淀粉＞土豆淀粉，说明土豆淀粉易糊化，而小麦淀粉的糊化温度较高的原因可能是自制过程中使用冷冻干燥，使得淀粉中水分较低所致.回生值的大小表示淀粉的老化难易程度，土豆淀粉最不容易发生老化，这与沉降体积、透明度的趋势相同.

表2 不同淀粉糊化特性的比较

3 结论

对小麦淀粉、玉米淀粉、土豆淀粉、红薯淀粉和绿豆淀粉进行基本理化性质的对比分析，结论如下：

（1）土豆淀粉白度略低于小麦淀粉，绿豆淀粉白度最低；土豆和绿豆淀粉的平均粒径最大，大颗粒淀粉的体积分数最高.玉米和红薯淀粉的平均粒径最低，大颗粒淀粉的体积分数最低，中等颗粒淀粉的体积分数较高.

（2）土豆淀粉糊的凝胶能力最差，红薯淀粉和绿豆淀粉的凝胶能力较好；土豆淀粉的透明度最高，小麦淀粉的透明度最低，且5 种淀粉的透明度都随着时间的延长而呈现降低的趋势；土豆淀粉的冻融稳定性最差，小麦和绿豆淀粉的冻融稳定性最好，说明其适合做冷冻食品.

（3）峰值黏度的大小顺序依次为：土豆淀粉＞绿豆淀粉＞小麦淀粉＞红薯淀粉＞玉米淀粉；从衰减值可以得知：小麦淀粉糊黏度热稳定性最好，土豆淀粉最差；从回生值可以得出：绿豆淀粉最易发生老化，土豆淀粉最难发生老化.

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