一种莲籽淀粉糊特性的研究

张金木等
摘 要:系统研究了莲籽淀粉糊的糊化温度、透光率、黏度、溶解度、膨润力、凝沉性质和冻融稳定性等特性,以期为莲籽的精深加工提供理论依据。研究结果表明,莲籽淀粉的糊化峰值温度为75.2℃,透光率较低(11.6%),溶解度小(95℃,32.67%),膨胀度较低(95℃,14.44%),凝沉性较大,淀粉糊的冻融稳定性差。
关键词:莲籽;淀粉糊;特性
中图分类号:TS235.9 文献标识码:A 文章编号:1001-3547(2014)10-0038-04
莲籽,又名莲实、莲米、水芝丹,是我国主要水生蔬菜之一。莲籽中富含淀粉、蛋白质、脂肪、微量元素等营养成分,具有丰富的营养保健价值。淀粉是莲籽的主要成分,占莲籽干物质的50%~60%[1~2]。淀粉糊的特性是淀粉的主要特性之一,直接关系到淀粉质食品的加工特性及品质。淀粉糊的特性主要包括淀粉糊的糊化温度、透光率、黏度、冻融稳定性和凝沉稳定性等方面。本文研究莲籽淀粉糊的特性,以期为莲籽精深加工提供了理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
莲籽淀粉为实验室自制淀粉,其余试剂均为分析纯。
1.2 仪器设备
紫外可见分光光度计,722型,上海棱光技术有限公司;离心机,DT5-4B型,北京时代北利离心机公司;数字显示黏度计,NDJ-1型,上海精密科学仪器有限公司;差式量热扫描仪,DSC200F3型,耐驰科学仪器公司。
1.3 试验方法
①淀粉差示扫描量热(DSC)分析 配制33%(w/w)样品,室温下放置24 h后进行DSC测试。升降温步骤如下:仪器从10℃开始升温,升温速率10℃/min,一直升温到125℃。记录变化结果,得到一条热流和温度的曲线,测出淀粉糊化过程的起始温度、终止温度、热变峰值温度和计算焓变值。
②透光率的测定 称取0.2 g淀粉,倒入容积为20 mL的具塞刻度试管中,然后加入20 mL蒸馏水配制1%的淀粉乳。混匀后,在沸水浴中加热30 min,每隔5 min充分震荡试管数次。冷却至室温,以蒸馏水作空白液,在650 nm波长下分别测定放置0、12、24、36、48、60、72 h的透光率。注意长时间放置有沉淀析出,测前搅拌均匀[3,4]。
③黏度的测定 称取一定量的淀粉样品,加适量的水调成质量分数为5%的淀粉乳,在沸水浴中加热20 min,使之糊化,然后冷却到适当的温度(25℃、35℃、45℃、55℃、65℃、75℃、85℃、95℃),用NDJ-1数字显示黏度计测定其黏度。
④溶解度和膨润力 在一定温度下(55℃、65℃、75℃、85℃、95℃)搅拌加热50 mL 2%淀粉乳30 min,防止沉淀,以3 000 r/min速度离心10 min,上层清液置于已称重的蒸发器中,上清液干燥后称重得水溶淀粉质量A,计算其溶解度。由下层膨胀淀粉质量,计算出膨胀率[4]。
溶解度(%)= A/W×100%,式中:W为淀粉样品质量,干基计。
膨润力(%)=膨胀淀粉质量/[淀粉样品质量×(100-溶解度)]×100%。
⑤凝沉性质的测定 把质量分数为1.0%淀粉糊放于100 mL、20 mm的刻度管中,在30.0℃下静置,每隔1 h记录上层清液体积;用上层清液体积占糊总体积的百分比表示糊的凝沉性质。绘成上清液体积百分比对时间的变化曲线,即为淀粉糊的凝沉曲线[4]。
⑥冻融稳定性 淀粉糊的冻融稳定性是指淀粉糊在经过一段时间冷冻后,取出融化,仍能保持原来的胶体结构的性质。
淀粉的冻融稳定性根据刘楠等[4]和Yuan等[5]的方法进行测定。配制7.5%的淀粉乳,用30 mL注射器吸取25 g,将注射器密封后于95℃的水浴中加热30 min。在加热过程中,前15 min每隔5 min倒转注射器数次。加热结束后,将注射器冷却至室温,然后将淀粉糊注入预先称重的1.5 mL微型离心管中。分装10支离心管,分装完成后,对其逐一称重,并计算出淀粉糊的净重。将离心管放在-18℃下冷冻24 h,将所有离心管都拿出冷冻室并在室温下放置4 h。从样品中取出1支离心管,在10 000 r/min下离心10 min。离心结束后,将离心管立即拿出并使离心管管口朝下,导出析出的自由水,并对离心管进行称重。将其余的离心管放入冷冻室中继续进行冻融循环。在本研究中共进行9次冻融循环。
2 结果与分析
2.1 莲籽淀粉的DSC曲线
表1为莲籽淀粉的DSC特征参数,图1为莲籽淀粉样品的DSC曲线,测定得到的莲籽淀粉的糊化起始温度为70.9℃,糊化终止温度为80.3℃,峰值温度为75.2℃,糊化焓值8.835 J/g。当加热温度低于糊化起始温度时,淀粉不发生糊化;当加热温度介于糊化起始温度和终止温度之间时,随着温度的升高,糊化速度逐渐增大,但仍有一部分未糊化的淀粉存在;当温度大于糊化终止温度时,莲籽淀粉可以完全糊化。
2.2 透光率的测定
目前常用透光率大小来反映淀粉糊透明度的高低,从而显示其与水结合能力的强弱,与淀粉的分子结构、分子链的长短等有密切关系。如图2所示,莲籽淀粉糊具有较低的透光率(11.6%),比葛根淀粉、马铃薯淀粉、玉米淀粉和木薯淀粉低[3,6,7];随着贮藏时间的延长,莲籽淀粉糊的透光率逐渐降低,72 h后透光率降低了57.7%。
2.3 莲籽淀粉的黏度
淀粉糊黏度是淀粉样品糊化后的抗流动性。由图3所示,随着温度的升高,淀粉糊黏度逐渐下降,这是因为温度越高淀粉分子间作用力越小,聚合度降低。
2.4 溶解度和膨润力
溶解度和膨润力大小反映淀粉与水之间相互作用的大小。如图4所示,莲籽淀粉的溶解度和膨润力均与温度呈正相关性。当温度在35~65℃时,莲籽淀粉溶解度和膨润力均较小,增长幅度不大;温度大于65℃时,淀粉溶解度和膨润力随温度的升高急速增加,为典型的二段膨胀过程,属限制型膨胀淀粉[8]。当温度在95℃时,莲籽淀粉溶解度32.67%,高于木薯淀粉和玉米淀粉[9];膨润力为14.44%,比木薯淀粉和玉米淀粉小得多[9]。
2.5 凝沉性质
稀淀粉糊静置一段时间后会逐渐变浑浊分层沉淀,出现上方清液下方沉淀物的现象,即凝沉。清液体积越大其凝沉性越强[10]。图5结果表明,莲籽淀粉糊静置24 h时清液体积为73.5 mL,低于马铃薯淀粉[11],高于玉米淀粉[9,11]和甘薯淀粉[7,12]。
2.6 冻融稳定性
析水率的高低反映了淀粉冻融稳定性的好坏,析水率低则冻融稳定性好[13]。如表2所示,莲籽淀粉凝胶冻融2次,析水率高达32.8%,且变成海绵状,这说明莲籽淀粉的冻融稳定性差,经冻融离心后,会析出大量清水,完全失去了原来的胶体结构。糊化后莲籽淀粉分子在冷却、冷藏期间,分子之间易于取向排列,形成氢键,这样淀粉分子结合的水分容易排挤出来[13],导致持水能力和抗冷冻能力弱,具有较差的冻融稳定性。
3 结论
莲籽淀粉的糊化起始温度为70.9℃,糊化终止温度80.3℃,峰值温度75.2℃,糊化焓值8.835 J/g。莲籽淀粉糊的透光率较低(11.6%),且在贮藏过程中其透光率逐渐降低。随着温度的升高,莲籽淀粉糊黏度呈明显下降趋势。莲籽淀粉的溶解度和膨润力较低,95℃时溶解度为32.67%,膨润力14.44%,属限制型膨胀淀粉。莲籽淀粉糊静置24 h清液体积为73.5 mL,其凝沉性小于马铃薯淀粉,大于玉米淀粉和甘薯淀粉。莲籽淀粉糊冻融稳定性较差,只能冻融2次,析水率高达32.8%,可见不宜制作冷冻食品。
参考文献
[1] 苏贝,邓放明,刘沙.莲子淀粉品质特性的研究进展[J].农产品加工:创新版,2010(2):52-54,66.
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[13] 岳晓霞,毛迪锐,赵全,等.玉米淀粉与玉米变性淀粉性质比较研究[J].食品科学,2005,26(5):116-118.
2.5 凝沉性质
稀淀粉糊静置一段时间后会逐渐变浑浊分层沉淀,出现上方清液下方沉淀物的现象,即凝沉。清液体积越大其凝沉性越强[10]。图5结果表明,莲籽淀粉糊静置24 h时清液体积为73.5 mL,低于马铃薯淀粉[11],高于玉米淀粉[9,11]和甘薯淀粉[7,12]。
2.6 冻融稳定性
析水率的高低反映了淀粉冻融稳定性的好坏,析水率低则冻融稳定性好[13]。如表2所示,莲籽淀粉凝胶冻融2次,析水率高达32.8%,且变成海绵状,这说明莲籽淀粉的冻融稳定性差,经冻融离心后,会析出大量清水,完全失去了原来的胶体结构。糊化后莲籽淀粉分子在冷却、冷藏期间,分子之间易于取向排列,形成氢键,这样淀粉分子结合的水分容易排挤出来[13],导致持水能力和抗冷冻能力弱,具有较差的冻融稳定性。
3 结论
莲籽淀粉的糊化起始温度为70.9℃,糊化终止温度80.3℃,峰值温度75.2℃,糊化焓值8.835 J/g。莲籽淀粉糊的透光率较低(11.6%),且在贮藏过程中其透光率逐渐降低。随着温度的升高,莲籽淀粉糊黏度呈明显下降趋势。莲籽淀粉的溶解度和膨润力较低,95℃时溶解度为32.67%,膨润力14.44%,属限制型膨胀淀粉。莲籽淀粉糊静置24 h清液体积为73.5 mL,其凝沉性小于马铃薯淀粉,大于玉米淀粉和甘薯淀粉。莲籽淀粉糊冻融稳定性较差,只能冻融2次,析水率高达32.8%,可见不宜制作冷冻食品。
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3 结论
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