不同介質對玉米淀粉糊化黏度特性的影響

謝新華 艾志錄 王 娜 潘治利

(河南農業大學食品科學技術學院,鄭州 450002)

不同介質對玉米淀粉糊化黏度特性的影響

謝新華 艾志錄 王 娜 潘治利

(河南農業大學食品科學技術學院,鄭州 450002)

為研究食品添加劑對玉米淀粉糊特性的影響,采用 Brabender黏度儀測定玉米淀粉在添加不同量的碳酸鈉、明礬、食鹽和蔗糖后的黏度曲線,結果表明:四種添加劑均使淀粉的糊化溫度升高。隨著碳酸鈉和明礬添加量的增加,淀粉糊的峰值黏度、崩解值顯著升高,消減值、回生值和最終黏度降低,淀粉糊的熱穩定性、凝膠性降低,凝沉性增強;而蔗糖和食鹽的加入使淀粉的崩解值降低,增強了淀粉糊的熱穩定性。碳酸鈉和明礬對糊化特性影響較大,蔗糖和食鹽的影響較小。

玉米 淀粉 黏度 糊特性

中國是全球第二大玉米生產國,國產玉米是我國淀粉的主要原料。不同的普通玉米雜交種淀粉的糊化性質存在明顯差異,玉米淀粉具有半結晶的顆粒結構,加水調漿加熱到一定溫度后,就會發生糊化。糊化是一個復雜的過程,通常伴隨黏度、透明度變化以及再結晶等現象[1]。在糊化的不同階段,表現出不同的特性。淀粉質食品的加工、貯存和食用中,淀粉的機械加工性能、口感以及老化特性等都與糊化特性密切相關[2]。糖和無機鹽等因能改善產品的風味而廣泛應用于食品工業,并且糖和無機鹽等會通過與淀粉親水膠體相互作用,從而影響淀粉的糊化、老化及淀粉類食品的質構[3-5]。有學者研究了馬鈴薯淀粉、扁豆淀粉和大米淀粉以及變性淀粉從糊化到冷卻這一過程中淀粉發生顯著變化的機理[6-9]。豫單 2001作為一個高產、多抗、優質的玉米雜交新品種,對其在食品加工中的應用進行研究很有必要,本試驗研究了食品添加劑對玉米品種豫單 2001淀粉糊化黏度特性的影響效果,以期為豫單 2001在食品加工中的應用提供依據。

1 材料與方法

1.1 淀粉的制備

試驗所用材料玉米品種豫單 2001由河南農業大學玉米研究所提供。玉米淀粉提取參照文獻[10]的方法。其他試劑均為分析純。

1.2 糊化特性的測定

采用 Brabender糊化黏度儀 (Viscograph E-型,德國最美時公司)測定玉米淀粉糊化特性。稱取玉米淀粉 15 g,加蒸餾水 100 mL,試驗重復 2次。測定參數在電腦控制下操作,測定其成糊溫度、峰值黏度、崩解值(峰值黏度 -熱漿黏度)、消減值 (最終黏度 -峰值黏度)、回生值 (最終黏度 -熱漿黏度)、最終黏度等[11]。以玉米淀粉質量為基準,按質量分數計算,碳酸鈉添加量分別為 0.0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%;明礬添加量分別為 0.0%、0.1%、0.3%、0.5%、0.7%、0.9%;蔗糖添加量分別為 0.0%、1.0%、3.0%、5.0%、7.0%、9.0%;食鹽添加量分別為 0.0%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%。

1.3 數據分析

使用 SPSS 10.0和 Excel 2000軟件對數據進行分析。

2 結果與討論

2.1 碳酸鈉對玉米淀粉糊化黏度特性的影響

由表 1可看出,隨著碳酸鈉添加量的增加,成糊溫度顯著升高,峰值黏度、崩解值顯著升高,消減值、回生值和最終黏度顯著降低。表明添加碳酸鈉,增加了玉米淀粉的黏度和凝沉性,降低了淀粉糊的熱穩定性、凝膠性。

表 1 碳酸鈉對玉米淀粉糊化黏度特性的影響

2.2 明礬對玉米淀粉糊化黏度特性的影響

由表 2可知,明礬的加入引起淀粉糊的成糊溫度、峰值黏度和崩解值升高,消減值、回生值和最終黏度顯著降低。表明明礬降低了玉米淀粉糊的熱穩定性、凝膠性,增強了其凝沉性。

表2 明礬對玉米淀粉糊化黏度特性的影響

2.3 蔗糖對玉米淀粉糊化黏度特性的影響

由表 3可知,蔗糖對淀粉成糊溫度和峰值黏度的影響不大,隨蔗糖量的增大,崩解值降低,最終黏度增加,回生值和消減值先降低后升高。表明蔗糖的加入增強了淀粉糊的熱穩定性、凝膠性和凝沉性。

表3 蔗糖對玉米淀粉糊化黏度特性的影響

2.4 食鹽對玉米淀粉糊化黏度特性的影響

表 4表明,食鹽對淀粉糊黏滯性影響較小。隨著食鹽添加量的增加,淀粉成糊溫度升高,峰值黏度、崩解值、消減值、回生值和最終黏度顯著降低,熱穩定性提高,老化程度減緩,凝膠性和凝沉性降低。

表4 食鹽對玉米淀粉糊化黏度特性的影響

3 討論與結論

四種添加劑的添加都使淀粉的成糊溫度升高。隨著碳酸鈉和明礬的添加量的增加,淀粉糊的峰值黏度、崩解值顯著升高,消減值、回生值和最終黏度降低,表明添加碳酸鈉和明礬使淀粉糊的熱穩定性、凝膠性降低,而增強了淀粉糊的凝沉性;在碳酸鈉添加量為 0.6%時,淀粉糊較穩定,凝膠性和凝沉性較好;在明礬的添加量為 0.5%時,淀粉糊穩定性、凝膠性和凝沉性較好,老化緩慢;而蔗糖和食鹽的加入使淀粉的崩解值降低,增強了淀粉糊的熱穩定性,蔗糖使淀粉的凝膠性和凝沉性增強,食鹽相反;在蔗糖添加量為 5%時,淀粉糊老化變得緩慢,熱穩定性和凝膠性較好;在食鹽添加量為 1.5%時,淀粉糊較穩定,凝膠性較好。

碳酸鈉的添加使淀粉的成糊溫度升高可能是由于碳酸鈉中的鈉離子與淀粉中的羥基作用生成羥基鈉,導致淀粉糊化過程的活化能升高而引起成糊溫度升高[3];在淀粉糊化過程明礬引起淀粉糊化性質的改變可能是由于明礬在水中發生水解作用,生成氫氧化鋁,與淀粉分子之間發生吸附作用,使其吸附在淀粉分子表面,阻礙淀粉顆粒與水分子的作用,破壞了淀粉糊的均一穩定狀態,從而導致玉米淀粉糊化黏度特性發生顯著改變[12];蔗糖對淀粉糊化特性的影響可能是蔗糖分子起到類似水的作用,對淀粉分子鏈有一定的稀釋作用,延緩了淀粉分子鏈的遷移率[13];食鹽作為一種強電解質,在水中可全部解離為 Cl-和Na+,Na+與淀粉中的羥基發生作用,導致電荷下降,斥力減小,淀粉難以糊化,糊化黏度降低;或者是NaCl的存在降低了水分活度,影響了淀粉分子與水分子之間的相互作用,進而使玉米淀粉的糊化受到影響[5,14]。

玉米淀粉的物理結構是一種復合體。當加入適量水后,淀粉粒的內部可分為三個相態:主要由支鏈淀粉構成的雙螺旋淀粉鏈晶體區,含脂類復合物的近乎固態的不定形區,與支鏈淀粉中的支狀區相結合的完全不定形的液態區域[15]。淀粉的糊化是從不定形區到結晶區,在這個過程中加入的碳酸鈉、明礬和食鹽與淀粉分子發生作用,使淀粉成糊溫度升高[16],這在扁豆淀粉、綠豆淀粉和豌豆淀粉相關研究中也有相似的結論[7,12],而食鹽和蔗糖也使葛根淀粉的糊化溫度升高;碳酸鈉和明礬使玉米淀粉的老化速度減慢,而蔗糖和食鹽使玉米淀粉易老化[3],這為玉米品種豫單 2001在食品中的應用提供依據。

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Effects ofDifferentMedia on Paste Property of Cornstarch

Xie Xinhua Ai Zhilu Wang Na Pan Zhili
(College of Food Science andTechnology,Henan AgriculturalUniversity,Zhengzhou 450002)

To discuss the viscosity property of cornstarch paste and its influencing factors,the property parame2 ters of cornstarch under differentmedia,namely sodium carbonate,alum,salt or sucrose,were measured byBrabender viscometer.Results:all the four additives increase the gelatinization temperature of cornstarch.W ith the concentration of sodium carbonate or alum increasing,the peak viscosity and breakdown increase significantly,but setback,consis2 tence and final viscosity decrease,gelling and gel ther mal stability decline,and retrogradation increases.W ith salt or sucrose adding,breakdown decreases,but thermal stability increases.Sodium carbonate and alum have significant in2 fluence on the paste property of cornstarch.

corn,starch,viscosity,paste property

TS202.3 文獻標識碼:A 文章編號:1003-0174(2010)03-0037-03

河南農業大學博士基金(30300111)

2009-04-08

謝新華,男,1976年出生,博士,講師,谷物化學