田曉紅，譚 斌*，譚洪卓，劉 明

(國家糧食局科學(xué)研究院，北京 100037)

20種高粱淀粉特性

田曉紅，譚 斌*，譚洪卓，劉 明

(國家糧食局科學(xué)研究院，北京 100037)

對我國高粱主產(chǎn)區(qū)的20種高粱淀粉的微觀結(jié)構(gòu)、物理特性、糊化回生特性及熱特性進(jìn)行比較研究。結(jié)果表明：高粱淀粉顆粒多數(shù)為不規(guī)則形狀，表面內(nèi)凹，顆粒較大，其中部分顆粒表面有類蜂窩狀結(jié)構(gòu)，少數(shù)為球形，表面光滑，顆粒小，淀粉顆粒粒徑在5～20μm之間；不同品種高粱淀粉的直鏈淀粉含量、物理特性、糊化回生特性及熱特性差異較大。因此，不同的加工目的應(yīng)該選擇不同的高粱品種。

高粱淀粉；微觀結(jié)構(gòu)；物理特性；糊化回生特性；熱特性

Abstract：Microstructure, physical, gelatinized and retrograded and thermal properties of sorghum starches from twenty varieties in China were investigated in this work. Most of the sorghum starches from twenty varieties selected in this study displayed irregular shape, concave surface and relatively bigger and uniform size of granules and some of them displayed honeycomb-like structure on the surface of granules; in contrast, the minority displayed spherical shape, smooth surface and relatively smaller size. Starch granular sizes from these varieties of sorghum ranged from 5 to 20μm. Physical, gelatinized and retrograded properties of sorghum starch exhibited remarkable differences among different varieties. Therefore, the choice of sorghum varieties should be different due to different processing purposes.

Key words ：sorghum starch；microstructure；physical property；gelatinization；retrogradation；thermal property中圖分類號：TS201.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1002-6630(2010)15-0013-08

淀粉是高粱籽粒中最重要的組成成分，其含量為65.3%～81%，平均值為79.5%。具有完整規(guī)則胚乳的高粱籽粒所含淀粉70%～80%為支鏈淀粉，20%～30%為直鏈淀粉。糯高粱品種的直鏈淀粉含量非常低，其支鏈淀粉的含量接近100%[1]。高粱淀粉的組成與玉米淀粉非常相似。普通高粱的淀粉是典型的B型中等膨脹淀粉[2]。分離后的高粱淀粉缺少玉米淀粉的亮度，因為其在田間或在加工過程中被果皮和胚乳中的酚類染料染色[3-4]，因此，多酚含量和高粱籽粒結(jié)構(gòu)影響高粱淀粉的性質(zhì)[5]。高粱的直鏈淀粉含量受基因型和環(huán)境的影響。直鏈淀粉含量的不同，直接影響淀粉的物理性質(zhì)和糊化回生性質(zhì)。我國高粱品種豐富，高粱淀粉理化性質(zhì)差異很大，加工品質(zhì)差異也很大[6]。淀粉的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)是影響高粱食品品質(zhì)及進(jìn)一步加工利用的重要因素。本實驗從我國高粱主產(chǎn)區(qū)黑龍江、吉林、遼寧、安徽、天津、內(nèi)蒙古、湖南、湖北、貴州、山西等地精選主要栽培的優(yōu)質(zhì)高梁品種20份，對其淀粉特性進(jìn)行較為深入的研究和分析，以期促進(jìn)我國高粱資源的深度開發(fā)利用。

1 材料與方法

1.1 材料

表1 20種高粱淀粉Table 1 Twenty varieties of sorghum selected in this study

本研究所采用的材料為2007年4月至11月從我國高粱主產(chǎn)區(qū)黑龍江、吉林、遼寧、安徽、天津、內(nèi)蒙古、湖南、湖北、貴州、山西等地采集的優(yōu)質(zhì)高梁品種20份，其中3份為糯性高粱，2份為白高粱，具體情況如表1所示。

1.2 儀器與設(shè)備

S-300N型電鏡 日本Hitachi公司；200FC型差式掃描量熱儀(DSC) 德國Netzsch公司；電子分析天平瑞士梅特勒托利多公司；Super-3型快速黏度測定儀(RVA) 澳大利亞Newport科學(xué)分析儀器有限公司；DGG-9000型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海森信實驗儀器有限公司；中草藥樣品磨 天津泰斯特公司；1.2L高速組織搗碎機(jī) 美國Cole-Parmer公司；Helios Gamma分光光度計 英國Thermo Scientific公司；TDL-5-A型低速離心機(jī) 上海安亭科學(xué)儀器廠；BD-100LT型可調(diào)溫冰箱 青島海爾特種電冰柜有限公司；SHZ-22型恒溫水浴振蕩器江蘇太倉醫(yī)療器械廠；TA.XT2i Plus質(zhì)構(gòu)儀 英國Stable Micro System公司。

1.3 方法

1.3.1 高粱淀粉的提取

參照Xie[7]介紹的濕磨分離高粱淀粉的方法，稍作改動。挑取干凈、無外殼的高粱籽粒100g，清洗兩次后，加200mL蒸餾水(含0.2g/100mL的亞硫酸鈉)，用保鮮膜密封，放置在55℃的恒溫水浴中60min。倒出部分水，然后用粉碎器在10500r/min(低速)下粉碎6min。用20目篩過濾，將篩上物重新粉碎，直至所有樣品都通過篩子。靜置30min，倒出多余的水分。用粉碎器在高速下粉碎3min，用200目篩過濾，將篩上物重新粉碎，直至所有都通過篩子。靜置60min以上，倒出非淀粉成分，將淀粉混合物進(jìn)行離心，離心后得到的淀粉攤在培養(yǎng)皿上，在40℃烘箱中干燥過夜。粉碎后裝袋備測。

1.3.2 淀粉顆粒的掃描電子顯微鏡觀察

將雙面膠固定在樣品臺上，取少量淀粉均勻地灑在雙面膠上，然后噴20nm金粉后，通過S-300N型掃描電鏡選取有代表性的淀粉顆粒形貌觀察并照相(15kV)。

1.3.3 高粱淀粉直鏈淀粉含量

按照GB/T 15683—2008《大米直鏈淀粉含量的測定》[8]進(jìn)行。

1.3.4 高粱淀粉的持水力

參照潘元風(fēng)等[9]的方法并稍作改進(jìn)。分別準(zhǔn)確稱取0.5g高粱淀粉(干基)，放入15mL試管中，加入7.5mL蒸餾水，攪拌1h，在3000r/min離心10min，倒出上清液，稱量濕淀粉的質(zhì)量，計算高粱淀粉的持水力。

式中：m0為濕淀粉質(zhì)量；m為干淀粉質(zhì)量。

1.3.5 高粱淀粉溶解度和膨潤力測定

參照Chen[10]、劉剛等[11]的方法并稍作改進(jìn)。分別準(zhǔn)確稱取淀粉樣品0.15g(按干基計，m1)加入10mL已知質(zhì)量的試管中，加5mL蒸餾水，在25℃條件下平衡5min，接著分別放在30、50、70、90℃水浴中，攪拌30min，取出后25℃條件下平衡至室溫，3000r/min離心20min；分別傾出上清液于恒質(zhì)量的鋁盒中，將鋁盒在105℃條件下烘干至恒質(zhì)量；分別稱得沉淀物質(zhì)量(m3)和上清液烘干至恒質(zhì)量(m2)，分別對應(yīng)于30、50、70、90℃時的溶解度(S)和膨潤力(B)值；

1.3.6 高粱淀粉糊透光率的測定

參照Singh等[12]的方法進(jìn)行。配成質(zhì)量濃度為1g/100mL的淀粉乳，放入沸水中加熱糊化(沸水浴攪拌30min)，冷卻至室溫，以蒸餾水作參比，在650nm波長處測定其透光率。

1.3.7 高粱淀粉糊的凍融穩(wěn)定性測定

參照Chen等[10]的方法。

1.3.8 高粱淀粉糊的冷藏穩(wěn)定性測定

參照Chen等[10]的方法。

1.3.9 淀粉糊的質(zhì)構(gòu)特性

調(diào)配8g/100mL質(zhì)量濃度的淀粉乳，在沸水浴中糊化20min，冷卻至室溫，蓋上保鮮膜，在4℃放置24h，形成的凝膠在質(zhì)構(gòu)儀上進(jìn)行凝膠強(qiáng)度的測定，測定程序如下：探頭：P/0.5型；感應(yīng)力：5g；測試形變：80%；測試前速度：2.0mm/s；測試速度：1.7mm/s；測試后速度：2.0mm/s。從力和時間曲線圖上，凝膠強(qiáng)度值通過儀器自帶軟件自動計算得出。

1.3.10 高粱淀粉糊的糊化回生特性

采用AACC 76—21[13]和Yuan等[14]的方法。通過快速黏度儀測定升降溫過程中高梁淀粉的黏度變化來考察其糊化和短期回生特性。淀粉主要糊化參數(shù)為峰值黏度、最低黏度、衰減值、最終黏度、回生值、起始糊化溫度。

1.3.11 高粱淀粉的熱特性

采用張海燕[15]介紹的差示掃描量熱(differential scanning calorimetry，DSC)測定的方法并根據(jù)實際情況稍作調(diào)整，用十萬分之一天平準(zhǔn)確稱量8.00mg高粱淀粉放置在鋁制坩堝中，加20μL去離子水，加蓋后，用配套的底座密封。室溫平衡2h，然后放置在4℃冰箱中20h，取出后在室溫平衡1h后進(jìn)行測量，以10℃/min的加熱速率使鋁制坩堝溫度從25℃升高至100℃。以密封空白鋁制坩堝作為對照?？傻玫降矸鄣臒崽匦郧€。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用SAS對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差的計算和多重比較，除非特別的說明，所有數(shù)據(jù)都是3次測試的平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 高粱淀粉微觀結(jié)構(gòu)

本研究對20種高粱淀粉的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察，結(jié)果見圖1。

圖1 高粱淀粉微觀結(jié)構(gòu)圖(×1000)Fig. 1 Microstructure of sorghum starch from different varieties examined by scanning electron microscope (×1000)

由圖1可知，高粱淀粉顆粒多數(shù)為不規(guī)則體，顆粒較大，表面內(nèi)凹，似淀粉顆粒擠壓形成；少部分顆粒表面有類蜂窩狀結(jié)構(gòu)；少數(shù)為球體，顆粒小，表面光滑。其中吉林白城鐵單19高粱淀粉顆粒、吉林白城四雜25高粱淀粉顆粒、山西晉中405高粱淀粉顆粒表面開裂，有膜結(jié)構(gòu)，似淀粉和蛋白結(jié)合緊密，沒有完全分開。貴州懷仁高粱淀粉顆粒表面膜結(jié)構(gòu)明顯，且顆粒表面皺縮，這與該品種為糯高粱有關(guān)系，但湖南高粱和湖北陽新兩糯高粱也為糯高粱，表面卻沒有皺縮的膜結(jié)構(gòu)，這說明雖然淀粉顆粒狀態(tài)決定淀粉性質(zhì)，但淀粉顆粒的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也影響著淀粉的性質(zhì)。高粱淀粉顆粒粒徑在5～20μm之間，與小麥淀粉(小麥A型淀粉粒徑為20～30μm，B型淀粉粒徑為2～10μm)[16]、扁豆淀粉(8～22μm)[17]粒徑相當(dāng)，略大于稻米淀粉(3～8μm)，小于馬鈴薯淀粉顆粒粒徑(5～100μm)[17]，從高粱淀粉微觀結(jié)構(gòu)圖中可以看出，高粱籽粒中，淀粉顆粒和蛋白結(jié)構(gòu)結(jié)合緊密，不易從高粱粉中將淀粉分離出來。

2.2 高粱淀粉直鏈淀粉含量

直鏈淀粉含量與支鏈淀粉含量之比是影響淀粉性質(zhì)的最主要因素。本研究對20種高粱淀粉中直鏈淀粉含量進(jìn)行測定，結(jié)果見圖2。

圖2 20種高粱淀粉的直鏈淀粉含量Fig.2 Amylose contents of sorghum starches form twenty varieties

由圖2可知，懷仁高粱、湖南高粱和湖北陽新兩糯高粱淀粉中，沒有檢測出直鏈淀粉，說明其淀粉中支鏈淀粉含量近似于100%，為糯高粱。其余高粱淀粉的直鏈淀粉含量在9.16%～20.33%之間，樣品間差距很大，直鏈淀粉含量最低的為亳州高粱，其次為天津高粱，分別為9.16%，10.88%。最高的為赤雜16，為20.33%。

2.3 高粱淀粉的持水力

持水能力反映淀粉與水的結(jié)合程度。淀粉與水混合后，水分子進(jìn)入淀粉結(jié)晶區(qū)與暴露出的羥基形成氫鍵，淀粉的結(jié)構(gòu)及組成成分對水結(jié)合能力有較大影響[18]。20種高粱淀粉的持水力見圖3。

圖3 20種高粱淀粉的持水力Fig.3 Water-holding capacity of sorghum starch from twenty varieties

由圖3可知，20種高粱淀粉的持水力在87.11%(天津高粱)～118.81%(湖北兩糯高粱)之間，平均為96.09%，變幅為31.70%。持水力超過100%以上的有湖南高粱、湖北兩糯高粱淀粉，持水力低于90%的有天津高粱和遼寧黑山遼雜13高粱淀粉。天然淀粉顆粒中直鏈淀粉和支鏈淀粉分子失去交聯(lián)將導(dǎo)致高持水力[19]。湖南高粱和湖北兩糯高粱為糯高粱，所以持水力比較高。

2.4 高粱淀粉溶解度和膨潤力

淀粉的溶解特性和膨脹特性反應(yīng)的是淀粉與水之間相互作用的大小。通常用來區(qū)別不同種類的淀粉或者檢驗淀粉改性的影響[20]。溶解度是指在一定溫度下淀粉樣品分子的溶解百分?jǐn)?shù)，膨潤力是指每克干淀粉在一定溫度下吸水的質(zhì)量數(shù)[21]。20種高粱淀粉的溶解度和膨潤力見表2。

表2 20種高粱淀粉在不同溫度下的膨潤力和溶解度Table 2 Swelling power and solubility of sorghum starch from twenty varieties at different temperatures

由表2可知，20種高粱淀粉的溶解度和膨潤力在不同的溫度下有不同的表現(xiàn)，但總體規(guī)律是：隨著溫度的上升，高粱淀粉糊的膨脹度也在上升，在30℃和50℃時都較低(溶解度平均在0.32%和0.54%，膨潤力平均在2.20g/g和2.07g/g)，50℃以后隨著溫度的增加，溶解度和膨潤力劇增，70℃時20種高粱淀粉的平均溶解度和膨潤力分別為1.78%、8.35g/g，到90℃時，溶解度平均達(dá)到3.16%，膨潤力平均達(dá)到11.30g/g，這是高粱淀粉顆粒糊化膨脹的結(jié)果。高粱淀粉存在一個初始膨脹階段和迅速膨脹階段，為典型的二段膨脹過程，屬限制型膨脹淀粉。淀粉膨潤力與溶解度不同與淀粉顆粒的形態(tài)學(xué)結(jié)構(gòu)有關(guān)，高粱淀粉的膨潤力與溶解度因品種、產(chǎn)地不同而有較大差異。湖北兩糯高粱、湖南高粱是糯高粱，在70℃和90℃時的溶解度遠(yuǎn)低于其他品種高粱淀粉的溶解度，甚至70℃的溶解度略低于50℃的溶解度。這兩個品種的高粱淀粉在70℃時的膨潤力也遠(yuǎn)低于其他品種高粱淀粉的膨潤力，但在90℃時的膨潤力與其他高粱品種相差不多，貴州懷仁高粱淀粉在90℃的膨潤力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他高粱淀粉的膨潤力。

2.5 高粱淀粉透光率

對于添加淀粉質(zhì)的食品來說，淀粉糊的透光率反映了淀粉與水的互溶能力以及膨脹溶解能力，會影響到食品的感官，從而影響人們對這些食品的接受程度[22]。透明度的大小反映了淀粉顆粒在水中溶脹、分散程度，分散程度越大越均勻，光線透過量就越大，透明度就越大[23]。20種高粱淀粉的透光率見圖4。

圖4 20種高粱淀粉糊的透光率Fig. 4 Light transmittance of starch pastes from twenty varieties of sorghum

由圖4可知，透光率最大的為吉林松原吉雜90，為89.50%，其次為內(nèi)蒙古赤峰赤雜16和吉林白城吉雜97，分別為88.10%、87.80%；最小的為湖北兩糯高粱，為47.80%，次小的為黑龍江大慶白雜八和湖南高粱，分別為53.30%、54.90%。透光率平均值為73.08%，變幅為41.70%。不同樣品間的透光率差距很大。除了黑龍江大慶白雜八和遼寧葫蘆島遼雜19外，貴州懷仁高粱、湖南高粱、湖北陽新兩糯高粱3個糯高粱品種的透光率最低。糯高粱淀粉中，支鏈淀粉含量接近100%，溶解度低，分散程度低，所以透光率低，這個結(jié)果與溶解度的結(jié)果一致。高粱因不同的淀粉用途，對糊的透明度要求不高，但良好的透明度以及存放過程中的穩(wěn)定性也是高粱淀粉的重要物化指標(biāo)之一。

2.6 高粱淀粉糊的凍融穩(wěn)定性

縮水率的高低反映了淀粉凍融穩(wěn)定性的好壞，縮水率低則凍融穩(wěn)定性好。淀粉糊的凝沉現(xiàn)象也稱為老化現(xiàn)象，是由于在溫度逐漸降低的情況下，溶液中的淀粉分子運(yùn)動減弱，分子鍵趨向于平行排列。直鏈淀粉分子相互間生成氫鍵，這樣就把淀粉分子結(jié)合的水分排擠出來，導(dǎo)致持水能力和抗冷凍能力差[21-24]。20個品種高粱淀粉的凍融穩(wěn)定性見表3。

表3 20種高粱淀粉凝膠反復(fù)凍融而縮水的變化趨勢Table 3 Change trend of starch pastes from twenty varieties of sorghum undergone several repeated freeze-thaw cycles

由表3可知，隨著凍融天數(shù)的增加，高粱淀粉糊的縮水率以近直線的趨勢增加。在第1個凍融循環(huán)中，縮水率在1.58%～7.03%之間，在第2個凍融循環(huán)中，縮水率在2.93%～12.70%之間，在第3個凍融循環(huán)中，縮水率在4.92%～16.45%之間，在第4個凍融循環(huán)中，縮水率在5.90%～21.89%之間，在第5個凍融循環(huán)中，縮水率在6.90%～30.18%之間，5個凍融循環(huán)的平均縮水率分別為4.44%、7.99%、11.02%、14.76%、16.96%。在各個凍融循環(huán)中，縮水率最小的均為遼寧葫蘆島遼雜19高粱淀粉，次小的為吉林白城鐵單19高粱淀粉?？s水率比較高的為內(nèi)蒙古赤峰敖雜1號。

2.7 高粱淀粉糊的冷藏穩(wěn)定性

表4 20種高粱淀粉凝膠隨冷藏時間延長而縮水的變化趨勢Table 4 Change trend of starch gels from twenty varieties of sorghum with extended storage time

由表4可知，隨著冷藏次數(shù)的增加，縮水率以直線的趨勢增加，所有高粱淀粉的冷藏穩(wěn)定性相差不多，變化趨勢基本一致。在第1個冷藏循環(huán)中，縮水率在2.34%～3.65%之間，第2個冷藏循環(huán)中，縮水率在4.49%～6.48%之間，第3個冷藏循環(huán)中，縮水率在6.21%～9.40%之間，第4個冷藏循環(huán)中，縮水率在8.47%～12.10%之間，第5個冷藏循環(huán)中，縮水率在9.50%～15.43%之間。5次循環(huán)的平均縮水率分別為：2.81%、5.38%、7.77%、10.23%、11.71%。5次循環(huán)的極差分別為1.30%、1.99%、3.20%、3.63%、5.93%。5次循環(huán)的平均縮水率的回歸方程為：y=2.2663x+0.7851，R2=0.9922。

2.8 高粱淀粉糊的凝膠強(qiáng)度

圖5 20種高粱淀粉的凝膠強(qiáng)度Fig.5 Strength of starch gels from twenty varieties of sorghum

淀粉凝膠是一種非均勻相的混合體系，其質(zhì)構(gòu)特性與淀粉組成及分子結(jié)構(gòu)有關(guān)，如直/支鏈淀粉的含量、比例，直鏈淀粉的平均聚合度、分子質(zhì)量大小及支鏈淀粉的分支化度、平均鏈長等[25]。淀粉凝膠的硬度，主要反映了淀粉糊中直鏈淀粉和支鏈淀粉側(cè)鏈重新凝聚老化的程度。20種高粱淀粉的凝膠強(qiáng)度見圖5，凝膠強(qiáng)度在0.028～0.162kg之間，平均強(qiáng)度為0.097kg。強(qiáng)度最小的為湖南高粱、湖北陽新兩糯高粱、貴州仁懷高粱，分別為0.028、0.034、0.056kg。這3個品種是糯高粱，冷藏結(jié)束時，淀粉糊仍然保持流動狀態(tài)，不易回生，適合于加工成方便高粱米飯類食品。強(qiáng)度最大的為吉林白城四雜25號高粱、山西晉中405號高粱，分別為0.162、0.153kg。

2.9 高粱淀粉糊的糊化回生特性

淀粉的糊化是顆粒狀淀粉在水中因受熱吸水膨脹，分子間和分子內(nèi)氫鍵斷裂，淀粉分子擴(kuò)散的過程。在此過程中有序的晶體向無序的非晶體轉(zhuǎn)化；回生是淀粉分子從無序到有序的過程，是由淀粉分子的有序化重排結(jié)晶引起的[26]。淀粉的糊化性質(zhì)受基因型和環(huán)境影響[27]。直鏈淀粉含量在很大程度上影響著淀粉的糊化性質(zhì)，直鏈淀粉含量越高，其淀粉的RVA峰值黏度和破損值相對較小，糊化溫度相對較高，但回生值并不呈增加趨勢[28]。20種高粱淀粉的RVA曲線各不相同，RVA測試的相關(guān)參數(shù)見表5。

峰值黏度是由于充分吸水膨脹后淀粉粒相互摩擦而使糊液黏度增大，反映淀粉膨脹能力[28]。由表5可知，20種高粱淀粉的峰值黏度在35.08Pa·s到53.26Pa·s之間，平均峰值黏度為45.70Pa·s，極差為18.18Pa·s，不同品種差別很大。峰值黏度最大的為遼寧黑山葫雜1號，其次為吉林松原吉雜90、吉林白城鐵單19、吉林白城吉雜97，分別為53.26、50.92、50.80、49.98Pa·s。峰值黏度最小的為天津高粱，為35.08Pa·s。

最低黏度是由于淀粉粒膨脹至極限后破裂而不再相互摩擦，糊液黏度急劇下降，能反映淀粉在高溫下耐剪切能力，是影響食品加工操作難易重要因素[28]。不同品種高粱淀粉最低黏度在12.01Pa·s到35.00Pa·s之間，平均最低黏度為25.97Pa·s，極差為23.99Pa·s，最低的是天津高粱，最高的為遼寧黑山葫雜1號。

衰減度顯示淀粉的熱糊穩(wěn)定性，不同品種高粱淀粉的衰減值在16.31Pa·s到23.94Pa·s之間，平均值為19.08Pa·s。最低的為貴州懷仁高粱，次低的為吉林白城吉雜97、湖北陽新兩糯高粱，表明這兩個品種溶脹后的淀粉顆粒強(qiáng)度大，不易破裂，其熱糊穩(wěn)定性好，比較適合于用作增稠劑和穩(wěn)定劑。最高的為遼寧黑山遼雜13高粱，表明其熱穩(wěn)定性差。

表5 20種高粱淀粉的RVA結(jié)果Table 5 RVA results of starch from twenty varieties of sorghum

最終黏度是由于溫度降低后直鏈淀粉和支鏈淀粉所包圍水分子運(yùn)動減弱，糊液黏度再度升高，反映淀粉回生特性[28]。不同品種高粱的最終黏度在22.43Pa·s到46.43Pa·s之間，平均值為37.00Pa·s，差值為24Pa·s，最小的為湖北陽新兩糯高粱，其次為湖南高粱，最大的為遼寧黑山遼雜13。

回生值顯示淀粉冷糊的穩(wěn)定性和老化趨勢[29]，除湖南高粱淀粉和湖北陽新兩糯高粱淀粉以外，其余18種高粱淀粉的回生值在5.26Pa·s到22.49Pa·s之間。湖南高粱和湖北陽新兩糯高粱是糯高粱，其回生值分別為5.40、5.26Pa·s，貴州懷仁高粱也是糯高粱，其淀粉的回生值是15.76Pa·s，相比較非糯高粱淀粉而言，回生值也偏低，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出其他兩種糯高粱淀粉的回生值。

淀粉糊化溫度是指淀粉粒在加熱過程中發(fā)生不可逆潤脹，喪失其雙折射和結(jié)晶性的臨界溫度[28]高粱淀粉在62.63～64.40℃時開始糊化，糊化溫度平均值為63.32℃，極差1.77℃。不同品種的高粱淀粉的糊化溫度比較接近，均低于小麥、玉米糊化溫度。

2.10 20種高粱淀粉的熱特性

熱焓變化表示的是糊化過程中，熱變化曲線與基線之間所形成的面積，是反映淀粉結(jié)晶狀況的一個重要指標(biāo)，反映淀粉糊化的難易。如表6所示，20種高粱淀粉漿的熱焓變化在7.4～11.6J/g之間，最小的是遼寧朝陽遼雜12高粱淀粉，說明該品種淀粉糊化所需熱量小，易于糊化；最大的是湖南高粱淀粉，其次是湖北陽新兩糯高粱淀粉。在20種高粱淀粉中，糯高粱淀粉的糊化面積都比較大，說明其糊化時需要的熱量大。

表6 20種高粱淀粉的DSC結(jié)果Table 6 DSC results of starch from twenty varieties of sorghu

起始溫度表示的是淀粉漿開始糊化時的溫度，20種高粱淀粉漿的起始糊化溫度在65.3～75.1℃之間變化，峰值溫度表示的是淀粉乳達(dá)到糊化峰值時所在的溫度，20種高粱淀粉乳的糊化峰值溫度在70.9～78.9℃之間，終止溫度表示的是淀粉漿糊化結(jié)束的溫度，高粱淀粉乳的終止溫度在76.1～84.5℃之間變化，湖南高粱、湖北陽新兩糯高粱、貴州懷仁高粱的糊化溫度比較高，這說明糯高粱淀粉漿的糊化溫度高于普通高粱，需要加熱到比較高的溫度才能開始糊化。

3 結(jié) 論

3.1 20種高粱的淀粉顆粒大部分為多面體，表面內(nèi)凹，似淀粉顆粒擠壓形成，個別顆粒表面有類蜂窩狀結(jié)構(gòu)；少數(shù)為球體，表面光滑，顆粒小。淀粉顆粒粒徑在5～20μm之間。

3.2 20種高粱淀粉直鏈淀粉含量相差比較大，直鏈淀粉含量最低的為亳州高粱和天津高粱，分別為9.16%和10.88%；最高的為赤雜16高粱，為20.33%。持水力相差不大。溶解度和膨潤力在30～50℃時都較低，50℃以后隨著溫度的增加，溶解度和膨潤力劇增。不同樣品間的透光率差距很大，糯高粱品種的透光率比較低。

3.3 20種高粱淀粉的凍融穩(wěn)定性和冷藏穩(wěn)定性，隨著循環(huán)的進(jìn)行，縮水率呈近直線趨勢增加。糯高粱的凝膠強(qiáng)度最小，不易回生。遼寧黑山葫雜1號高粱淀粉具有最大的最高黏度和最低黏度，而天津高粱淀粉具有最小的最高黏度和最低黏度。湖北陽新兩糯高粱和湖南高粱淀粉的最終黏度和回生值都是最低的。不同品種的高粱淀粉的糊化溫度比較接近。

3.4 20種高粱的熱特性研究表明：糊化面積在7.4～11.6J/g之間，糊化峰值溫度在70.9～78.9℃，糊化溫度在65.3～75.1℃，終止溫度在76.1～84.5℃，糯高粱淀粉的糊化溫度高于普通高粱淀粉，需要加熱到比較高的溫度才能開始糊化。

3.5 20種高粱淀粉特性有很大差別，尤其是糯高粱淀粉，在進(jìn)行高粱深加工中，易于根據(jù)不同的加工目的選用不同的高粱品種。

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Properties of Sorghum Starches from Twenty Varieties in China

TIAN Xiao-hong，TAN Bin*，TAN Hong-zhuo，LIU Ming
(Academy of State Administration of Grain, Beijing 100037, China)

2009-10-28

“十一五”國家科技支撐計劃重點項目(2006BAD02B01)

田曉紅(1979—)，女，助理研究員，本科，研究方向為糧食品質(zhì)。E-mail：txh@chinagrain.org

*通信作者：譚斌(1972—)，男，副研究員，博士，研究方向為糧食深度開發(fā)利用。E-mail：tb@chinagrain.org