淀粉質(zhì)食品是重要的食品種類(lèi)，其制作通常要在一定的濕 熱和外力作用下形成溶膠和凝膠，進(jìn)命完成某種食品的加 工。不同來(lái)源的淀粉在分子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)上均有較大差異這 些都會(huì)異致K:糊化特性的差異|31»目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)淀粉糊 化特性的研究多集中在溫度[4，1(M3i對(duì)糊化特性的影響，采用快速 黏度分析儀（RVA)標(biāo)準(zhǔn)模式在一定轉(zhuǎn)速下測(cè)試淀粉的糊化過(guò) 程#1。許多淀粉質(zhì)食品須在不同的攪拌等外力作用下加工，以 形成不同質(zhì)地和口感的食品，但淀粉糊化過(guò)程力學(xué)性質(zhì)規(guī)律的 研究少見(jiàn)報(bào)道。

本研究以不同來(lái)源的5種淀粉為原料，采用RVA測(cè)試不同 來(lái)源淀粉的糊化特性，并研究不同攪拌速度對(duì)淀粉漿糊化過(guò)程 和糊化特性的影響，探討淀粉糊化過(guò)程及淀粉糊的力學(xué)穩(wěn)定性,

為淀粉質(zhì)食品的品質(zhì)控制提供依據(jù)。

1材料與方法

1.1材料

大米（秈型)、小麥、玉米、馬鈴薯、蓮子均為市售。采用 堿浸法提取人米淀粉[4],水磨法提取小麥淀粉【1()]、馬鈴薯淀 粉玉米淀粉丨15〗和蓮子淀粉。采用文獻(xiàn)[16]的方法測(cè)得大米、 小麥、玉米、馬鈴薯和蓮子淀粉的碘蘭值（Blue Value, BV) 分別為 0.579, 0.762, 0.658, 0.823 和 0.989。

1.2儀器

RVA—3D型快速黏度分析儀（澳大利亞Newport Scientific PtyLtd.公司），用 TCW (Thermal Cycle for Windows)配套軟件 進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄和分析。

1.3方法

準(zhǔn)確稱(chēng)取一定量的樣品，加入到裝有25.0 mL蒸餾水的樣 品盒中，充分?jǐn)嚢韬螅糜赗VA樣品梢內(nèi)，按照美國(guó)谷物化學(xué) 家協(xié)會(huì)（AACC66-21〉的方法。最初10 s以960r/mhi攪拌，形 成均勻懸濁液后，采用不同轉(zhuǎn)速至試驗(yàn)結(jié)束。測(cè)試過(guò)程的溫度 采用Stdl升溫程序進(jìn)行即初始溫度為50°C保持lrnin,然后 以 12-C/min 升到95°C(3.75 min),在95X：保持2.5 min,再以 降至50^；(3,75 miti)并保持1_5 min,整個(gè)測(cè)定過(guò)程歷時(shí)

12.5min。從而測(cè)出不同淀粉在各種轉(zhuǎn)速攪拌下黏度變化的糊化 曲線，供分析比較。

2結(jié)果與分析

2.1不同來(lái)源淀粉的糊化特性

圖1是5種不同來(lái)源淀粉在160 r/min時(shí)的RVA糊化曲 線，表1是糊化過(guò)程相應(yīng)的特征值。當(dāng)溫度小于淀粉初始糊 化溫度時(shí)，由于淀粉粒僅作有限膨脹[12],淀粉黏度較低，曲 線平坦。隨加熱時(shí)間延長(zhǎng)，支鏈淀粉微晶束萏先熔融tul,淀 粉粒劇烈膨脹，導(dǎo)致黏度的突然上升；隨后，直鏈淀粉向水 中擴(kuò)散，形成膠體網(wǎng)絡(luò)[1U2],淀粉粒充分膨脹，從而使糊化 曲線上升至最高峰，并形成淀粉糊。然后，淀粉粒中支鏈淀 粉分子鏈進(jìn)一步伸展，顆粒破裂，直鏈淀粉進(jìn)一步向水中分 散[14]，導(dǎo)致黏度下降。這一過(guò)程常用降落值表示，反映了淀 粉的熱糊穩(wěn)定性。到達(dá)最低黏度后，隨溫度下降，淀粉糊的 流動(dòng)阻力增大，導(dǎo)致黏度又呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，這一過(guò)程反映了 淀粉冷糊的穩(wěn)定性和老化趨勢(shì)。淀粉黏度曲線的特征與淀粉 的來(lái)源t3_81、顆粒形貌|1AW81、粒徑16]、相對(duì)分子質(zhì)量 、直 鏈淀粉與支鏈淀粉的比例[5，191等因素有關(guān)。

•馬鈴蓴 小麥

.大米

•蓮子

•玉米

s nffrom vartnns snnrces

Table :

表1不同來(lái)源淀粉的糊化特征佴

Gelatinization characteristics of starches from various sources

淀粉來(lái)源起始糊化溫度

rc峰值黏度 /mPas降落值

/mPa，s1〇1升值 /mPa*s

馬鈴薯75.69409--

小麥65.2414216841720

大米81.2612227471680

蓮了78.893923341650

玉米78.0521018442155

注：“-”表示末測(cè)出，轉(zhuǎn)了•轉(zhuǎn)速為160r/min。

7000600050004000300020001000

».|/篇

000|000I

""7 5

256

農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)

2008 年

由圖1和表1可知，5種淀粉中，以小麥淀粉的糊化溫度 最低（表1),這是由于其直鏈淀粉含量較低馬鈴薯和蓮子 淀粉的峰值黏度較高，這是由于它們的直鏈淀粉含量低，并且 粒徑較大，在糊化過(guò)程中淀粉顆粒膨脹程度較大。以蓮子淀 粉的降落值最大，表明溶脹后的蓮子淀粉顆粒強(qiáng)度小，易于破 裂，導(dǎo)致其熱糊穩(wěn)定性差。玉米淀粉的回升值最大，其次依次 為小麥淀粉、大米淀粉和蓮子淀粉，這是由于玉米直鏈淀粉聚 合度高M(jìn)，支鏈淀粉外鏈較長(zhǎng)，因此淀粉易于老化。馬鈴薯淀 粉未觀察到降落值和回升值，表明溶脹后淀粉顆粒強(qiáng)度大，不 易破裂。由于馬鈴薯淀粉的分子聚合度較低[9],支鏈淀粉的外 鏈較短[9\并且號(hào)鈴薯淀粉分子上有天然的磷酸基[21-23],因而 有很強(qiáng)的水合能力，不易老化，冷糊較穩(wěn)定，所以無(wú)黏度降低。 2.2外力對(duì)糊化特性的影響 2. 2.1外力對(duì)糊化過(guò)程的影響

以轉(zhuǎn)子的不同轉(zhuǎn)速表示外力作用的大小。幾種淀粉的黏度 曲線的影響規(guī)律相似，不同轉(zhuǎn)速F的黏度曲線見(jiàn)圖2(玉米淀 粉)。由圖2可知，隨轉(zhuǎn)速增大，曲線特征未發(fā)生變化，但黏度 值下降，表明隨轉(zhuǎn)速增大，切應(yīng)力增人，顆粒破裂程度增大， 導(dǎo)致流動(dòng)阻力下降，因此黏度下降。

〇150300450600750

時(shí)間/s

圖2不同轉(zhuǎn)速下玉米淀粉的黏度曲線 Fig.2 Viscosity curves of com starch at different rotate speeds

2.2.2外力對(duì)糊化溫度的影響

圖3是轉(zhuǎn)速對(duì)起始糊化溫度的影響。由圖3可知，隨轉(zhuǎn)速 增大，大米、馬鈴薯和玉米淀粉起始糊化溫度略有降低，而蓮 子和小麥淀粉的變化較小。

大米淀粉的起始糊化溫度受轉(zhuǎn)速影響較其它淀粉大，小麥 淀粉和蓮子淀粉的起始糊化溫度幾乎不受外力作用影響。這是 因?yàn)榇竺椎矸垲w粒為多面體結(jié)構(gòu)小麥淀粉為球形結(jié)構(gòu)[6]，蓮 子淀粉顆粒主要呈多邊形狀，小顆粒呈球形⑶】，由于越接近球 形的顆粒結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定，抗外力作用能力越強(qiáng)，在外力作用下膨 脹較小，因此糊化溫度變化較小。

2.2.3外力對(duì)峰值黏度的影響

圖4為不同轉(zhuǎn)速對(duì)峰值黏度的影響。由圖4可知，隨轉(zhuǎn)速

增大，峰值黏度減小，這是由于淀粉顆粒糊化時(shí)吸水溶脹而變 軟，隨機(jī)械剪切力作用的增大，破裂程度增大，導(dǎo)致峰值黏度 下降。

圖4外力對(duì)峰值黏度的影響 Fig.4 Efifect of external force on the peak viscosity

不同轉(zhuǎn)速下，馬鈴薯和蓮子淀粉的峰值黏度都很接近，且 它們的峰值黏度最大，其次依次為大米淀粉、玉米淀粉和小麥 淀粉。轉(zhuǎn)速對(duì)蓮子淀粉和馬鈴薯淀粉峰值黏度的影響大于另外 3種淀粉，表明在糊化后，蓮子和馬鈴薯的膨脹淀粉粒和淀粉 糊抗外力作用的能力較低。

2.2.4外力對(duì)降落值的影響

除馬鈴薯外，所有淀粉糊在+同轉(zhuǎn)速下均呈現(xiàn)出不同程度的 降落值。圖5為轉(zhuǎn)速對(duì)淀粉黏度降落值的影響。由圖5可知，隨 轉(zhuǎn)速增大，降落值呈下降趨勢(shì)。表明隨轉(zhuǎn)速增大，到達(dá)峰值黏度 后淀粉顆粒的破裂減弱，熱糊穩(wěn)定性增強(qiáng)。結(jié)合峰值黏度（圖4) 可知，淀粉顆粒的破裂主要是在到達(dá)峰值黏度前產(chǎn)生的。

以蓮子淀粉的降落值最大，其次依次為大米、玉米和小麥 淀粉。轉(zhuǎn)速對(duì)蓮T淀粉降落值的影響大于其它淀粉，表明在糊 化之后，其糊抗外力能力弱，熱糊穩(wěn)定性差。而馬鈴薯淀粉的 熱糊力學(xué)穩(wěn)定性好。

2.2. 5外力對(duì)回升值的影響

圖6為轉(zhuǎn)速對(duì)回升值的影響。由圖6可知，隨轉(zhuǎn)速增大， 回升值下降，表明提卨轉(zhuǎn)速可使淀粉糊膠體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在較低溫

下的穩(wěn)定性增強(qiáng)，冷糊穩(wěn)定性更好。

以玉米淀粉的回升值最大，其次依次為小麥淀粉、大米淀 粉和蓮子淀粉。轉(zhuǎn)速對(duì)蓮子淀粉冋升值的影響最小，表明蓮子 淀粉糊形成的淀粉溶膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較大，不易受到外力作用 的破壞。馬鈴薯淀粉糊在不同轉(zhuǎn)速下均沒(méi)有觀察到黏度的回升 現(xiàn)象，表明其低溫力學(xué)穩(wěn)定性好0

圖6外力對(duì)回井值的影響 Fig.6 EfiFect of external force on the setback value

3結(jié)論

不同來(lái)源淀粉的黏度曲線有差異。以小麥淀粉的糊化溫度 最低；馬鈴薯淀粉糊的黏度和溫度穩(wěn)定性最大，易于制作高強(qiáng) 度食品：馬鈴薯和蓮T淀粉的峰倌黏度較高，冷糊穩(wěn)定性好， 易于制作方便食品；蓮子淀粉的降落值最大，熱糊穩(wěn)定性差， 髙溫下快速攪拌后黏度迅速下降，從而獲得柔軟的食品質(zhì)地； 玉米淀粉糊的N升值最大，易于低溫老化。

外力作用對(duì)淀粉的黏度曲線有影響。較強(qiáng)的外力作用后， 會(huì)導(dǎo)致淀粉糊的強(qiáng)度、黏度和糊化溫度降低，而其抗老化能力 提高。采用較強(qiáng)的外力可制作質(zhì)地均勻、口感柔軟的淀粉質(zhì)食 品a

淀粉糊化的力學(xué)穩(wěn)定性與其顆粒強(qiáng)度有關(guān)，以蓮子和小麥 等原淀粉顆粒強(qiáng)度較大的淀粉糊化起始的力學(xué)穩(wěn)定性好，大米 淀粉最差？以蓮子等淀粉溶脹后強(qiáng)度較小的淀粉的熱糊力學(xué)穩(wěn) 定性較弱，但其淀粉糊的低溫老化力學(xué)穩(wěn)定性好。