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板栗贮藏前后淀粉性质的比较

发布日期:2015-06-03 16:34:15

板栗(Castanea mollissima Blume )属壳斗科 (Fagceae)栗属乔木经济植物,原产于我国,是我国 著名的干果特产之一,至今已有3 000多年的栽培 历史。近年来我国板栗业发展迅速,目前种植面积 约1.23 x 106 hm2,年产量约5. 9 x 105 t,占世界板 栗总产量的一半以上,居世界首位,成为继苹果之 后我国发展最为快速的果品之一[1]。板栗虽然可 以加工制做成多种食品,但当大量投入生产时不得 不面对原料贮藏问题,板栗在贮藏过程中品质会发 生一定变化,淀粉是板栗的主要组成成分,因此板 栗淀粉特性的变化对板栗制品的品质和加工工艺 特性具有十分重要的影响[2]。目前,对板栗淀粉糊 化特性已有一定的研究[3_4],认为板栗淀粉颗粒属 C型晶体结构,不易完全糊化[5],徐娟等[6]以9个 板栗产区的12个主栽品种为试材,用RVA方法测 定贮藏前后不同品种板栗淀粉的糊化特性及直链 淀粉含量后发现,板栗淀粉的糊化特性与直链淀粉 含量密切相关,不同品种间的差异主要由品种自身 的遗传特性决定,但是利用Brabenden方法研究板 栗淀粉特性及贮藏后其特性的变化至今未见报道。 因此,本试验以燕山产区的主栽品种燕山早丰板栗 为试材,对板栗贮藏前后的直链淀粉含量及淀粉的 理化特性、糊化特性的变化进行了比较研究,为板 栗贮藏和板栗淀粉在食品及其他工业中的应用提 供了基础。

板栗样品于2012年9月中旬至10月上旬于唐 山迁西正常采集,样品装入〇.〇3 mm聚乙烯塑料保 鲜袋,于〇弋冷库中贮藏4个月[7]。分别取贮藏前 及贮藏4个月后的栗果制备淀粉。直链淀粉标准 品:美国Sigma企业。
1.2仪器
723型紫外可见分光光度计:上海光谱仪器有限 企业;Rigaku D/max - 2500型X -射线衍射仪:日本 理学企业;S3500型激光粒度分析仪:美国Macrotrac 企业;Brabender(803202型)微型黏度糊化仪:德国 Brabender 企业。
1.3试验方法 1.3.1板栗淀粉制备
将板栗用刀切口,剥去外壳和里面的囊衣,然后 把板栗切成薄碎片,加适量的水于胶体磨中进行研 磨,研磨大约20 min后,将浆液先后过100目和120 目筛,取筛下物进行沉淀5 h,期间每隔一段时间都 要倒掉上层液,如此多次重复沉淀可将多数蛋白去 除,而后对沉淀进行离心(3 500 r/min,10 min),倒掉 上层清液,刮去脂肪层及中层的少量蛋白,然后用水 反复冲洗将蛋白质去除干净,取最下层白色沉淀即 淀粉。将制得的淀粉置于40 烘箱内干燥,将干燥 好的淀粉研磨过筛备用[8]。
1.3.2淀粉糊凝沉性的测定
准确称取一定量的板栗淀粉样品,加适量的蒸 馏水调配成1 %的淀粉乳,沸水浴加热20 min至糊化
然后保温15 min,最后冷却至室温,放人带塞的刻度 试管中静置,每隔一定时间记录上层清液的体积,用 清液体积占糊总体积的百分比随时间的变化情况来 表示淀粉糊的凝沉性[9]。
1.3.3淀粉糊冻融稳定性的测定
准确称取一定量的板栗淀粉样品,加人适量的蒸 溜水调配成3%的淀粉乳,在沸水浴中加热20 min,冷 却至室温,然后置于-20?-15 的冰箱中冷冻,24 h 后取出,自然解冻,3 000 r/rnin离20 min,弃去上清液 (若无水析出则反复冻融,直至有水析出),称取沉淀 物的质量,计算析水率
析水率=(糊重-沉淀物重)/糊重X 100%
1.3.4淀粉糊透明度的测定
准确称取一定量的板栗淀粉样品,加适量的蒸 溜水调配成1%的淀粉乳,在沸水浴中加热15 min, 使之糊化,并不时加入沸腾的蒸馏水保持原有体积。 冷却到室温,在620 rnn波长下,以蒸馏水为空白对 照,测淀粉糊的透光率,试验重复3次,取平均值[11]。 1.3.5淀粉颗粒结晶结构的测定
将制得的板栗淀粉粉末置于正方形玻璃皿片的 孔中(孔大小为1.5 mmxl.5 mm,厚为2 mm),随后 压紧并使表面光滑平整,用X—射线衍射仪测定其衍 射图形,测试条件为:靶型:Cu;管压:40 kV;管流: 200 mA;扫描速度4°/min;扫描区域:10°?50°;采样 步宽:〇.〇2°;扫描方式为连续,重复次数为1次[12]。 1.3.6直链与支链淀粉含量的测定
称取相当于〇. 100 〇 g粗淀粉的样品于100 mL 容量瓶中,加1 mL无水乙醇,充分润湿样品,再加入 1 mol/L氢氧化钠溶液9 mL,于沸水浴中分散10 min,迅速冷却,水定容。汲取碱分散液5.00 mL于 100 mL容量瓶中,加水50 mL,再加人1 mol/L乙酸 溶液及碘试剂各1 mL,用水定容。显色20 min后, 在620 nm处读取吸光度值[|3]。
支链淀粉含量=100% -直链淀粉含量 直链淀粉含量标准曲线:以标样的直链淀粉含 量为纵坐标,以相对应的吸光值为横坐标,标准曲线 方程式为:y = 38. 288 6Z-2.638 1,7?2 =0.999 8。 1.3.7淀粉粒度分布测定
称取0.01 g淀粉,加人1 mL蒸馏水,混匀制成 淀粉悬液,倒人激光粒度分析仪样品池中测定。每 个样品重复3次。
1.3.8淀粉糊黏度性质的测定
称取一定量的样品配成6%淀粉乳450 mL,倒 人黏度测量杯中,从25丈开始升温,升温速度为1.5
T/min,至95 T后保温1 h,然后以同样速度降温至 50 保温1 h,得Bmbenden黏度曲线。曲线上的 黏度单位为Bu。每条淀粉Bmbenden黏度曲线上有 6个关键点,其中A点为糊化温度,曲线开始上升时 的温度;B点为峰值黏度,升温期间淀粉糊达到的最 高黏度值;C点为恒温阶段开始时的黏度;D点为冷 却阶段开始时的黏度;E点为冷却阶段结束的黏度值; F点:最终恒温阶段结束的黏度值。此外,IB-DI为 崩解值,表示淀粉糊的热黏度稳定性,差值愈小愈稳 定,反之不稳定;IE-DI为回生值,表示糊的冷黏度 稳定性,差值愈小愈稳定,反之不稳定。
1.3.9数据分析
采用EXCELApp,进行显著差异性分析。
2结果与分析
2.1凝沉性
板栗贮藏前和贮藏后的淀粉糊凝沉性如图1。
6 12 18 24 30 36 42 48 54 60 66 72 78 84 90 l/h
图1燕山早丰板栗淀粉棚的凝沉性
淀粉乳受热,淀粉颗粒吸水膨胀、破裂而发生糊 化。但糊化的淀粉随时间的延长,淀粉分子自然缔 合并过渡到局部紧密状态,溶解度降低变成天然淀 粉似的不溶性状态,发生凝沉现象[14]。
从图1可以看出,贮藏前,板栗淀粉糊在78、84、 90 h后完成凝沉即凝沉值不再变化。贮藏后,板栗 淀粉糊在66、72、78 h后完成凝沉,贮藏后的凝沉速 度比贮藏前快。
因为淀粉糊越容易凝沉,就越容易发生老化[15], 所以板栗经贮藏后其淀粉糊较贮藏之前更容易发生 老化。
2.2冻融稳定性
板栗贮藏前和贮藏后经反复冻融后其淀粉糊的 析水率见表1。
通过表1可以看出,板栗在贮藏后析水率呈现 增长现象。析水率的高低反映了淀粉糊冻融稳定性 的好坏,析水率低则冻融稳定性强,所以板栗经过C
第30卷第1期
梁建兰等板栗贮藏前后淀粉性质的比较
53
表|贮藏前和贮藏后燕山早丰板栗淀粉糊的析水率/%
冻融次数1234
贮藏前贮藏后贮藏前贮藏后贮藏前贮藏后贮藏前 贮藏后
析水率36.4±1.7b44. 17±1.66a38.02 ±1.6b44.57 ±0.71a39.57 ±1.8147.75 ±2.0841.48 ±0.94B 48.14±1.2A
注:小写字母表示在p<〇.05水平差异显著,大写字母表示p <0.01水平差异显著,下同。
藏后析水率增加导致冻融稳定性下降。由于凝沉作 用,在温度逐渐降低的情况下,溶液中的淀粉分子运 动减弱,分子键趋向于平行排列。直链淀粉分子间 相互生成氢键,重新排列缔合成结晶度较高的结构 并发生沉淀,或是相互形成局部密集状的不溶于水 的非结晶状凝胶,破坏了溶液的胶体性质[|6]。板栗 淀粉经过贮藏后,析水率上升,冻融稳定性减弱,是 由于淀粉分子的亲水性降低,淀粉极性下降,基团空 间位阻变小,使糊在水中的分散体系不稳定,导致其 具有脆弱的冻融稳定性。
2.3透明度
板栗贮藏前和贮藏后其淀粉糊的透光率如图2。
图2燕山早丰板栗淀粉糊的透光率
透明度是淀粉糊所表现出的重要外在特征之 一,直接关系到淀粉类产品的外观和用途,进而影响 到产品的可接受性。
透光率的高低反映的是透明度的高低,透光率 高则透明度高[17]。从图2可知,贮藏后板栗的淀粉 糊透光率比贮藏前低,说明板栗淀粉经过贮藏后透 明度降低。
2.4淀粉颗粒的结晶结构
板栗贮藏前和贮藏后其淀粉的X射线衍射曲线 如图3。
从图3可以观察到,贮藏后板栗淀粉的X射线 衍射曲线在某些衍射角度下发生了变化,燕山早丰 在15°、26.2°的衍射峰强度减弱,在23°和23. 8°2个 峰的分界面相对明显。贮藏前和贮藏后其淀粉的X 射线衍射曲线均不符合A型结晶淀粉衍射曲线在 15°、17°、18°和23°位置左右有4个明显衍射峰的典 型特征[18];与B型结晶淀粉的衍射曲线相比较[14], 虽然整体峰型有较大的相似度,但其在14°位置少了 1个峰,且在18° ~26°范围内的衍射峰强度和双峰分 界面均与之呈现明显区别,不符合B型结晶淀粉在 14°、15°、17°、20°、22。、24。和 26。位置左右有 7 个明 显衍射峰的典型特征,因此贮藏前和贮藏后板栗淀 粉颗粒的结晶结构均属于C型。
3500 3000 g 2 500 睇 2000 ^ 1 500
图3燕山早丰的淀粉X射线衍射曲线
通过试验证明板栗经过贮藏后,其淀粉的x射 线衍射曲线虽然发生了一些变化,但这些变化较小, 其淀粉颗粒的结晶结构未因此产生,变化仍属于c 型。
2.5直链淀粉与支链淀粉含量及淀粉粒粒径差异
板栗贮藏前和贮藏后的直链与支链淀粉含量以 及淀粉粒粒径得到表2。
表2 C藏前和贮藏后燕山早丰板栗直链淀粉与支链
淀粉含量和淀粉粒粒径比较
口口种-直链淀粉质量分数/%支链淀粉质量分数/%平均粒径/Vm
贮藏前贮藏后贮藏前贮藏后贮藏前贮藏后
燕山早丰21.66士
0.87B26.99±
2.11A78.34±
0.87A73.00±
2.11B49.69 士 4.10B84.36 士 3.61A
淀粉糊化后,直链淀粉含量和淀粉分子的大小 是影响凝沉的主要因素。淀粉分子越大,支链淀粉 含量越多,空间阻隔越高,淀粉糊越不易凝沉。相反 直链淀粉含量越多,淀粉糊越易发生凝沉[19]。同时 直链淀粉含量和淀粉分子结构也是影响淀粉糊透明 度的重要因素。如果在淀粉糊液中无残存的淀粉颗 粒以及回生后所形成的凝胶束,当光线穿过淀粉糊 液时,无反射和散射现象产生,淀粉糊就非常透明。 由于直链淀粉分子的分子质量小,容易相互凝聚缔 合使淀粉糊回生,光线发生反射,减弱了光的穿透百 分率,造成糊的透明度下降[2°],直链淀粉含量越多, 透明度越低。
从表2中可以看出,经过贮藏后,板栗的直链淀 粉含量比贮藏前高。结合上述理论依据,可以看出 板栗直链淀粉含量的变化正好印证了贮藏前后板栗 淀粉糊的凝沉性和透明度的变化。
支链淀粉含量影响着淀粉的糯性,可以作为果 实糯性评价的最佳定量标准。直链/支链淀粉含量 的多少又直接影响食品的懦性大小[2’21 _22],支链淀 粉含量与糯性强弱呈正相关,直链淀粉含量与糯性 呈负相关[23]。结合表2的结果可知板栗经过贮藏 后,其淀粉的懦性较贮藏前减弱。
淀粉粒的粒径大小也在一定程度上影响淀粉的 糊化特性[24]。一般大颗粒的结构较疏松,而小颗粒 呈多角形的结构较紧密;颗粒大的相对易糊化、易水 解[25]。燕山早丰板栗经过贮藏后,淀粉粒的粒径比 贮藏前增大了将近1倍,说明贮藏后淀粉容易糊化。 2.6糊黏度性质
燕山早丰板栗淀粉的Brabender黏度性质见表 3。由表3可知,经过贮藏后,糊化温度降低,说明贮 藏后淀粉糊化变易;峰值黏度大幅度上升,糊的流动 性变差;恒温阶段与冷却阶段的糊黏度均上升,崩解 值与回生值均增大,说明热黏度稳定性和冷黏度稳 定性都减弱;冷黏度稳定性变差,说明在贮藏过程 中,由于温度与水分的变化,淀粉的老化程度严重, 抗老化效果变弱。
表3 C藏前和贮藏后燕山早丰板栗淀粉的糊黏度性质/BU
样品A/X.B CDEFIB-DIIE-DI
贮藏前66.9904 8667171 0741 121187357
贮藏后65.71 114 1 0338201 1941 204294374
3结论
板栗经过贮藏后,容易凝沉,析水率上升,透明 度降低,结晶结构仍属于c型,直链淀粉含量增加, 支链淀粉含量下降,淀粉粒的粒径变大,糊化温度降 低,峰值黏度上升,稳定性变差,更容易老化。
 
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