不同添加剂对玉米淀粉老化度的影响

朱 玉， 尹立伟*， 郭 丽

(1.安庆师范学院生命科学学院，安徽安庆 246011；2.安徽农业大学茶与食品科技学院，安徽合肥 230036)



不同添加剂对玉米淀粉老化度的影响

朱 玉1， 尹立伟1*， 郭 丽2

(1.安庆师范学院生命科学学院，安徽安庆 246011；2.安徽农业大学茶与食品科技学院，安徽合肥 230036)

[目的]研究不同食品添加剂对玉米淀粉老化性能的影响。[方法]试验以玉米淀粉为原料，通过添加氯化钠、柠檬酸、黄原胶、蔗糖、单甘酯和糖化酶6种添加剂研究各添加剂对玉米淀粉的老化性的影响。[结果]试验表明，玉米淀粉的老化度随氯化钠浓度的增大而有所增大，而随着柠檬酸、黄原胶、蔗糖、单甘酯、糖化酶浓度的增大而有所减小。[结论] 研究可为使用添加剂来适当延长食品的货架期提供参考依据。

添加剂； 玉米淀粉；老化度

自然界中大量的食物均富含淀粉，如作为主要粮食经济作物的玉米，籽粒中富含丰富的淀粉。在储藏过程中，淀粉类食品易发生一系列特性变化，如硬度、凝胶强度、透明度、黏弹性、口感等的变化，而这一系列的改变均与淀粉老化动态过程有着密切关系,同时淀粉质食品的质构特征也会受到老化特性的显著影响[1]。淀粉分子本身的结构特性、食品中的其他成分以及食品中添加剂的相互作用等因素直接影响淀粉的老化特性。淀粉类食品中常加入氯化钠、柠檬酸、黄原胶、蔗糖、单甘酯和糖化酶等添加剂。为此，笔者较为系统地研究了这6种食品添加剂对玉米淀粉老化度的影响，旨在延长食品的货架期。

1 材料与方法

1.1 材料供试样品：玉米淀粉，山东大宗生物发展有限公司提供。主要试剂：氯化钠，柠檬酸，黄原胶，蔗糖，单甘酯，糖化酶，蒸馏水，磷酸二氢钠等。

主要仪器：DHG-9140A型电热恒温鼓风干燥箱，上海一恒科技有限公司；电子天平，北京赛多利斯天平有限公司； DK-S26型电热恒温水浴锅，上海精宏实验设备有限公司； pHs-25型数显酸度计，上海天达仪器有限公司； DS-5-B高速离心机，上海安亭科学仪器厂； FA1004N型分析天平，上海良平仪器仪表有限公司： DF-101s集热式恒温加热磁力搅拌器，巩义市予华仪器厂。

1.2 方法

1.2.1淀粉的糊化[2]。称取适量的淀粉，用预先配置的一系列浓度的氯化钠、柠檬酸、黄原胶、蔗糖、单甘酯和糖化酶6种食品添加剂的水溶液，调配成6%的淀粉乳溶液，加热至沸，并不断搅拌使淀粉糊化均匀，维持15～20 min，取出冷却至室温，糊化后的玉米淀粉糊溶液用于其老化性质的测定。

1.2.2淀粉老化度的测定[3-4]。以浓度为6%的玉米淀粉糊经高速离心机分离，收缩脱水形成凝胶，析出的水作为衡量玉米淀粉的老化度的指标。玉米淀粉按“1.2.1”方法进行糊化后，将6%的玉米淀粉糊置于离心管中，调节离心机转速至3 000 r/min，保持15 min，取出离心管放置于5 ℃冰箱的冷藏室，24 h后取出离心管，计算析水率即为淀粉的老化度。老化度按下式计算：

老化度=〔﹙离心前淀粉糊质量-离心后沉淀质量〕∕离心前淀粉糊质量〕×100%

2 结果与分析

2.1 氯化钠浓度对玉米淀粉老化度的影响玉米淀粉用质量分数为0%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%氯化钠溶液中调成60 g/L的淀粉乳经糊化后，按照“1.2.2”的方法测定其老化度，重复3次取其平均值，氯化钠对玉米淀粉糊老化度的影响见图1所示。

从图1可以看出，淀粉糊的老化度随氯化钠浓度的增加略有增大。当溶液中氯化钠浓度达到3.0%时，淀粉糊老化度增至53.78%。原因可能是玉米淀粉糊中的淀粉分子由于受到溶液中氯化钠浓度的干扰，其淀粉分子间通过氢键相互排列，造成玉米淀粉糊淀粉分子聚集凝沉而老化，这一系列的变化主要是因为氯化钠本身是一种强电解质，但由于溶液中氯化钠浓度相对较低，因此影响程度并不明显[5]。

2.2 柠檬酸浓度对玉米淀粉老化度的影响玉米淀粉用质量分数为0%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%柠檬酸溶液中调成60 g/L的淀粉乳经糊化后，按照“1.2.2”的方法测定其老化度，重复3次取其平均值，柠檬酸对玉米淀粉糊老化度的影响见图2所示。

由图2可以看出，当柠檬酸浓度小于1.0%时，淀粉糊的老化度随柠檬酸浓度的增加而增大，当柠檬酸浓度大于1.0%时，玉米淀粉的老化度又随之降低，且变化幅度并不明显。可能是因为在pH 5～7时，淀粉老化速度较快；而随着柠檬酸浓度的增加，淀粉糊酸性增强，而高酸环境中形成的小分子量的淀粉糊精阻碍了淀粉的回生，导致淀粉老化速度减慢[6]。

2.3 黄原胶浓度对玉米淀粉老化度的影响用质量分数为0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%黄原胶溶液中调配成60 g/L玉米淀粉乳经糊化后，按照“1.2.2”的方法测定其老化度，重复3次取其平均值，黄原胶对玉米淀粉糊老化度的影响见图3所示。

由图3可知，随着黄原胶浓度的增加，淀粉的老化度逐渐降低。主要是因为黄原胶是亲水性胶体，具有强吸水、持水能力，其羟基官能团与淀粉链上的羟基及周围的水分形成大量的氢键，阻碍了淀粉回生作用，从而防止了食品在加工或贮藏过程中水分的散失，大大提高了食品的含水总量，延缓了淀粉失水老化[7]。

2.4 蔗糖浓度对玉米淀粉老化度的影响玉米淀粉用质量分数为0%、5%、10%、15%、20%、25%、30%蔗糖溶液中调成60 g/L的淀粉乳经糊化后，按照“1.2.2”的方法测定其老化度，重复3次取其平均值，蔗糖对玉米淀粉糊老化度的影响见图4所示。

由图4显示，蔗糖对玉米淀粉糊的老化性能有显著影响。玉米淀粉糊老化度随着蔗糖浓度的增大而明显减小。这是因为一方面蔗糖分子中的羟基与淀粉乳中的水相互作用形成氢键，减少了淀粉糊的水分含量；另一方面，淀粉分子与淀粉分子通过分子间氢键相互聚合，导致淀粉糊的聚沉，而水分子与蔗糖分子竞争性与淀粉分子结合，减弱了淀粉分子间形成氢键的趋势，抑制了淀粉分子间聚合形成的聚沉，降低了其老化度[8]。

2.5 单甘酯浓度对玉米淀粉老化度的影响玉米淀粉用质量分数为0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%单甘酯溶液中调成60 g/L的淀粉乳经糊化后，按照“1.2.2”的方法测定其老化度，重复3次取其平均值，单甘酯对玉米淀粉糊老化度的影响见图5所示。

由图5可以看出，单甘酯对玉米淀粉糊的老化度也有一定的影响。玉米淀粉糊的老化度随单甘酯浓度的增加而降低。这是因为玉米淀粉的老化受其淀粉分子的结晶度的影响，溶液中单甘酯的增加导致玉米淀粉中含有的直链淀粉分子与单甘酯相互作用，形成螺旋状复合物，降低了淀粉分子的结晶度，延缓了玉米淀粉的老化[9]。

2.6 糖化酶浓度对玉米淀粉老化度的影响玉米淀粉用磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液调节pH至4.9，分别加入0.003%、0.006%、0.009%、0.012%、0.015%、0.018%的糖化酶，调成60 g/L的淀粉乳经糊化后，按照“1.2.2”的方法测定其老化度，重复3次取其平均值。糖化酶对玉米淀粉糊老化度的影响如图6所示。

由图6可知，随着糖化酶浓度的增加淀粉的老化度逐渐降低。原因可能是糖化酶作用于淀粉时是从非还原尾端开始，依次逐个切下一个葡萄糖单位，缩短了直链淀粉长度及支链淀粉分支的长度，减少了玉米淀粉重结晶的趋势[10]。另一方面，经糖化酶处理后的玉米淀粉支链结晶熔化热焓有所降低，结晶度降低，回生受到抑制[11]。

3 结论

试验得出，随着氯化钠浓度的增大，玉米淀粉老化度也随着增大。不同添加剂对玉米淀粉的老化性有不同程度的改善作用。黄原胶、蔗糖、单甘脂、糖化酶对玉米淀粉糊的老化性影响较显著，而柠檬酸对其影响较小。因此，在玉米淀粉相关产品的生产过程中可适当添加一种或几种添加剂来改善其加工特性，延长货架期。

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The Effect of Different Additives on Retrogradation of Corn Starch

ZHU Yu1, YIN Li-wei1*, GUO Li2

(1. School of Life Science, Anqing Teachers College, Anqing, Anhui 246011; 2. College of Tea and Food Science and Technology, Anhui Agricultural University, Hefei, Anhui 230036)

[Objective] The effects of different additives on retrogradation of corn starch were investigated. [Method] Six additives including NaCl, citric acid, xanthan gum, sugar, monoglyceride and saccharifying enzyme were chosen for the research. [Result] The results indicated that the retrogradation degree was increased slightly with increasing sodium chloride concentration and that it was reduced obviously with increasing citric acid, xanthan gum, sugar, monoglyceride, glucoamylase.[Conclusion] The study can provide reference basis for utilizing additives to prolong food shelf-life.

Additives; Corn starch; Retrogradation

国家自然科学

(31371735);安徽省教育厅自然科学研究一般项目(AQKJ2014B008)；安庆师范学院科研启动项目(004-K05000130030)。

朱玉(1986- )，女，安徽凤阳人，助教，硕士，从事天然产物的开发与利用研究。*通讯作者，讲师，博士，从事分子生物学与植物病理学研究。

2015-03-16

S 513;TQ 46

A

0517-6611(2015)11-274-02