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扁豆淀粉理化特性分析

发布日期:2015-06-03 16:36:03
FW100型高速万能粉碎机,天津泰斯特仪器有 限公闻;DMBA400型数码显微镜,MOTIC CHINA GROW CO. , LTD;JSM - 6360LV 型扫播电子显 微镜,日本电子株式会社tUVl240型紫外可见分光 光度计,捷森科技发展有限公茚;TDL-5-A聖低 速台式大容量离心机,上海安亭科学仪器厂; Brabender8032M型微型粘度糊化仪(MICRO VISCO _ AMYLO - GRAPH),德国布拉本徳企业, 1.2试验方法_
1.2.1淀粉提取
水提取法,取扁豆子粒,清洗除去表面灰尘后, 加入5倍水浸泡(水中加入质量分数为0.2%?
0.3%的NazS〇3),于室溫下浸泡24 h,浸泡期间换 水4?5次,待扁豆子粒吸水膨胀,皮层可以搓开、脱 落时为宜。用砂轮磨研磨5次,用4层细纱布过滤, 得到扁豆浆液,静置4?5 h,待分层后,除去上屋浆 水,继续加水,将下层沉淀物搅拌均匀,继续静置。待 沉淀分层后,重复上述操作,反复对沉淀物用水洗 涤、沉淀4?5次,取沉淀物于50C下干燥20 h,用 髙速万能粉碎机粉碎,过CB36筛,收集筛下物,即 扁豆淀粉。其淀粉质量分数为87.7%,粗蛋白质量 分数为1.16%,脂肪质量分数为0.08%,灰分
0.34%,含水率 10. 53%。
1.2.2淀粉颗粒形貌观察
1.2.2.1光学形貌观察
以水和甘油体积比为1   1的溶液作溶剂,制备 淀粉乳。取淀粉乳滴于载玻片上,盖上盖玻片,甩 DMBA400型数码显微镜观察淀粉颗粒的形貌,甩 偏光显微镜观察淀粉颗粒的偏光十字。
1.2.2. 2淀粉颗粒的扫描电子显微镜观察
把双面胶固定在样品台上,取少量淀粉均勻地 洒在双面胶上,然后喷金处理》样品保存于千燥器 中,经过短暂干燥后,用JSM - 6360LV型扫推电子 显微镜观察并拍摄具有代表性的淀粉颗粒形貌。 1.2.3淀粉糊性质分析
1.2.3.1淀粉糊的透明度
取1.0 g绝干试样,加蒸馏水100 mL,配制质
量浓度为0. 01 kg/L淀粉乳,在沸水浴中加热,搜拌 20 into,并不时加入蒸塯水以保持淀粉糊的原有体 积,然后冷却到25'C。以蒸馏水为空白,在620 nm 波长下,用分光光度计测淀粉糊的透光率=
1.2. 3. 2淀粉糊的冻融稳定性
配制质量浓度为0. 06 kg/L淀粉乳,于沸水浴 中加热搅拌20 min,用水调制淀粉糊质量浓度至原
质量浓度,冷却至室温,置于一1520TC的冰箱
内,冷冻24 h后取出自然解冻,在3 000 r/tnin下离 心20 min,去掉上清液,称取沉淀物质量,计算析水 率.
式中/析水率 淀粉糊质量
»12沉淀物质量
1.2. 3. 3淀粉糊的凝沉性
配制质fi浓度为0.01 kg/L的淀粉糊,置于 25 mL的具塞刻度试管中,在3CTC下静置,每隔一段 时间记录上层清液的体积,用清液的体积分数随时 间的变化来绘制曲线,从而表示淀粉糊的凝沉性。 1.2.4淀粉糊化特性测定
用德国布拉本德803200型微型粘度糊化仪分 析。淀粉乳质量浓度为〇. OS kg/L„测定参数设定: 从3(TC开始计时,以7.5'C/min的速度升温至 93'C,93*C保温5 min;再以7. 5t:/min的速度冷却 到50‘C, 50*C保温2 min;测定时的转速为 250r/min,粘度单位BU»
1.2. S食品添加剂对扁豆淀粉糊化粘度特性影响 1. 2. 5. i食盐对扁豆淀粉粘度特性的影响
以扁亘淀粉乳质量为基准,按质置分数计算,分 别添加1%、3%食盐,分析食盐对粘度特性的影响。 1. 2. S. 2碱面对扁豆淀粉粘度的影响
以扁豆淀粉乳质量为基准,按质置分数计算,分 别添加0.2%、0.5%、0.8%碱面,分析碱面对淀粉 糊粘度特性的影响。
1.2. S. 3明矾对扁豆淀粉粘度的影响
以扁豆淀粉乳质量为基准,按质S分数计算,分 别添加0. 1%、〇.3%、0. 6%、1.0%明矾,分析明矾 添加量对淀粉糊粘度特性的影响。
2结果与分祈
2.1淀粉颗粒形貌观察
2.1.1光学形貌观察
不同来源的淀粉,其颗粒形状、脐点、轮纹和偏 光十字不同(图1、2)。
4种淀粉颗粒均为单粒.扁豆淀粉颗粒多为蚕 豆形,有少M个体较小颗粒呈圆形,脐点、轮纹比较 明显,而且分布均勻,类似于指纹形状,部分淀粉中 间有裂纹,这可能是由于在淀粉的提取过程中,部分 淀粉受到机械作用而损伤所致;绿豆淀粉颗粒多为 圆形,有部分边缘破损,脐点、轮纹较明显;玉米淀粉 和红薯淀粉颗粒多呈圆形和多边形,脐点明显,玉米 淀粉颗粒轮纹多为圆形,而红薯淀粉颗粒轮纹多为 椭圆形。
在偏光显微镜下观察,不同品种的淀粉颗粒,其 偏光十字的位置和形状以及明显程度有差别。4种 淀粉材料的偏光十字明显,扁豆淀粉的十宇比较粗, 多为“X”形;绿豆淀粉、玉米淀粉和红薯淀粉的偏光 十宇多为规则的“十”形,十字位于颗粒的中央。
2.1.2淀粉颗粒扫描电子显微镜观察
扁豆淀粉、绿豆淀粉、玉米淀粉和红薯淀粉的 SEM照片如图3所示
由图3可以看出,扁豆淀粉颗粒比较大,为蚕豆 形,表面光滑,形状规则;绿豆淀粉颗粒大部分为圆 形;玉米淀粉和红薯淀粉多为多边形。用电镜标尺对
 
淀粉颗粒的粒径进行估测,扁豆淀粉颗粒的平均粒 径最大,为15 Mm,其次为玉米淀粉和红薯淀粉,而 绿立淀粉颗粒较小(表lh淀粉颗粒的大小和形状 取决于其来源[2]。不同植物由于遗传和环境条件的 差异,形成不同结构及性质的淀粉粒W。研究淀粉粒 结构,对于鉴别淀粉来源,了解和改进淀粉性质,有 着重要的意义.淀粉颗粒度的大小会影响淀粉的离
表1不同淀粉颗垃的粒径心沉降速度、流变学特性,从而影响淀粉提取和加
工。
2.2淀粉糊的性质 2.2.1淀粉糊的透明度
透光率反映了淀粉与水的互溶能力以及膨胀溶 解能力[4]。由表2可以看出,扁豆淀粉糊的透光率最 大,绿豆淀粉糊的透光率最小。表明扁豆淀粉具有较 强的膨胀度以及溶解能力。
表淀粉糊透明度和冻融稳定性
Tab. 2 Transparence and frecze-thawing stability of different starch pastes
参数扁S■淀粉绿豆淀粉下-米淀粉红薯淀粉
透光率/%'54. 8515.852L 2520. 45
析水率/K13. 3543. 260. 374.41
2.2.2淀粉糊的冻融稳定性
含直链淀粉的淀粉糊在冷却或放置过程中会发 生脱水收缩现象,但不同种类的淀粉糊或淀粉颗粒 溶胀的方式不同,其脱水收缩的程度不一样淀粉 冻融稳定性分析结果如表2所示„
由表2可以看出,绿豆淀粉糊析水率最大,扁豆 淀粉、红薯淀粉次之,玉米淀粉糊析水率最小,表明 绿豆淀粉的冻融稳定性差,玉米淀粉的冻融稳定性 好,扁豆淀粉糊的冻融稳定性不高。玉米淀粉糊具有 好的冻融稳定性,适宜在冷冻食品中应用;扁豆淀粉 的冻融稳定性较差,需进一步改善。
2.2.3淀粉糊的凝沉性
扁豆淀粉、绿豆淀粉、玉米淀粉、红薯淀粉的凝 沉性分析结果如图4所示。
由图4可以看出,在整个凝沉过程中,扁豆淀粉 糊的凝沉速度较快;红薯淀粉和玉米淀粉次之;绿豆 淀粉糊凝沉较慢。红薯淀粉和玉米淀粉具有相同的 凝沉性质,两者凝沉速度基本一致,前13 h内上清 液体积变化比较大,后期趋于稳定;在前5 h内,扁 豆淀扮的上淸液体积最大,继续放置,上清液体积逐 渐趋于稳定;绿豆淀粉糊在24 h内持续发生凝沉。
凝沉主要是由于直链淀粉分子间的结合形成较 大的颗粒或束状结构,当体积增大到一定程度时,就 形成了沉降。糊化的稀淀粉糊随着时间的延长,淀粉 分子自然缔合并过*到局部紧密状态,变成天然淀 粉似的不溶性状态,使淀粉糊变混浊或分层沉淀。支 链淀粉分子因有支叉结构,空间阻隔作用大,不易发 生凝沉现象,且对直链淀粉分P间的结合有一定的 抑制作用。直链淀粉比例越大越易老化[\
2.3淀粉糊化粘度特性 2.3.1不同淀粉的糊化粘度特性
由图5可以看出,在相同的条件下,不同淀粉样 品的布拉本德粘度曲线有所不同,但是曲线的变化 趋势大致相同。扁豆淀粉的起糊温度与绿豆淀粉没 有明显差别,均低于玉米淀粉和红軎淀粉,表明豆类 淀粉比较容易糊化,
■「] 100
扁豆淀粉的峰值粘度为369 BU,明显低于绿豆 淀粉和红薯淀粉,高于玉米淀粉。扁豆淀粉糊的破损 值最小,仅为3 BU,远远小于其他淀粉,而其冋生值 较大,为242 BU。表明扁豆淀粉糊具有较好的热稳 定性,抗剪切,但易发生老化,可用于粉条、粉丝等食 品的加工-
2.3.2食盐对扁豆淀粉糊化粘度特性的影响
食盐对扁豆淀粉粘度参数的影响如表3所示。 由表3可以看出,食盐对扁豆淀粉糊的粘度特性有 一定影响„食盐的加入引起淀粉糊的起糊温度升高, 峰值粘度增大,热稳定性下降,老化程度减缓。随着 食盐添加量的增大,起糊温度.峰值粘度以及破损值 呈增大趋势。分析原因,可能由于NaCl是中强电解 质,在水中可以完全水解为Na+和Cl—,Na+与淀粉 中的羟基发生作用,导致电荷下降,斥力减小,从而 使淀粉难以糊化,糊粘度降低,导致淀粉糊化性质发 生变化;也可能是因为含有NaCl的淀粉乳受热发 生糊化作用时,NaCl的存在降低了水分活度,影响 了淀粉分子与水分子之间的相互作用,进而使淀粉 的糊化受到影响[8]。
表3食盐对扁豆淀粉粘度参数的影响 Tab. 3 Influences of salt on pasting characteristics of haricot starch
•食盐质量起糊渑度峰值粘度胺损值M终粘i ^生5
分数/%/C/BU/BU/BU/BU
070. 23693608242
1. 074. 03737588222
3. 07S- 338313600230
2,3.3碱面对扁豆淀粉糊化粘度特性的影响
碱面对扃豆淀粉粘度参数的影响如表4所示 由表4可以看出,碱面对扁豆淀粉糊的粘度特性有 较大影响。随着碱面质量分数的增加,起糊温度、最 终粘度呈现先升后降趋势,峰值粘度、破损值呈增大 趋势,而回生值呈现下降趋势。表明添加喊面,可以 提高扁豆淀粉糊的粘度,降低热稳定性,延缓淀粉糊 的老化。据文献报道,碱的加入会起到两方面的作 用,一方面它作为电解质在水中电解出离子,可以中 和淀粉粒所带的电荷;另一方面它对淀粉膨胀有促 进作用,可以使淀粉分子间氢键断裂,加速淀粉糊 化[7\但是在扁豆淀粉中加入碱面,使得淀粉的起糊 温度升高,而且在绿豆淀粉和豌豆淀粉相关研究中 也发现相近的结论[9]。
表4碱面对扁豆淀粉粘度参教的彩响
Tab. 4 Iitfluences of sodium carbonate «D pasting characteristics of haricot starch
碱面质量起糊温度峰值粘度破损值最终粘度回生值
分数/’C/BU/RU/BU/BU
070. 23693606242
0. 273.442522636233
0-573. 443140641210
0. 872. 944440629225
2.3.4明矾对扁豆淀粉糊化粘度特性的影响 明矾添加量对扁豆淀粉糊化特性的影响如图6。
由图6可以看出,明矾对扁豆淀粉糊化特性有 影响^明矾的加入使得糊化温度有所升高,峰值粘度 下降,热稳定性明显降低,老化速度减慢。随着明矾 添加量的增大,破损值增大,回生值显著下降.分析 原因,可能是由于明矾在水中发生水解作用,生成氢 氧化铝,与淀粉分子之间发生吸附作用,使其吸附在 淀粉分子表面,阻碍了淀粉颗粒与水分子的作用,破 坏了淀粉糊的稳定性,从而导致淀粉糊粘度持性发 生变化「s]。
3结论
(1)扁豆淀粉颗粒多为蚕豆形,粒径为S?
22 pm,平均为15轮纹和偏光十字十分明显,十
字多为“乂”形^
(2)扁豆淀粉糊具有较好的透明度,较差的冻融 稳定性,易凝沉=
<3)扁豆淀粉具有较低的起糊温度,较好的热稳 定性,易老化。食盐、碱面和明矾的添加均使得扁豆 淀粉的起糊温度有所升高、热稳定性降低、老化程度 减弱。食盐对扁豆淀粉的糊化持性影响较小,碱面和 明矾的影响较大。
 
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