橡实淀粉加工技术研究*

张学义柴军红付婷婷

（1.黑龙江省林副特产研究所，牡丹江　157011；2.牡丹江师范学院，黑龙江　牡丹江　157011）

橡实淀粉加工技术研究*

张学义1柴军红2付婷婷1

（1.黑龙江省林副特产研究所，牡丹江157011；2.牡丹江师范学院，黑龙江牡丹江157011）

采用循环树脂吸附法对橡实淀粉的提取工艺进行优化，对橡实淀粉提取过程中脱苦脱色等关键技术进行了试验研究，以期为橡实淀粉的生产及橡子资源的综合利用提供参考依据。

橡实淀粉；加工技术；脱苦脱色

橡实在我国很早就有“木粮”、“木玉米”之称，是我国一种良好的，并且可以开发利用的野生经济植物资源。我国每年可以产橡子1000万t，仅云南省就可产10万t，黑龙江可产60万t。随着人们对橡子的不断研究和认识，橡子的各种优良特性和营养价值逐步被人们所接受。不同品种橡子仁含有淀粉50.6%～70%，蛋白质11.7%～16.8%，脂肪2.1%～3.6%，灰分1.3%～2.2%，单宁l0.2%～14.1%；橡壳里还含有大量的色素和单宁等成分。橡子中锌、铁含量略低于玉米和高粱，但钾、钙、钠、镁、钴、锰的含量均高于玉米和高粱。

橡子淀粉是目前较为主要的橡子加工产品，生产中多采用湿法工艺，大多仍采用传统的水洗湿法工艺技术，产品中单宁及蛋白等杂质含量比较高，难以达到出口要求；同时产品的产率和产量较低，加工周期长、耗时多，用水量及废水产生量大，易造成环境污染。脱去单宁和蛋白，是加工中的关键技术之一，也是目前橡子淀粉加工技术研究的热点和重点。本试验采用循环树脂吸附法对橡子淀粉的提取工艺进行优化，以期为橡子淀粉的生产及橡子资源的综合利用提供理论支持。

1材料与方法

1.1材料及仪器

橡子：黑龙江地区采摘（为蒙古栎橡子）。

试剂：柠檬酸铁（AR，上海国药集团），二甲基甲酰胺（AR，上海国药集团），甲醇（AR，天津大茂化学试剂厂），鞣酸（AR，天津大茂化学试剂厂），淀粉酶（AR，山东苏柯汉生物工程股份有限公司）；对照橡实淀粉（购自牡丹江市场）。

主要仪器：AAS-600原子吸收光谱仪（美国PE公司）；AFS-8200原子荧光光度计（北京普析通用仪器有限责任公司）；T6紫外可见分光度计（北京普析通用仪器有限责任公司）；SKD-800自动凯氏定氮仪（上海旦鼎有限公司）。

1.2试验方法

1.2.1橡子淀粉纯化工艺

将传统方法与循环方法进行对比，在常规水浸提法、超声波辅助水浸提法、化学溶剂法和循环树脂水浸提法之间讨论方法上的差异，通过试验，选择最佳工艺。工艺流程见图1。

图1　工艺流程

提取方法：应用比较试验，采用正交试验设计。在单因素试验的基础上，选择温度、转速、提取时间、固液比为参试因子，以丹宁去除率为指标，设计L9（34）正交试验（表1）。每组试验平行3次，取平均值。

表1　正交试验因素与水平

1.2.2蛋白、脂肪残留检测方法

脂肪、蛋白等依据标准GB/T5511-2008和GB/T5009.6-2003第二法进行检测。

样品检测：将提取液回收溶解，浓缩至原体积的1/8，加无水乙醇至60%以上，静置24 h，离心，冷冻干燥，取适量热水超声溶解，定容于100 mL容量瓶中，移取1 mL上清，依法检测。

1.2.3丹宁测定

以单宁酸作为标准品，用75%的二甲基甲酰胺溶液将其分别稀释成0、0.001、0.01、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、1.0、2.0、5.0、10.0、20.0 g/mL的标准系列溶液，分别移取1 mL于试管中，并依次准确加入5 mL水、1 mL 3.5 g/L柠檬酸铁铵溶液、1 mL 8.0 g/L氨溶液，振荡摇匀，室温避光静置10 min。将其倒入比色皿中，用分光光度计于波长525 nm处测定吸光度值；同时以水作为空白对照。标准曲线

1.2.4橡子淀粉的理化特性表征

1.2.4.1淀粉溶解度与膨胀性

称取0.3 g样品（干基），放入预称重的2 mL离心管中，加入30 mL去离子水后，一定温度下，在恒温水浴锅中震荡30 min；冷却至室温后4 000 r/min离心15 min，将上清溶液移入另一已称重的称量盒中，（100±1）℃烘干至恒重；膨胀势和溶解度按下列公式计算

1.2.4.2淀粉糊透光率及粘度测定

准确称取0.20 g样品（干基）加入20 mL去离子水，配制成浓度为1%的淀粉乳，置90℃恒温水浴锅中震荡1 h，保持体积仍为20 mL，冷却至25℃；以去离子水为空白（透光率100%），应用T6 在650 nm波长处测定淀粉糊的透光率。

依据GBT22427/2008规定，采用去离子水配制成8%的淀粉乳，用旋转粘度计测定。

1.2.4.3凝胶质结构特性

配制浓度为 5%（w/v）淀粉糊，沸水浴糊化30 min后，快速冷却至室温；4℃冰箱中成胶24 h后，将凝胶切成直径15 mm、高10 mm的圆柱体，采用英国Texture AnaLyzer测定胶体质构特性；选用TPA模式，探头为PK/100，压缩比为50%，探头测前下降速度1.0 mm/s，测试速度1.0 mm/s；测后的上升速度1.0 mm/s，测定高度为5 mm，触发力5.0 g；2次测定时间间隔为3 s。

2　结果与分析

2.1单宁酸去除提取方法比较试验结果

由试验结果（表2）可知，循环树脂水浸提法明显好于常规水浸提法、化学溶剂法和超声波辅助水浸提法，且工艺简单、效率高。

表2　提取方法比较试验

2.2正交试验结果

试验结果显示（表3），最佳工艺为A2B2C3D1，其去除率为97.2%。但是依据方差分析，A2B1C3D2组合也可能是最佳工艺且不在以上表中，所以对以上结果进行了验证试验，平行3次，结果去除率为99.22%，因此最佳工艺应为A2B1C3D2。影响因素次序分别为C＞A＞D＞B。

表3　正交试验分析结果

2.3溶解度与膨胀性

橡子淀粉在20～95℃范围内的溶解性与膨胀度计算结果（表4）显示，橡子淀粉随加热温度的升高，溶解度增加，同时膨胀度也增加，但溶解度与膨胀度均不高。

表4　橡子淀粉的溶解度及膨胀性计算结果

橡子淀粉和玉米淀粉相似，显示出了两阶段的溶解、膨胀特性：在65℃左右，淀粉的溶解、膨胀情形突然加强，即达到或接近其糊化温度。与玉米淀粉相比，橡子淀粉更易溶解，膨胀能力更强，这与其中淀粉组成比例有一定关系，同时可能与部分金属含量也有一定关系；此外，不同含水率也会对产品溶解度产生影响。为了消除水分影响，试验中橡子淀粉的含水率控制在1%以内。

2.4淀粉糊透光率

经过离子交换树脂处理，漂白后的橡子淀粉透光率为11.62%，与常规处理方法相比提高了3%；玉米淀粉的透光率为18.20%（图2）。橡子淀粉糊的透明度相对较差。

图2　样品淀粉糊的透光率

2.5淀粉粘度测定

橡子淀粉的起始糊化温度较低，为74.4℃，易糊化。与玉米淀粉相比，橡子淀粉糊的热黏度稳定性较弱，冷黏度稳定性较强；在碱性条件下起糊更易，峰值黏度显著增大，其淀粉糊的热黏度稳定性变差，冷糊黏度稳定性略有增强；在酸性条件下，起糊温度升高，峰值黏度基本不变，热糊黏度稳定性变差，冷糊黏度稳定性明显增强（表5）。

表5　橡子淀粉粘度特征

2.6凝胶质构特性

试验结果（表6）表明，相对来说，本试验采用的原料，在硬度、回弹性、粘聚力等指标上均好于韩国进口橡子淀粉。

表6　橡子淀粉质构特性

2.7成品橡子淀粉质量检验结果

采用本试验选择的最佳工艺生产成品橡子淀粉，其组成成分检测结果（表7）表明，自产橡子淀粉中总淀粉含量较高（94.12%），蛋白残留量、脂肪残留量也较低；河南橡子淀粉中的总淀粉含量较低，蛋白脂肪残留量均较高。相对来看，自产淀粉质量要高于韩国淀粉技术标准。

表7　橡子淀粉质量比较

3　结　论

3.1橡子淀粉的颗粒形状为卵圆形或球形，溶解性和膨胀性较强；淀粉糊的透光率较低、抗凝沉性较强，凝沉体积为45.4 mL/100 mL。橡子淀粉的起始糊化温度为74.4℃，糊的热黏度稳定性较差，冷黏度稳定性好。在碱性条件下更易起糊，峰值黏度大，稳定性差。

3.2在酸性条件下起糊温度高，峰值黏度基本不变，热糊稳定性差，冷糊稳定性增强；淀粉凝胶的硬度为0.866 3 kg、回弹性0.518 7、粘聚性0.718，凝胶质结构特性优于韩国淀粉。

3.3实际生产的黑龙江橡子淀粉中的总淀粉含量为94.12%，蛋白残留量、脂肪残留量也较低，相对来讲，自产淀粉基本高于韩国淀粉技术标准。

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第1作者简介：张学义（1964-），男，研究员，主要研究方向：林特资源开发应用研究。

（责任编辑：潘启英）

S792.186，S509.9

A

1001-9499（2016）04-0057-03

*黑龙江省科技攻关项目（GC12B202）

2016-06-30