不同品種玉米淀粉糊化和凝膠特性的研究

丁衛英，張 玲，韓基明，張江寧，楊 春

（山西農業大學功能食品研究院，山西太原 030031）

0 引言

玉米是生產淀粉的主要作物，玉米淀粉在食品及其他工業中都有較廣泛的應用，如食品中被用作增稠劑、穩定劑、保水劑等[1]。不同品種玉米淀粉的理化特性有一定的差異，這些差異直接影響淀粉的溶解度、糊化、凝膠和流變等理化特性，而淀粉的理化特性會直接影響其制品的感官品質[2-4]。試驗選取了6 個玉米品種，研究其淀粉的一些理化特性，可為玉米淀粉的進一步加工與應用及產品的研發提供一定的理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

大豐14、大豐30、大豐607、大豐1407、金科玉3306、金科玉3308，山西大豐種業公司提供；直鏈淀粉、支鏈淀粉標品，北京索萊寶科技有限公司提供；無水乙醇、氫氧化鈉等試劑，均為分析純。

電熱鼓風干燥箱，上海樹立儀器儀表有限公司產品；粉碎機，北京環亞天元機械技術有限公司產品；電熱恒溫水浴鍋，常州朗越儀器制造有限公司產品；離心機，安徽中科中佳科學儀器有限公司產品；756 型紫外可見分光光度計，尤尼柯（上海）儀器有限公司產品；Brabender 型黏度糊化儀，德國布拉本德食品儀器公司產品；電子分析天平，上海佑科儀器儀表有限公司產品；MCR302 型流變儀（奧地利Anton Paar）、質構儀，英國Stable Micro System 公司產品。

1.2 試驗方法

1.2.1 玉米淀粉的制備

樣品洗凈后，加亞硫酸鈉、堿性蛋白酶，在50 ℃下超聲處理20 min 后浸泡4 h，粉碎磨漿，過200 目篩，水洗5 次，乙醚去除脂肪，乙醇脫蛋白后自然晾干后粉碎，即得淀粉樣品，備用。

1.2.2 直鏈淀粉含量的測定[5]

稱取100 mg 標準直鏈淀粉，定容至100 mL 容量瓶，制成1 g/L 的直鏈淀粉標準溶液。另取6 個100 mL 的容量瓶，分別加入直鏈淀粉標準溶液0，0.25，0.50，1.00，1.50，2.00 mL。然后于各瓶中依次加入約50 mL 水、1 mL 乙酸和1 mL 碘試劑，定容顯色10 min，于波長620 nm 處測吸光度，繪制標準曲線。稱取100 mg 玉米淀粉，操作如上，根據標準曲線計算直鏈淀粉的含量。

1.3 玉米淀粉理化特性的測定

1.3.1 玉米淀粉的溶解度測定[6]

稱取各玉米淀粉1.0 g，配制成2.0%的懸浮液50 mL 于離心管中，分別在65，70，75，80，85，90 ℃下加熱，攪拌30 min，以轉速3 000 r/min 離心20 min，分離上清液，120 ℃下烘至恒質量，稱其質量為a，溶解度=a×100%。

1.3.2 透明度的測定[7]

分別稱取玉米淀粉各0.5 g，加水配制成1%的淀粉乳，沸水浴加熱糊化30 min，冷卻至室溫，以蒸餾水為空白，于波長620 nm 處測其透光率，重復3次，取平均值。

1.3.3 凍融穩定性的測定[8]

分別稱取1.0 g 玉米淀粉到離心管中，加水至50 mL，沸水浴加熱30 min，冷卻后放置在-18 ℃條件下冷凍12 h 后自然解凍12 h，以轉速3 000 r/min離心20 min，分離上清液后稱量沉淀物的質量，計算析水率。

1.3.4 糊化特性測定[9]

利用Brabender 803200 黏度糊化儀測定。

1.3.5 玉米淀粉凝膠性質測定[10]

玉米淀粉凝膠的制備：普通玉米分2 個質量分數8%和10%進行樣品的制備，分別稱取一定量的淀粉于小燒杯中，加適量水，放入95 ℃水浴30 min直至淀粉完全糊化，取出后冷卻至室溫，在4 ℃冰箱中靜置24 h，形成穩定的凝膠樣品，待測，每個樣品做3 個平行。

玉米淀粉凝膠強度的測定，參考文獻[10]，采用專用測試探頭（P 0.5，直徑5 mm 圓柱形），進行穿刺模式試驗。測定參數設定為：觸發力為2 g，測試速度為1.0 mm/s，壓縮深度為10 mm，凝膠強度由質構儀軟件直接讀取紀錄（以測試探頭進入淀粉凝膠中4 mm 時所受的力為淀粉的凝膠強度值），每個樣品做3 個平行試驗，取平均值。

玉米淀粉TPA 質構特性的測定：參考文獻[11]的方法，選取平板轉子（P100，直徑100 mm），采用TPA 模式，其探頭測試面積大于被測樣品的面積，結果可以表示凝膠樣品整體對抗外壓的能力。測定參數設定為：觸發力2 g，測定速度2.0 mm/s，壓縮比50%。

1.4 數據統計與分析

所得數據均為3 次重復的平均值。

2 結果與分析

2.1 玉米淀粉中直鏈淀粉含量和得率的測定

直鏈淀粉標準曲線見圖1。

圖1 直鏈淀粉標準曲線

由圖1 的直鏈淀粉標準曲線Y=0.256 9X+0.162 7，R2=0.998 5，可計算出各品種玉米淀粉中直鏈淀粉的含量。

直鏈淀粉含量見表1。

表1 直鏈淀粉含量

由表1 可知，不同玉米中直鏈淀粉含量不同，其中大豐14 直鏈淀粉含量最低，大豐1407 的直鏈淀粉含量較高。

2.2 溫度對玉米淀粉溶解度的影響

不同玉米品種在不同溫度下的溶解度見表2。

表2 不同玉米品種在不同溫度下的溶解度/%

由表2 可知，不同玉米淀粉隨著溫度的升高，其溶解度都呈上升趨勢。50 ℃時，玉米淀粉的溶解度都較低，90 ℃時，大豐607 淀粉的溶解度最低，金科玉3306 淀粉的溶解度最高。

2.3 玉米淀粉透明度

不同玉米淀粉的透明度見圖2。

圖2 不同玉米淀粉的透明度

由圖2 可知，不同品種玉米淀粉的透明度有所差異，金科玉3306 淀粉的透明度較好。大豐30 和金科玉3308 淀粉的透明度較差。

2.4 不同質量分數玉米淀粉對凍融穩定性的影響

不同玉米品種淀粉在不同質量分數下的析水率見表3。

表3 不同玉米品種淀粉在不同質量分數下的析水率/%

淀粉糊的凍融穩定性是反映淀粉凍融后析出水的多少，用析水率來表示，析水率越大，穩定性越差。通常在冷凍食品中應用的淀粉要求具有良好的凍融穩定性，確保食品具有良好的質構狀態。由表3可知，隨著淀粉質量分數的增加，其吸水率呈下降趨勢。當玉米淀粉質量分數為2%時，不同品種淀粉的析水率在65%～72%，析水率較高，其凍融穩定性差。當淀粉質量分數增加到10%時，不同品種玉米淀粉的析水率迅速下降到7%～31%，其中大豐14 淀粉的析水率僅有7.14%，說明其凍融穩定性較好。

2.5 玉米粉的糊化特性

不同品種玉米粉黏度參數見表4。

由表4 可知，不同品種玉米的糊化溫度差異不大，金科玉3306 的糊化溫度較高，為75.0 ℃。大豐30 的峰值黏度、崩解值和回生值均高于其他淀粉，大豐1407 的峰值黏度、崩解值和回生值均最低。

表4 不同品種玉米粉黏度參數

2.6 玉米淀粉的凝膠特性

玉米凝膠強度見表5。

表5 玉米凝膠強度

由表5 可知，玉米淀粉凝膠隨著質量分數的增加，凝膠強度也逐漸增大。其中，大豐1407 的凝膠強度最大，大豐14 的凝膠強度最弱。2 個不同質量分數下，普通玉米淀粉凝膠強度的大小順序一致為大豐1407＞金科玉3306＞大豐607＞金科玉3308＞大豐30＞大豐14。相同質量分數條件下，凝膠強度越大，說明分子間的作用力越大，所形成的分子結構越穩定。此外，有文獻報道淀粉的凝膠強度與所含直鏈淀粉的含量有較大的關系[12]。普通玉米直鏈淀粉含量大小順序與其凝膠強度大小的順序一致，故研究的結果與文獻報道的一致。

普通玉米淀粉在8%和10%質量分數下的TPA質構特性參數見表6。

玉米淀粉凝膠的硬度、黏附性、膠著度和咀嚼度都隨其質量分數的增加而增大，但彈性在8%時，高于高質量分數下的彈性。由表6 可知，玉米淀粉的硬度順序為大豐1407＞金科玉3306＞大豐607＞大豐30＞大豐14＞金科玉3308；大豐1407 在10%質量分數下黏附性最大（-293.26），金科玉3308 淀粉凝膠的黏附性最?。?88.43）；玉米淀粉的恢復性差異不大；6 個玉米淀粉的黏聚性在0.42～0.52；大豐30淀粉的彈性最大（96.73），大豐1407 彈性最??；大豐1407 的膠著度和咀嚼度最大，分別為98.89 和91.64。

表6 普通玉米淀粉在8%和10%質量分數下的TPA 質構特性參數

3 結論

（1）大豐14 直鏈淀粉含量最低，大豐1407 的直鏈淀粉含量較高；90 ℃時，大豐607 淀粉的溶解度最低，金科玉3306 淀粉的溶解度最高。金科玉3306 淀粉的透明度較好。大豐30 和金科玉3308 淀粉的透明度較差。大豐14 淀粉的析水率僅有7.14%，說明其凍融穩定性較好，適合制作冷凍食品，如湯圓、速凍餃子等[13-15]。

（2）不同品種玉米的糊化溫度差異不大，金科玉3306 的糊化溫度較高，為75.0 ℃。大豐1407 的峰值黏度、崩解值和回生值均最低，大豐30 的峰值黏度、崩解值和回生值均高于其他淀粉，適合制作粉絲，因為峰值黏度和崩解值越高的淀粉生產出的粉絲品質更佳。

（3）玉米淀粉凝膠隨著質量分數的增加，凝膠強度也逐漸增大。其中，大豐1407 的凝膠強度最大，大豐14 的凝膠強度最弱。玉米淀粉凝膠的硬度、黏附性、膠著度和咀嚼度都隨其質量分數的增加而增大。大豐30 淀粉的彈性最大（96.73），說明其淀粉能制作彈性和恢復性相對較好的凝膠產品，如果凍等。