孫健

(長江大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，湖北 荊州 434025；湖北達(dá)雅生物科技股份有限公司，湖北 荊州 434000)

徐焱春，杜昆，徐振明

(湖北達(dá)雅生物科技股份有限公司，湖北 荊州 434000)

田志宏

(長江大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，湖北 荊州 434025)

不同取代度羥丙基淀粉的理化性質(zhì)研究

孫健

(長江大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，湖北 荊州 434025；湖北達(dá)雅生物科技股份有限公司，湖北 荊州 434000)

徐焱春，杜昆，徐振明

(湖北達(dá)雅生物科技股份有限公司，湖北 荊州 434000)

田志宏

(長江大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，湖北 荊州 434025)

[摘要]對不同取代度羥丙基淀粉的理化性質(zhì)進(jìn)行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，不同取代度羥丙基淀粉的黏度、透明度、凍融穩(wěn)定性、凝沉穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、耐酸性以及抗剪切性都有明顯差異。除0.5取代度外，其余取代度的羥丙基淀粉的透明度較高，凍融性、凝沉性和耐熱性比較穩(wěn)定，耐酸性和抗剪切性較好，可以在飲料、冰激凌、酸奶、果醬、速凍食品中應(yīng)用。

[關(guān)鍵詞]取代度；羥丙基淀粉；理化性質(zhì)；應(yīng)用

羥丙基淀粉是食品工業(yè)中應(yīng)用最為廣泛的變性淀粉之一。淀粉分子上引入一定量的羥丙基能夠增強(qiáng)淀粉糊的親水保水性能，提高淀粉糊的透明度和凍融穩(wěn)定性[1～3]。因此，在魔芋仿生制品、肉制品及冷凍食品行業(yè)等大量應(yīng)用[4]。此外，羥丙基淀粉能夠部分代替昂貴的天然膠(瓊脂、明膠、果膠等)，具有較大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值[5]，并且在速凍米面制品中有廣泛的應(yīng)用前景[6,7]。

目前，國內(nèi)外對羥丙基變性淀粉特性的研究已有較多報(bào)道，如羥丙基淀粉的制備工藝優(yōu)化[8～10]、不同原淀粉及其羥丙基淀粉性質(zhì)研究[11]、與其他不同變性淀粉的性質(zhì)比較[12]。然而，在系統(tǒng)研究不同取代度的羥丙基淀粉性質(zhì)方面卻鮮有報(bào)道，而不同的取代度會直接影響到淀粉粘度、透明度、流變性質(zhì)等物理化學(xué)性質(zhì)，甚至還能影響到淀粉的應(yīng)用。因此，本研究對不同取代度的羥丙基淀粉的性質(zhì)進(jìn)行比較，并對其在食品工業(yè)上的應(yīng)用進(jìn)行了探討。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

羥丙基淀粉系湖北達(dá)雅生物科技股份有限公司生產(chǎn)，產(chǎn)品型號為DY-A(0.3)、DY-B(0.4)、DY-C(0.5)、DY-H(0.58)、DY-F(1.18D)和MDY-H(1.18M)。

1.2儀器設(shè)備

高精密電子天平：福州科迪電子技術(shù)有限公司生產(chǎn);XMTD-4000電熱恒溫水浴鍋：北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司生產(chǎn);凝膠強(qiáng)度測定儀：中國科學(xué)院海洋研究所生產(chǎn);MXD-E1100實(shí)驗(yàn)室分散攪拌砂磨多用機(jī)：上海沐軒實(shí)業(yè)有限公司生產(chǎn);80-1型離心機(jī)：江蘇金壇市大地自動儀器廠生產(chǎn);NDJ-5S旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)：上海昌吉地質(zhì)儀器有限公司生產(chǎn);DZF型真空干燥箱：北京市永光明醫(yī)療儀器廠生產(chǎn);TU-1901雙光束紫外可見分光光度計(jì)：北京普析通用儀器有限公司生產(chǎn)。

1.3試驗(yàn)方法1.3.1羥丙基淀粉的透光率測定

稱取干燥后的不同型號羥丙基淀粉試樣于100mL燒杯中，加入蒸餾水，配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%(w/v)的淀粉乳液，在沸水浴中加熱30min，充分糊化，冷卻至室溫，并調(diào)整體積為原來的體積，轉(zhuǎn)移到1cm比色皿中，用雙光束紫外可見分光光度計(jì)，以蒸餾水為空白對照(透光率為100%)，在620nm處分別測定其透光率。將淀粉糊分別冷藏保存24、48h和72h后，再測定其透光率，觀測冷藏保存對其透光率的影響。

1.3.2羥丙基淀粉的凍融穩(wěn)定性測定

分別稱取不同型號羥丙基淀粉絕干樣品于100mL燒杯中，加蒸餾水，配成6%(w/v)的淀粉乳，在沸水中加熱糊化后，再冷卻至室溫，取10mL加入到具塞的塑料離心管中，稱重記為m1，置于-18℃冰箱中冷凍，24h后取出室溫下自然解凍，靜置，觀察糊液穩(wěn)定性，看是否有水析出，然后在離心機(jī)中(3000r/min)離心20min，棄去上清液，稱取沉淀物質(zhì)量，沉淀物和離心管重記為m2，按如下公式計(jì)算析水率。

析水率=[(m1-m2)/m1]×100%

1.3.3羥丙基淀粉的凝沉穩(wěn)定性測定

分別稱取不同型號羥丙基淀粉絕干樣品100mL燒杯中，加蒸餾水，配成6%(w/v)的淀粉乳，在沸水中加熱糊化后保溫15min，再冷卻至室溫，取50mL淀粉糊移入具塞的50mL量筒中，靜置，每隔2h記錄一次上層清液體積。

1.3.4羥丙基淀粉的抗剪切性測定

分別稱取不同型號羥丙基淀粉絕干樣品于1000mL塑料燒杯中，配置成2%(w/v)的淀粉乳，于沸水中加熱糊化并保溫15min，冷卻至室溫，用NDJ-5S旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測定其粘度，然后分別在600r/min條件下剪切5、10、15、20min后測定其粘度。

粘度差值=剪切前粘度-剪切后粘度

相對差值=粘度差值/剪切前差值

1.3.5羥丙基淀粉的耐酸性測定

分別稱取不同型號羥丙基淀粉絕干樣品于100mL燒杯中，加入配置好的不同pH(3、4、5、6、7)的蒸餾水，配成不同濃度1%的淀粉乳溶液，測定其粘度。

1.3.6羥丙基淀粉的保溫性測定

分別稱取不同型號羥丙基淀粉的絕干樣品于100mL燒杯中，加入蒸餾水，配置成2%(w/v)的淀粉乳溶液，超低粘度型號的樣品可配置成6%(w/v)淀粉乳溶液，分別置于30、45、60、75、90℃水浴鍋中保溫1h，測定保溫前后的粘度。

1.3.7羥丙基淀粉保水性測定

準(zhǔn)確稱取不同型號羥丙基淀粉絕干樣品4g，加入196g蒸餾水，配制成2%(w/w)濃度的淀粉乳溶液，待室溫下溶解充分，置于105℃恒溫干燥箱內(nèi)，每隔2h(0、2、4、6、8h)取出稱量(速度要快，稱完立刻再放入干燥箱內(nèi))，記錄數(shù)值。

2結(jié)果與分析

2.1不同型號羥丙基淀粉的透光率

由圖1可知，6種不同型號羥丙基淀粉經(jīng)糊化后透光率有一定的差異。以透光率為指標(biāo)，可將6種型號的產(chǎn)品分為3類：高透明型、一般透明型和不透明型。型號0.3、0.4和1.18D為高透明型，透光率均高于50%；型號0.58和1.18M為一般透明型，透光率大致為30%～40%；型號0.5為不透明型，其透光率低于10%。根據(jù)不同透明度需要，可以將高透性產(chǎn)品0.3、0.4和1.18D應(yīng)用于飲料、果凍以及糖果等食品生產(chǎn)中。

圖1　不同型號羥丙基淀粉的透光率

圖2　不同羥丙基淀粉的凍融穩(wěn)定性

2.2不同型號羥丙基淀粉的凍融穩(wěn)定性

由圖2可知，不同型號的羥丙基淀粉其凍融性有一定的區(qū)別。6種型號產(chǎn)品隨著時(shí)間的延長，析水率均是逐漸增大的。其中表現(xiàn)最明顯的是0.5型號羥丙基淀粉，其24h的析水率為1.5%，48h時(shí)達(dá)到14.4%，96h后析水率超過18%，表明0.5型號淀粉的凍融性較不穩(wěn)定。與0.5型號羥丙基淀粉相比，其他型號的析水率較低，不到5%，而且96h的析水率也表現(xiàn)不明顯，表明其凍融性是比較穩(wěn)定的，且粘度基本無變化。因此，可以利用其(除了0.5型號羥丙基淀粉)良好的凍融穩(wěn)定性應(yīng)用于冰淇淋、速凍食品生產(chǎn)中。

2.3不同型號羥丙基淀粉的凝沉穩(wěn)定性

從表1可看出，型號0.58、1.18M和1.18D的羥丙基淀粉凝沉性均比較穩(wěn)定，在12h內(nèi)，均無沉降現(xiàn)象出現(xiàn)。型號0.3和0.4在6h后出現(xiàn)沉降現(xiàn)象，但表現(xiàn)不明顯。型號0.5的羥丙基淀粉在2h內(nèi)就已經(jīng)出現(xiàn)沉降現(xiàn)象，而且隨著時(shí)間的延長，沉降速度有逐漸加快的趨勢，沉降現(xiàn)象明顯，表明其凝沉性不穩(wěn)定。

表1　不同型號羥丙基淀粉沉降積

2.4不同型號羥丙基淀粉的抗剪切性

由圖3可見，由于0.3和0.4型號6%濃度的淀粉糊粘度較低，其粘度在不同時(shí)間隨著剪切速率的增加沒有很明顯的改變，為牛頓流體。剩余4種6%的淀粉糊中，0.58、1.18M和1.18D型號的羥丙基淀粉有更高的黏性，0.58、1.18M和0.5型號的羥丙基淀粉均隨著剪切速率和剪切時(shí)間的增加而發(fā)生明顯稀化，尤其是0.5型號的羥丙基淀粉表現(xiàn)更為明顯，呈現(xiàn)典型假塑性流體特性，為非牛頓流體，在冰淇淋、冷飲以及肉制品中具有很好的增稠性能和加工性能。

圖3　4種不同型號6%的淀粉糊在不同剪切速率下的流變性

2.5不同型號羥丙基淀粉的耐酸性

由圖4可見，0.3、0.4和0.5型號的羥丙基淀粉1%濃度的淀粉糊粘度非常低，為牛頓流體，在酸性條件下粘度也很低，不耐酸。0.58、1.18M和1.18D型號的淀粉糊pH為3.0以上時(shí)，粘度開始增加，為非牛頓流體，而且隨著酸性的減弱粘度逐漸增大，說明這3種型號的淀粉比較耐酸，可應(yīng)用于酸奶、果醬、酸性飲料等食品生產(chǎn)中。

圖4　不同型號羥丙基淀粉耐酸性

圖5　不同型號羥丙基淀粉耐溫性

圖6　不同型號羥丙基淀粉的失水率

2.6不同型號羥丙基淀粉的耐溫性

由于0.3、0.4和0.5這3種型號的羥丙基淀粉的粘度幾乎為零，故在耐溫性試驗(yàn)中不作要求。只考察型號0.5、1.18M和1.18D的耐溫性，從圖5可以看出，整體上，在不同溫度保溫前和保溫后，3種型號的粘度值均無顯著變化，均表現(xiàn)出較優(yōu)異的耐溫性?？蓱?yīng)用于醬制品、烘焙果膏等具有高溫加工工藝的食品生產(chǎn)中，以提高產(chǎn)品的耐高溫加工性能。

2.7不同型號羥丙基淀粉的保水性

如圖6所示，型號0.58、1.18M和1.18D的羥丙基淀粉在8h內(nèi)均表現(xiàn)出優(yōu)異的保水性能，而型號0.4和0.5的羥丙基淀粉保水性能較差，均接近CK組。根據(jù)結(jié)果可以將型號0.58、1.18M和1.18D的羥丙基淀粉應(yīng)用于需要保水性能較高的產(chǎn)品生產(chǎn)中，比如速凍食品、濕面、糕點(diǎn)等食品，可使其具有很好的保水性。

3結(jié)論

通過對湖北達(dá)雅生物科技股份有限公司生產(chǎn)的6種不同型號羥丙基淀粉進(jìn)行理化性質(zhì)的分析，可以得出，型號0.58、1.18M和1.18D羥丙基淀粉在凍融穩(wěn)定性、保水性、凝沉性等性質(zhì)上具有顯著優(yōu)勢，且這3種型號的羥丙基淀粉均具有很高的粘度，增稠效果十分明顯，冷水即溶，可以充分應(yīng)用于速凍米面制品、飲料、糕點(diǎn)、冷飲、冰淇淋等食品生產(chǎn)中。型號0.3和0.4的羥丙基淀粉可定性為低粘高透性，冷水即溶，在透明度、凍融穩(wěn)定性等性質(zhì)中具有較明顯的優(yōu)勢，可作為果凍、透明型飲料、速凍型等食品中的填充劑、穩(wěn)定劑。型號0.5的羥丙基淀粉為冷水不溶型，在各種性質(zhì)測定中均表現(xiàn)不佳，但其糊化后具有很好的抗老化能力、粘彈性，可后續(xù)再探索其性質(zhì)和應(yīng)用領(lǐng)域。

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[收稿日期]2016-03-07

[基金項(xiàng)目]長江大學(xué)-湖北達(dá)雅生物科技聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目(34110346)。

[作者簡介]孫健(1987-)，男，碩士生，研究方向?yàn)槭称飞锘瘜W(xué)。通信作者：田志宏，zhtian@yangtzeu.edu.cn。

[中圖分類號]TS23

[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A

[文章編號]1673-1409(2016)15-0063-06

[引著格式]孫健，徐焱春，杜昆，等.不同取代度羥丙基淀粉的理化性質(zhì)研究[J].長江大學(xué)學(xué)報(bào)(自科版) ，2016，13(15)：63～68.