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 張正茂1*，王志華1，顏永斌2

 1．湖北工程學(xué)院特色果蔬質(zhì)量安全控制湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院（孝感432000）：2湖北工程學(xué)院生物質(zhì)資源化學(xué)與環(huán)境生物技術(shù)湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（孝感432000）

摘要采用DHR-2流變儀的淀粉測(cè)試模具參照RVA的測(cè)定方法測(cè)定了8種不同來(lái)源淀粉的糊化特性，為各種淀粉的72提供一定的參考。結(jié)果表明：8種不同來(lái)源淀粉的糊化溫度具有一定的差異，玉米淀粉的起始糊化溫度最高，為72.2℃，小麥淀粉的最低，為62.6℃，豌豆淀粉、綠豆淀粉、紅薯淀粉和木薯淀粉起始糊化溫度無(wú)明顯差異，均在70℃左右，薯類(lèi)淀粉中馬鈴薯淀粉的糊化溫度最低，為64.7℃；隨著濃度的升高，8種不同來(lái)源淀粉的峰值黏

度、最終黏度、降落值和回升值均呈冪函數(shù)增大，其中豌豆淀粉和綠豆淀粉隨濃度的增加速度最快，馬鈴薯淀粉最慢；從回升值來(lái)看，兩種豆類(lèi)淀粉最易老化，谷物淀粉和荸薺淀粉次之，薯類(lèi)淀粉最不易老化。

關(guān)鍵詞淀粉；不同來(lái)源；糊化特性

  淀粉是一種可再生資源，是植物貯存能量的形式之一，也是人類(lèi)食物中能源的重要來(lái)源。除了作為食物以外，淀粉還是一種重要的工業(yè)原料，廣泛應(yīng)用于化工、紡織、造紙、石油及醫(yī)藥等領(lǐng)域。淀粉具有半結(jié)晶的顆粒結(jié)構(gòu)，將淀粉分散在水中并加熱到一定溫度后，淀粉分子開(kāi)始伸展，結(jié)晶結(jié)構(gòu)中的有序分子狀態(tài)變?yōu)闊o(wú)序，即發(fā)生淀粉的糊化，淀粉糊化過(guò)程中伴隨著黏度、結(jié)晶老化等現(xiàn)象發(fā)生。淀粉在加工和儲(chǔ)藏過(guò)程中的性能與淀粉的糊化存在密切的關(guān)系，因此研究淀粉的糊化過(guò)程對(duì)指導(dǎo)淀粉的加工具有十分重要的意義。目前研究淀粉的糊化過(guò)程有布拉班德黏度法、快速黏度法( RVA)和DSC法等。對(duì)比幾種方法而言，DSC法耗樣量少，但僅能測(cè)定糊化溫度和糊化過(guò)程的焓值，不能有效地反映糊化過(guò)程，而布拉班德法測(cè)定淀粉的糊化過(guò)程耗用時(shí)間長(zhǎng)(2.0 h)，樣品需要量大，在此基礎(chǔ)上發(fā)展了快速黏度測(cè)定法，該法具有樣品量少、時(shí)間短( 12.5 min)等特點(diǎn)，是目前研究淀粉糊化的最有效的方法。目前已有人采用RVA對(duì)玉米淀粉、大米淀粉、馬鈴薯淀粉、荸薺淀粉、木薯淀粉及幾種淀粉混合物進(jìn)行了糊化過(guò)程的研究，但對(duì)不同來(lái)源淀粉在不同濃度下的糊化特性還未見(jiàn)系統(tǒng)研究報(bào)道。

 因此，試驗(yàn)采用DHR-2型流變儀的淀粉測(cè)試模具對(duì)8種不同來(lái)源的淀粉（包括荸薺淀粉、馬鈴薯淀粉、木薯淀粉、紅薯淀粉、小麥淀粉、玉米淀粉、豌豆淀粉和綠豆淀粉）進(jìn)行糊化特性研究，研究不同濃度下淀粉的糊化特性，期望的到各種淀粉的糊化特點(diǎn)，為各種淀粉的應(yīng)用提供一定的理論依據(jù)。

1  材料與方法

1.1試驗(yàn)材料與主要儀器設(shè)備

 荸薺淀粉：平樂(lè)宏源農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司；馬鈴薯淀粉：上海禾煜貿(mào)易有限公司；木薯淀粉、小麥淀粉、玉米淀粉、豌豆淀粉和綠豆淀粉：無(wú)錫圣倫特國(guó)際貿(mào)易有限公司；紅薯淀粉：北京古松經(jīng)貿(mào)有限公司；DHR-2流變儀：美國(guó)TA公司；PL-203型電子天平：梅特勒一托利多儀器（中國(guó)）有限公司。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1樣品的制備

 8種不同來(lái)源淀粉分別采用5～6個(gè)濃度來(lái)測(cè)定，由于馬鈴薯淀粉的黏度較大，采用1%，2%，4%，6%和8%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）五個(gè)濃度。其它7種淀粉采用2%，4%，6%，8%，10%和12%六個(gè)濃度。

1.2.2不同來(lái)源淀粉糊化過(guò)程的測(cè)定

 采用DHR-2流變儀的淀粉測(cè)試模具對(duì)不同來(lái)源淀粉的糊化過(guò)程曲線(xiàn)進(jìn)行測(cè)定。取2.2.1配置好的淀粉溶液攪拌均勻后倒入測(cè)量容器中（倒入的液體不應(yīng)過(guò)量，倒入的過(guò)程中也要注意攪拌防止沉淀）。測(cè)試程序參考AACC的方法并做適當(dāng)?shù)男薷模撼绦蚬卜譃槲宥�，第一段：溫度�?0℃，轉(zhuǎn)速450 s-1，時(shí)間60 s；第二段：以12℃/min的升溫速度，從50℃升高到95℃，轉(zhuǎn)速160 s-1；第三段：95℃保溫150 s，轉(zhuǎn)速160 s-1;第四段：以12℃/min的降溫速度，從95℃升高到50℃，轉(zhuǎn)速160 s-1;第五段：50℃保溫84 s，轉(zhuǎn)速160 s-1。

2結(jié)果與分析

2.1不同來(lái)源淀粉在不同濃度下的糊化曲線(xiàn)

 不同來(lái)源淀粉在不同濃度下的糊化曲線(xiàn)如圖1所示。

 8種不同來(lái)源淀粉在不同濃度下的糊化曲線(xiàn)（RVA曲線(xiàn)）如圖1所示。由圖1可知，8種淀粉的糊化曲線(xiàn)均呈現(xiàn)典型的淀粉的糊化曲線(xiàn)，即隨著溫度的上升，期初淀粉黏度較小，當(dāng)溫度升高到一定溫度時(shí)，淀粉的黏度急劇上升，此溫度稱(chēng)為淀粉的糊化溫度，淀粉吸水迅速膨脹，黏度持續(xù)上升，當(dāng)溫度達(dá)到一定值是，淀粉的黏度達(dá)到最大（稱(chēng)為峰值黏度，此時(shí)淀粉顆粒吸水膨脹到極限），當(dāng)溫度進(jìn)一步上升或穩(wěn)定在高溫時(shí)，淀粉顆粒發(fā)生破碎，黏度下降至保持黏度（峰值黏度與保持黏度的差值稱(chēng)為降落值），當(dāng)溫度降低，淀粉分子發(fā)生重排，黏度增大，直到最終黏度（保持黏度與最終黏度的差值稱(chēng)為回升值）。從圖1中可以看出，8種不同來(lái)源的淀粉的RVA曲線(xiàn)表現(xiàn)出一定的差異，荸薺淀粉、馬鈴薯淀粉、木薯淀粉和紅薯淀粉（塊莖淀粉）在溫度達(dá)到糊化溫度時(shí)，黏度上升的速度較快；豌豆淀粉和綠豆淀粉上升的速度次之；小麥淀粉的上升速度最小，這是由于塊莖淀粉的結(jié)構(gòu)比較松散，潤(rùn)漲力大，因此糊化過(guò)程中吸水迅速。

2.2不同來(lái)源淀粉的糊化溫度

 淀粉的RVA曲線(xiàn)中，當(dāng)黏度的增值大于0.01 Pa．s時(shí)的溫度作為淀粉的糊化溫度，將不同濃度下的淀粉糊化溫度取平均值如表1所示。

 由表1可知，玉米淀粉的糊化溫度最大為72.2℃，其次是紅薯淀粉、綠豆淀粉、木薯淀粉和豌豆淀粉，約為70℃，四者之間差異無(wú)顯著差異。再者為荸薺淀粉為66.8℃，薯類(lèi)淀粉中以馬鈴薯淀粉為64.7℃，8種來(lái)源淀粉中糊化溫度最小的為小麥淀粉。這些與報(bào)道的結(jié)果是一致的。但小麥淀粉的峰值黏度對(duì)應(yīng)的溫度卻是最大的，主要的原因是小麥淀粉中存在兩種不同大小的淀粉顆粒，其中小顆粒易糊化，在較低溫度下即可糊化，因此糊化溫度較低，而大顆粒在較高溫度下糊化，從而導(dǎo)致糊化的黏度對(duì)應(yīng)的溫度較高。

2.3不同來(lái)源淀粉的峰值黏度隨濃度的變化

 不同來(lái)源淀粉在不同濃度下的峰值黏度如圖2所示。

 由圖2可知，8種不同來(lái)源淀粉的峰值黏度隨著淀粉的濃度的增加呈冪函數(shù)增加，采用y=cx d模型進(jìn)行擬合，具有較好的擬合精度（R2均大于0.990），結(jié)果如表2所示，其中c表示淀粉濃度為100%時(shí)的峰值黏度，是一種極限情況，在一定程度上可表示高濃度下淀粉的黏度大�。籨可用于反映峰值黏度隨著濃度變化的速度，d值越大，峰值黏度隨淀粉濃度變化越大。

 由表2可知，綠豆淀粉的c值最大為26 597，其次為豌豆淀粉15 282，接下來(lái)依次為荸薺淀粉(7 656.7)、紅薯淀粉(4 300.3)、玉米淀粉(3 458.8)、小麥淀粉(2 925.9)和木薯淀粉(2 034.3)，最小的為馬鈴薯淀粉(1 217.8)；對(duì)于指數(shù)d而言，綠豆淀粉最大為3.646，其次為豌豆淀粉( 3.486)，接下來(lái)依次為小麥淀粉(3.135)、荸薺淀粉( 3.056)、玉米淀粉(2.946)、紅薯淀粉( 2.910)和木薯淀粉(2.600)，最小的為馬鈴薯淀粉( 1.898)。c和d的排列順序不太一致，例如荸薺淀粉的c值大于小麥淀粉，但d值小于小麥淀粉；紅薯淀粉c值大于玉米淀粉，但d值小于玉米淀粉，這是因?yàn)檩┧j淀粉和紅薯淀粉的較高濃度（100%濃度）下峰值黏度大于小麥淀粉和玉米淀粉，但是小麥淀粉和玉米淀粉的峰值黏度隨濃度的大于荸薺淀粉和紅薯

淀粉。

2.4不同來(lái)源淀粉的最終黏度隨濃度的變化

 不同來(lái)源淀粉在不同濃度下的最終黏度如圖3所示。

 由圖3可知，8種不同來(lái)源淀粉的最終黏度隨著淀粉的濃度的增加呈冪函數(shù)增加，采用y=ex f模型進(jìn)行擬合，結(jié)果如表3所示，其中e表示淀粉濃度為100%時(shí)的最終黏度，在一定程度上可反映高濃度下淀粉的黏度大��；f可用于反映最終黏度隨著濃度變化的速度。

 由表3可知，豌豆淀粉的e值最大(4 461)，其次為綠豆淀粉( 12 297)，接下來(lái)依次為荸薺淀粉(2 756.8)、玉米淀粉(1 967.1)、小麥淀粉(1 959.9)、紅薯淀粉(977.39)和木薯淀粉( 606.14)，最小的為馬鈴薯淀粉(126.93)；對(duì)于指數(shù)f而言，豌豆淀粉最大為3.712，其次為綠豆淀粉( 3.317)，接下來(lái)依次為小麥淀粉(2.777)、玉米淀粉( 2.741)、荸薺淀粉(2.706)、紅薯淀粉( 2.383)和木薯淀粉(2.199)，最小的為馬鈴薯淀粉( 1.332)。有些淀粉的系數(shù)e和指數(shù)f的大小順序不一致，例如e值荸薺淀粉>玉米淀粉>小麥淀粉，而f值的大小順序正好相反，這說(shuō)明荸薺淀粉在高濃度下淀粉的最終黏度較大，而隨著濃度變化較小。兩種谷物淀粉中，高濃度下玉米淀粉的最終黏度略大于小麥淀粉，但是隨濃度的增長(zhǎng)速度略小于小麥淀粉。

 對(duì)比表2和表3的數(shù)據(jù)可知，高濃度下豌豆淀粉的峰值黏度及隨濃度變化的速度小于綠豆淀粉的，而最終黏度及變化速度大于綠豆淀粉的，這一點(diǎn)可以說(shuō)明，豌豆淀粉比綠豆淀粉在低溫下更易形成凝膠，這一點(diǎn)我們將做進(jìn)一步的研究。

2.5不同來(lái)源淀粉的降落值隨濃度的變化

 不同來(lái)源淀粉在不同濃度下的降落值如圖4所示。

 由圖4可知，8種不同來(lái)源淀粉的降落值隨著淀粉的濃度的增加呈冪函數(shù)增加，采用y=gx h模型進(jìn)行擬合，結(jié)果如表4所示。

 由表4可知，豌豆淀粉的g值最大(1.871×107)，其次為綠豆淀粉( 434 227)，接下來(lái)依次為荸薺淀粉( 128 935)、小麥淀粉(52 420)、紅薯淀粉( 32 349)、玉米淀粉(17 573)和木薯淀粉(6 681.1)，最小的為馬鈴薯淀粉(5 293.4)；對(duì)于指數(shù)h而言，豌豆淀粉最大為6.911，其次為綠豆淀粉( 5.096)，接下來(lái)依次為小麥淀粉(4.639)、荸薺淀粉( 4.500)、玉米淀粉(4.008)、紅薯淀粉( 3.979)和木薯淀粉(3.297)，最小的為馬鈴薯淀粉( 2.574)。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，g值荸薺淀粉>小麥淀粉、紅薯淀粉>玉米淀粉，而h值的大小順序正好相反，這說(shuō)明荸薺淀粉和紅薯淀粉在高濃度下淀粉的降落值較大，而隨著濃度變化小于小麥淀粉和玉米淀粉。

2.6不同來(lái)源淀粉的回升值隨濃度的變化

 不同來(lái)源淀粉在不同濃度下的回升值如圖5所示。

 回升值主要是由于淀粉分子在降溫過(guò)程中的重排引起的，與淀粉的老化有直接的關(guān)系。由圖5可知，8種不同來(lái)源淀粉的降落值隨著淀粉的濃度的增加呈冪函數(shù)增加，采用y=ix j模型進(jìn)行擬合，擬合精度較高（R2均大于0.970）結(jié)果如表5所示。

 由表5可知，豌豆淀粉的i值最大( 72 583)，其次為綠豆淀粉( 18 352)，接下來(lái)依次為荸薺淀粉(5 658.9)、玉米淀粉(4 718.8)、紅薯淀粉( 925.7)、小麥淀粉(911.0)和木薯淀粉( 453.3)，最小的為馬鈴薯淀粉(146.5)；對(duì)于指數(shù)j而言，豌豆淀粉最大為4.284，其次為綠豆淀粉( 3.756)，接下來(lái)依次為玉米淀粉(3.353)、荸薺淀粉( 3.309)、小麥淀粉(2.709)，紅薯淀粉( 2.645)和木薯淀粉(2.354)，最小的為馬鈴薯淀粉( 1.758)。

從老化程度來(lái)看，兩種豆類(lèi)淀粉最易老化、谷物淀粉和荸薺淀粉次之，薯類(lèi)淀粉最不易老化，這也是在制作米線(xiàn)、涼皮等老化產(chǎn)品主要以豆類(lèi)淀粉或是谷物淀粉為主。

3結(jié)論

 1)8種不同來(lái)源淀粉的糊化溫度具有一定的差異，玉米淀粉的起始糊化溫度最高，為72.2℃，小麥淀粉的最低，為62.6 ℃，豌豆淀粉、綠豆淀粉、紅薯淀粉和木薯淀粉起始糊化溫度無(wú)明顯差異，均在70℃左右，薯類(lèi)淀粉中馬鈴薯淀粉的糊化溫度最低，為64.7℃。

 2)隨著濃度的升高，8種不同來(lái)源淀粉的峰值黏度、最終黏度、降落值和回升值均呈冪函數(shù)增大，其中豌豆淀粉和綠豆淀粉隨濃度的增加速度最快，馬鈴薯淀粉最慢。

  3)從回升值來(lái)看，兩種豆類(lèi)淀粉最易老化，谷物淀粉和荸薺淀粉次之，薯類(lèi)淀粉最不易老化，即在制作老化產(chǎn)品主要選取豆類(lèi)淀粉或是谷物淀粉為主。