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甘肃四种杂豆淀粉理化特性分析与应用

郭神旺  
【摘要】:杂豆广泛分布于我国西北地区,具有高蛋白、中淀粉、低脂肪的组成特点。作为杂豆的主要成分,其淀粉的研究远落后于蛋白以及谷物、薯类淀粉的研究,因此有必要对其淀粉进行较深入的研究,以期为杂豆资源的开发利用提供依据和指导。本文选用产自于甘肃环县的四种杂豆,三角豌豆、小白芸豆、白豌豆、麻豌豆,采用湿法提取淀粉,系统分析了四种杂豆淀粉的颗粒特性、糊特性,研究了加工介质对小白芸豆淀粉糊及凝胶特性的影响及其凝胶的老化结晶过程,采用压热协同酶法制备小白芸豆抗性淀粉和双氧水氧化制备三角豌豆氧化淀粉,取得以下结论: 四种豆类淀粉颗粒表面光滑,一般大颗粒呈卵圆形或肾形,少数小颗粒为球形;偏光十字较为明显,多呈“X”形或斜十字形,交叉点一般都位于颗粒中心,但部分淀粉颗粒呈现出明显的多脐点现象;其直链淀粉含量高低依次为麻豌豆淀粉小白芸豆淀粉白豌豆淀粉三角豌豆淀粉绿豆淀粉,都远高于马铃薯淀粉和玉米淀粉;颗粒平均大小处于21~29μm间,介于马铃薯淀粉和玉米淀粉之间;颗粒的结晶类型与绿豆淀粉颗粒相同,均为C型结晶,属限制型膨胀淀粉。四种杂豆淀粉的起始糊化温度处于72.2~79℃间,杂豆淀粉均比马铃薯淀粉难糊化,峰值黏度均低于马铃薯淀粉,均具有较高的冷热糊稳定性;杂豆淀粉糊的透明度均低于马铃薯淀粉,杂豆淀粉糊极不稳定,凝沉速度极快,且冻融稳定性都较差。 小白芸豆淀粉糊凝沉极快,适宜制备凝胶制品,且不同浓度的盐、蔗糖、酸、碱面都会对小白芸豆淀粉糊黏度特性及凝胶质构造成不同程度的影响。经过10d的质构分析,小白芸豆淀粉凝胶(液料比5:1)在4℃储存温度下的老化(硬度变化为指标)Avrami模型为: θ=1-exp(-0.569t~(0.4178))。分阶段考虑(分为前16h和后8d),可得凝胶前期老化主要为直链淀粉的结晶,后期主要则为支链淀粉的重结晶。 通过压热协同酶解法制备小白芸豆抗性淀粉的较优工艺为5%淀粉乳在普鲁兰酶6PUN/g,酶解16h,然后在4℃贮藏2d。经过处理,小白芸豆淀粉颗粒由原来的光滑椭球形外表变成不规则的坚硬结晶体;同时压热处理结晶后,淀粉衍射峰趋于呈弥散状态,结晶度较低;而压热协同酶解处理结晶后,淀粉衍射峰呈尖峰特征,属于明显的B型结晶,更加难以消化。 双氧水氧化制备山黧豆氧化淀粉,最佳制备工艺条件为山黧豆淀粉10g,配制成12%的淀粉乳,催化剂0.01%CuSO4在双氧水用量25mL/10g、温度50℃、pH中性、反应4h。以上四因素对氧化淀粉羧基含量影响的主次顺序为:双氧水用量反应温度pH反应时间,其中双氧水的用量对氧化淀粉中羧基含量呈影响极显著。经过氧化,其颗粒受到了明显的损伤,但偏光十字依然明显,说明其结晶结构尚未完全破坏,白度变化不明显,溶解度随温度明显增加并且均高于原淀粉,但膨胀势随温度变化不明显且总体都低于原淀粉,同时糊透明度远高于原淀粉。 总之,杂豆淀粉理化特性一般介于马铃薯和玉米之间,其淀粉颗粒较大且都出现多脐点现象,X-射线衍射图谱为C型,直链淀粉含量远高于马铃淀粉和玉米淀粉,属限制型膨胀淀粉,具有较高的冷糊、热糊稳定性,淀粉糊凝沉速度快,冻融稳定性较差。可见,杂豆淀粉可耐受高温处理,但不宜用于冷冻类食品的生产;此外杂豆淀粉凝胶的老化较为迅速,适宜制备凝胶制品,经过不同的加工处理可赋予其独特的消化特性和理化特性,如抗性淀粉、氧化淀粉等。


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