陳翠蘭,張本山

(華南理工大學(xué)輕工與食品學(xué)院,廣東廣州 510640)

西米淀粉的物化性質(zhì)研究

陳翠蘭,張本山＊

(華南理工大學(xué)輕工與食品學(xué)院,廣東廣州 510640)

研究了西米淀粉的組成、顆粒形貌及糊化、透明度、老化方面的性質(zhì),并與木薯和馬鈴薯進(jìn)行了比較。結(jié)果表明,西米淀粉的蛋白質(zhì)含量為 0.21%,直鏈淀粉含量為 28%,顆粒為橢圓形,西米淀粉的起糊溫度為 70.3℃,熱糊穩(wěn)定性高,凝沉性比薯類淀粉弱,西米淀粉的透明度為 57.5%,比薯類淀粉易老化。為進(jìn)一步了解西米淀粉的特性及應(yīng)用開發(fā)提供了一定的理論依據(jù)。

西米淀粉,淀粉糊,性質(zhì)

淀粉是一種典型的均聚多糖,它以顆粒形式廣泛存在于植物的果實(shí)、塊根、塊莖、籽粒中,是人類主要的碳水化合物來源。淀粉的用途相當(dāng)廣泛[1],是一種很有價(jià)值的工業(yè)原材料,目前,工業(yè)用淀粉主要來源于谷類農(nóng)作物如玉米、小麥和薯類農(nóng)作物如馬鈴薯、木薯、甘薯,尚達(dá)不到預(yù)計(jì)的需求量,因此有必要開發(fā)一種新型的淀粉資源。西米淀粉是從西谷椰子中分離獲得,在馬來西亞每年約生產(chǎn) 30萬 t西米淀粉,是當(dāng)?shù)鼐用竦闹饕澄飦碓?用其粗粉制湯、糕餅、布丁和醬汁增稠劑[2]。盡管西米淀粉在食品工業(yè)上已經(jīng)應(yīng)用了很長的時(shí)間,特別是在東南亞地區(qū),但是國內(nèi)對它的物理化學(xué)性質(zhì)的研究卻很少有報(bào)道,本文主要研究了西米的物化性質(zhì)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

西米淀粉 馬來西亞,水分含量為 11.81%;木薯淀粉 廣西武鳴縣文育淀粉廠,水分含量為11.30%;馬鈴薯淀粉 長春黃龍食品工業(yè)有限公司產(chǎn)品,水分含量為15.18%;其它藥品 天津富宇精細(xì)化工有限公司,化學(xué)純。

Olympus Vanox BHS-2型多功能光學(xué)顯微鏡、H IT ACH I立式高速離心機(jī) 日本;Viscograph-E型Brabender粘度計(jì) 德國;TU-1810紫外分光光度計(jì)北京。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 化學(xué)成分分析 水分含量:采用恒重法,按GB5009.3-85;灰分:采用高溫灼燒法,按 GB9695.18 -88;蛋白質(zhì)含量:采用半微量凱氏定氮法,按GB/T9695.11;脂肪含量:采用索氏抽提法,按GB9695.7-88;粗纖維:采用AOAC法[3]。

1.2.2 直鏈淀粉和支鏈淀粉的測定

1.2.2.1 直鏈淀粉標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制與標(biāo)定 準(zhǔn)確取0.1000g標(biāo)準(zhǔn)直鏈淀粉,加入 1mol/L NaOH 10mL,在沸水浴上加熱至完全分散,用 1mol/L HCl調(diào)至中性,用蒸餾水定容到 100mL。取此液 2mL,加蒸餾水約50mL,加入 2mL 0.2%I2-KI溶液,蒸餾水定容到100mL,室溫放置 20min,在 620nm處比色,記光密度為 a[4]。

1.2.2.2 西米中直鏈淀粉的測定 準(zhǔn)確稱取淀粉樣品 0.1500g 3份,用無水乙醇潤濕,分別加入 1mol/L NaOH 10mL,沸水浴中加熱搖動至完全分散,蒸餾水定容至 100mL。吸取此溶液 20mL,用正己烷脫脂。吸取脫脂液 5mL,加蒸餾水約 50mL,用 0.1mol/L HCl調(diào)至中性,加入 2mL 0.2%I2-KI溶液,重蒸水定容至100mL,搖勻,室溫放置 20min,在 620nm處比色,記光密度為 b。

表 2 不同淀粉粘度曲線特征值

全部直鏈淀粉 (%)=0.1000/0.1500×b/a×2/5 ×100=b/3a×80

支鏈淀粉(%)=總淀粉含量(%)-全部直鏈淀粉(%)

1.2.3 顆粒形貌 加適量淀粉樣品于 1∶1(v/v)的甘油與水混合液中,調(diào)成淀粉乳,滴于載玻片上,加上蓋玻片,置于OlympusVanoxBHS-2型多功能光學(xué)顯微鏡樣品臺上,觀察淀粉顆粒的形貌[5]。

1.2.4 淀粉糊粘度曲線 用德國 Viscograph-E型Brabender粘度計(jì)測定粘度曲線。準(zhǔn)確稱取一定量的樣品,在 600mL燒杯中加入適量的蒸餾水,使淀粉乳總重量為 460g,將攪勻后的淀粉乳樣品倒入粘度計(jì)的測量杯中,開動儀器,以 3℃/min的速率加熱到95℃,保溫 30min,再以 3℃/min的速率冷卻到 50℃,保溫 30min,自動獲得粘度曲線。

1.2.5 透明度 將 1%(W/V)的淀粉水懸液在 90℃水浴中糊化攪拌 30min,室溫冷卻 30min后,用紫外分光光度計(jì)于 600nm處測淀粉糊的透光率[6]。

1.2.6 老化值 將 2%的淀粉乳于沸水中加熱20min,并調(diào)糊使?jié)舛染S持穩(wěn)定,冷卻至室溫后,稱取50g淀粉糊,在 2℃冰箱內(nèi)放置 24h后取出,以3000r/min的轉(zhuǎn)速離心 15min,分離出來的水量作為老化值[4]。

2 結(jié)果與分析

2.1 化學(xué)成分分析

從表 1可以看出,西米淀粉營養(yǎng)價(jià)值高,蛋白質(zhì)含量遠(yuǎn)大于薯類淀粉,脂肪含量與根莖類的馬鈴薯和木薯淀粉差不多。西米直鏈淀粉含量相對較高,這對西米淀粉的性質(zhì)和功能有很大的決定作用,理論上相對更易結(jié)晶和老化。

表 1 三種淀粉的組成成分(%)

2.2 顆粒形貌

圖 1中,A為西米淀粉顆粒的光學(xué)顯微照片, B為偏光十字形貌照片。在光學(xué)顯微鏡下可觀察到西米淀粉顆粒主要為橢圓形,也有少部分顆粒呈球形,有些顆粒呈現(xiàn)不同程度的破碎,這主要與提取工藝有關(guān),有的顆?？梢姷捷^明顯的輪紋,形式與樹木年輪相似[7]。西米淀粉顆粒的偏光十字非常明顯,大多數(shù)呈“X”形,少數(shù)是“十”字形。

圖 1 西米淀粉的光學(xué)顯微照片和偏光十字照片(400倍)

2.3 淀粉糊粘度曲線

淀粉乳濃度為 6%(W/W),測定三種淀粉糊的粘度變化曲線,如圖 2。圖 2表明,西米淀粉糊粘度曲線的形狀與馬鈴薯淀粉和木薯淀粉大致相同,西米淀粉糊的粘度比馬鈴薯和木薯低。淀粉的粘度曲線特征值見表 2。西米淀粉的糊化溫度為 70.3℃,加熱時(shí)粘度上升慢,峰粘度值與其他淀粉相比較低,穩(wěn)定性較好;由西米淀粉的崩解值可知,其糊的粘度熱穩(wěn)定性高;西米淀粉的回復(fù)值比馬鈴薯和木薯淀粉大,說明西米淀粉的直鏈淀粉含量高、易老化;50℃粘度值和峰值粘度之差絕對值最小,表明西米淀粉的凝沉性較弱;冷卻到 53℃,粘度維持不變,表示西米淀粉糊粘度較穩(wěn)定 (其中崩解值在數(shù)值上等于峰值粘度減去熱漿粘度,熱漿粘度代表的是 95℃保溫30min后的粘度,而最終粘度是分析結(jié)束時(shí)淀粉糊的粘度,回復(fù)值在數(shù)值上等于最終粘度減去熱漿粘度)。

圖 2 西米淀粉、木薯淀粉和馬鈴薯淀粉的粘度曲線

2.4 透明度

透明度是淀粉糊所表現(xiàn)出的重要外在特征之一,它受多種因素的影響,首先淀粉分子的分支特性與淀粉的透明度有關(guān)[8];在糊化作用過程中,添加其它物質(zhì)組分對淀粉糊的透明度產(chǎn)生影響;此外,淀粉糊化后由于老化而產(chǎn)生的膠凝或凝沉作用也會嚴(yán)重影響淀粉糊的透明度。西米淀粉糊的透明度如圖 3所示,馬鈴薯、西米和木薯淀粉的透明度大小依次為:82.2%、57.5%和 51.0%。透明度大的淀粉適宜應(yīng)用在果凍、飲料等食品加工中,這就為西米淀粉的應(yīng)用開發(fā)提供了可行的理論基礎(chǔ)。

圖 3 三種淀粉在 600nm處的透明度

2.5 老化值

老化的本質(zhì)是糊化的淀粉分子又自動有序排列,并由氫鍵結(jié)合成束狀結(jié)構(gòu),使溶解度降低[9]。以一定量的淀粉凝膠收縮脫水后經(jīng)離心分離出來的水的質(zhì)量作為淀粉老化作用的指標(biāo),結(jié)果見圖 4。西米淀粉的老化值為 24.42g,木薯淀粉和馬鈴薯淀粉的老化值分別為 8.10g和 6.07g,可知西米淀粉比木薯淀粉和馬鈴薯淀粉的老化值明顯大得多,因?yàn)槲髅椎矸壑辨湹矸酆扛?加上脂肪含量高,這些對老化都有促進(jìn)作用。通常易發(fā)生老化的淀粉可用于粉絲、粉皮加工,所以西米淀粉易老化的性質(zhì)可望在此方面有所應(yīng)用。

圖 4 三種淀粉的老化值

3 結(jié)論

3.1 西米淀粉的水分含量為 11.81%,粗蛋白質(zhì)為0.21%,粗脂肪為 0.12%,纖維素為 0.30%,灰分為0.15%,直鏈淀粉為 28%,直鏈淀粉含量比馬鈴薯和木薯的高,理論上更易結(jié)晶和老化。

3.2 西米淀粉顆粒呈橢圓形,偏光十字明顯,但不是特別有規(guī)則,顯現(xiàn)“X”形或“十”字形。

3.3 用 Brabender粘度計(jì)測得西米淀粉糊化起始溫度為 70.3℃,難糊化,但熱糊穩(wěn)定性好;西米淀粉糊的凝膠性弱,淀粉糊的穩(wěn)定性好。

3.4 西米淀粉的透明度較好,為 57.5%,比馬鈴薯的大比木薯的小;西米淀粉的老化值為 24.42g,大于馬鈴薯和木薯淀粉的老化值,而在充足水分下西米淀粉較易老化而出現(xiàn)凝沉現(xiàn)象。

[1]胡國華 .功能性食品膠[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004.

[2]Fasihuddin B Ahmad,Peter A W illiams,Jean-Louis Doublier,et al.Physico-chemical characterisation of sago starch [J].Carbohydrate polymers,1998,38:361-362.

[3]AOAC Official Methods of Analysis.8th ed.Association of OfficialAnalytical Chemists,Washington DC.

[4]李向紅,鄧放明,劉展 .菱角淀粉的理化性質(zhì)研究[J].糧油食品科技,2006,14(1):43-44.

[5]汪丹媚,高群玉,黃立新 .蠶豆淀粉的性質(zhì)研究[J].食品科技,2004(9).

[6]鄧宇 .淀粉化學(xué)品及其應(yīng)用[M].北京∶化學(xué)工業(yè)出版社, 2000:111-118.

[7]張本山,劉培玲 .幾種淀粉顆粒的結(jié)構(gòu)與形貌特征[J].華南理工大學(xué)學(xué)報(bào),2005,33(6):71-72.

[8]徐明生,吳磊燕,吳少福 .葛根淀粉物理特性研究[J].江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2002,24(4):485.

[9]劉亞偉,李魁,陳志成 .淀粉生產(chǎn)及其深加工技術(shù)[M].北京∶中國輕工業(yè)出版社,2001.

Study on physico-chem ical characteristics of sago starch

CHEN Cui-lan,ZHANG Ben-shan＊
(College ofLight Industry and Food Science,South China University of Technology,Guangzhou 510640,China)

The p hys ico-chem ica l cha rac te ris tics of sago s ta rch samp le we re de te rm ined and comp a red to cassava s ta rch and p ota to s ta rch,cove ring chem ica l comp os itions,g ranule m orp hology,p as te viscos ity,c la rity and re trog rada tion.Results showed tha t the p rote in content of the sago s ta rch was0.21%and the am ylose contentwas 28%,w ith g ranule shap e of e llip se.Sago s ta rch had high p as ting temp e ra ture70.3℃and good hot p as te s tab ility. The se tback cap ac ity was weake r than p ota to and cassava.The transp a rency was57.5%.The s ta rch p as te was easy to sed im enta te.The results we re useful for utiliza tion of sago s ta rch.

sago s ta rch;s ta rch p as te;cha rac te ris tics

TS235.4

A

1002-0306(2010)01-0078-03

2009-03-09 ＊通訊聯(lián)系人

陳翠蘭(1984-),女,在讀碩士研究生,研究方向:功能碳水化合物化學(xué)。

國家科技支撐計(jì)劃(2006BAD27B04);廣東省科技計(jì)劃項(xiàng)目(2007B080401010)。