葛根Zotete)為豆科屬植物⑴,具有解毒退熱、生 津止渴之功效,是衛(wèi)生部批準(zhǔn)的藥食同源的野生植物之一。除新 疆、西藏外,分布幾乎遍及全國。新鮮葛根中淀粉含量在20%? 25%,葛根淀粉具有優(yōu)異的理化性質(zhì),倍受研究者關(guān)注是新 一代純天然保健食品原料。葛根淀粉可加工成葛粉、葛粉果凍、 葛粉軟糖、保健粉絲、保健茶和保健酒等食品葛根食品在國 際市場上尤其是在日本的食品市場上倍受青睞,已被選定為皇 室特供食品。據(jù)報道,從葛根中制備的葛粉外銷出口價格為 3.1萬元/t,每年僅日本的進(jìn)口量就達(dá)300?350 t。因此,葛根淀 粉是近年來中國外貿(mào)出口的走俏商品之一 [1W»
超高壓技術(shù)是食品加工的高新技術(shù),近年來受到各國的重 視。食品超高壓技術(shù)是利用加在液體中的壓力(1〇〇?1〇〇〇 MPa),通過介質(zhì)傳遞,以壓力作為能量因子,對密封在超高壓容 器內(nèi)的食品,在常溫或較低溫度(低于100'C)下加壓,從而達(dá)到 殺菌,物料改性,產(chǎn)生新的組織結(jié)構(gòu),改變食品品質(zhì)和改變食品 的某些物理化學(xué)反應(yīng)速度的效果。隨著高壓在食品中的應(yīng)用廣, 人們就需要研究食品成分,尤其是主要成分受高壓處理后性能 的變化。淀粉是食品中的主要成分之一,國內(nèi)外高壓處理玉米淀 粉研究較多[11-1<],而高壓處理下太白葛根淀粉特性變化研究尚 未見報道。本試驗選用太白山上海拔2800 m髙度的野葛經(jīng)馴化 和選育后引種在關(guān)中平原上的葛根所加工的葛根淀粉為材料, 研究經(jīng)超髙壓處理后太白葛根淀粉理化特性的影響,為葛根淀 粉在食品加工中的應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。
1材料與方法
1.1試驗材料及處理方法
收稿日期= 2005-07-18修訂日期:2006-10-08
基金項目:陜西省自然科學(xué)基金項目;西北農(nóng)林科技大學(xué)專項資助
課題
作者簡介:張建新(1959 —),陜西咸陽人,教授,主要從事食品質(zhì)量 安全與標(biāo)準(zhǔn)化教學(xué)與科研工作。楊凌西北農(nóng)林科技大學(xué)食品科學(xué) 與工程學(xué)院,712100。Email :zhangshe804@sina. com. cn
太白葛根淀粉,由楊凌太白葛業(yè)有限公司提供;
HCl、NaOH、異丙醇購于西安化學(xué)試劑公司,均為分析純。
淀粉超高壓處理:將太白葛根淀粉放人超髙壓機(jī)中,在300 MPa、500 MPa下分別處理20 min,備用。
1.2主要儀器與設(shè)備
800MPa-15L超髙壓處理設(shè)備:西北農(nóng)林科技大學(xué)食品科學(xué) 與工程學(xué)院和內(nèi)蒙古包頭科發(fā)食品機(jī)械新技術(shù)有限公司聯(lián)合研 制,由內(nèi)蒙古包頭科發(fā)食品機(jī)械新技術(shù)有限公司制造,傳壓介質(zhì) 為癸二酸辛二酯,高壓倉容積為15 L。布拉班德黏度儀(德國布 拉班德公司)。723型可見分光光度計(上海分析儀器廠)。 NDJ-5S型旋轉(zhuǎn)式黏度計。
1.3試驗方法
1)淀粉顆粒形貌觀察:將淀粉粒均勻地分散在異丙醇中,滴 幾滴于載玻片上,蓋上蓋玻片,用雙筒光學(xué)顯微鏡觀察淀粉顆粒 形貌,用隨機(jī)相機(jī)進(jìn)行拍照。
2)淀粉糊透明度測定:用蒸餾水調(diào)制1%淀粉乳,加熱充分 成糊后,冷卻至室溫。以蒸餾水為參比,用可見分光光度計在620 nm波長下測定淀粉糊的透明度,以透光率表示。
3)淀粉糊凝膠凍融穩(wěn)定性測定:用蒸餾水調(diào)制6%淀粉乳, 加熱,待充分成糊后,放置于一 181:冰箱中貯藏24 h,取出自然 解凍,解凍后倒在濾紙上,12 h后稱重,以彈性、脫水收縮情況、 保水倍數(shù)為評價指標(biāo)。
4)淀粉糊化特性:用德國布拉本德微型黏度儀分析。取淀粉 樣品10 g(以14%濕基計),加蒸餾水100 mL。測定參數(shù)設(shè)定為: 從30€開始計時,以7. 5'C/min的速度升溫至95'C,保持5 min, 然后以7. 5’C/min的速度降溫至5CTC ,恒溫1 min。
5)pH值對淀粉糊黏度的影響:在2%淀粉乳中,用0. 1 mol/L HC1 或 0• 1 mol/L NaOH 溶液調(diào) pH 值為 2、4、6、8、10、 12,加熱糊化。在25'C,用1號轉(zhuǎn)子在60 r/min轉(zhuǎn)速時測定不同 pH值下淀粉糊黏度。
2結(jié)果與分析
2.1淀粉顆粒形貌觀察
用雙筒光學(xué)顯微鏡觀察淀粉顆粒形貌,圖1為不同處理太 白葛根淀粉材料的形貌觀察結(jié)果。可以看出,太白葛根原淀粉粒 相對較小,大小不一,呈多角形。太白葛根原淀粉粒表面均有凹 陷點,這可能與淀粉提取時機(jī)械作用或植物酶的酶解作用有 關(guān)w。超髙壓處理對太白葛根淀粉粒的大小和形貌沒有顯著影 響。
淀粉糊透明度是淀粉理化特性的一個重要指標(biāo)。淀粉糊的 透明度大小,因淀粉品種的不同而不同,支鏈淀粉含量越高,其 透明度越大。以透光率表示淀粉糊的透明度,透光率越髙,糊的 透明度越大。6種淀粉材料淀粉糊的透光率測定結(jié)果見表1。
表1淀粉糊的透明度
由表1可以看出,超高壓處理可使太白葛根淀粉糊透明度 明顯增大。這可能是由于超高壓處理破壞了淀粉分子內(nèi)部的一 些化學(xué)鍵合,使得其部分次級化學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,導(dǎo)致透明度增 大。300 MPa的高壓處理可使太白葛根淀粉糊的透明度明顯增 大。太白葛根淀粉和經(jīng)超高壓處理過淀粉均可用于果凍、飲料等 食品加工,賦予產(chǎn)品良好的外觀。
2.3淀粉糊凝膠凍融穩(wěn)定性比較
太白葛根原淀粉的凍融穩(wěn)定性高,具有較高的保水性能和 良好的彈性。超髙壓處理后,太白葛根淀粉凝膠凍融穩(wěn)定性均變 差,保水性能下降,易脫水。300 MPa的高壓處理對太白葛根淀 粉糊凝膠凍融穩(wěn)定性影響最大,使其保水性能顯著下降。但500 MPa的高壓處理的保水性比300 MPa的還要好,這與超高壓處 理導(dǎo)致淀粉分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化、與水結(jié)合的能力下降有關(guān)。 太白葛根原淀粉的凝膠凍融穩(wěn)定性最好,適宜作為填充料或食 品添加劑用于食品加工中。
表2淀粉糊凝膠凍融穩(wěn)定性
Table 2 Freezing-thawing stability of starch paste gel
樣 品彈性脫水收縮情況保水倍數(shù)
太白葛根原淀粉良好少13. 85
300 MPa太白葛根淀粉好多9.60
500 MPa太白葛根淀粉好少12. 56
2.4糊化特性
與太白葛根原淀粉的峰值黏度相比,300 MPa的處理使得 太白葛根淀粉糊化溫度、最終黏度略有提高,而峰值黏度、破損 值明顯下降,500 MPa的處理使得太白葛根淀粉糊化溫度、最終 黏度、峰值黏度略有下降、破損值明顯提髙(表.4)。這可能與高壓 處理對太白葛根淀粉鏈狀結(jié)構(gòu)影響程度不同有關(guān)[15’16]。
表4淀粉糊化特性
Table 4 Paste properties of starch
樣品糊化溫度
/.C峰值黏度 /BU破損值
/BU最終黏度 /BU回生值
/BU
太白葛根原淀粉76.4450135530215
300 MPa太白葛根淀粉76.840988535214
500 MPa太白葛根淀粉74.7444158498212
2.S pH值對淀粉糊黏度的影響
表5為pH值對不同淀粉糊黏度的影響??梢钥闯觯谒嵝?條件下,隨著pH值由2增大到4時,淀粉糊黏度呈增大趨勢,在 PH = 6時,不同處理的淀粉糊黏度出現(xiàn)有最低值;而在堿性條件
Table 1 Transparency ol starch paste
樣品透光率/%
太白葛根原淀粉4.3
300 MPa葛根淀粉6.3
500 MPa葛根淀粉6.9
表5 pH值對淀粉糊黏度的影響
Table 5 Influence of pH value on starch paste viscosity
MPa • s
pH值
擇a
24681012
太白葛根原淀粉4.96.43.99.723.635.5
300 MPa太白葛根淀粉4.87.35.18.59.014,5
500 MPa太白葛根淀粉4.05.44.26.712.415.9
下,隨著pH值由8增大到12時,淀粉糊黏度急劇增大。經(jīng)過髙 壓處理的太白葛根淀粉糊黏度對pH值的穩(wěn)定性優(yōu)于太白葛根 原淀粉。高壓處理可以改善太白葛根淀粉糊黏度對pH值的穩(wěn)定 性。利用太白葛根淀粉糊黏度對pH值的相對穩(wěn)定性和其增稠能 力強(qiáng)的特性,可將其用作罐頭食品的增稠劑。
3結(jié)論
超髙壓處理對太白葛根淀粉的顆粒大小和形態(tài)沒有明顯影 響。太白葛根原淀粉糊的透明度較髙,超高壓處理可使太白葛根 淀粉糊•的透明度增大,超髙壓處理可以改善淀粉糊的透明度。太 白葛根原淀粉糊的凍融穩(wěn)定性高,但超髙壓處理會降低淀粉糊 -的凍融穩(wěn)定性。太白葛根原淀粉糊的增稠能力,黏度熱穩(wěn)定性較 好,不易老化。超髙壓處理對太白葛根淀粉的增稠能力和回生能 力影響不大,300 MPa的處理可明顯改善太白葛根淀粉糊的黏 度熱穩(wěn)定性。超髙壓處理可以提髙太白葛根淀粉糊黏度對pH值 的穩(wěn)定性。