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黄米淀粉理化特性的研究

孟祥艳  
【摘要】: 黄米,Proso Millet(panicum miliaceum L),禾本科,黍属,一年生栽培草本,分布于干旱、半干旱,降雨量少、土壤肥力低的环境;抗逆性强、生长期短;品种繁多,资源丰富,是我国北方的一种主要粮食。黄米富含淀粉,但其开发的程度远不及玉米淀粉、马铃薯淀粉等。研究开发黄米淀粉及探索其在食品工业中的可能应用途径具有重要意义。 本研究以来自中国不同产地(山西吕梁、内蒙包头、甘肃古浪和吉林双辽)的黄米为对象,在对其营养成分分析的基础上,用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、激光粒度散射仪、布拉班德粘度仪、差示扫描量热仪等现代仪器及分析手段,对碱法提取的黄米淀粉基本成分、颗粒形貌、晶体特性、粒度分布、糊化特性、热力学性质、体外消化性等理化特性进行了比较研究。主要结论如下: (1)对不同地区黄米的营养成分进行了较全面的分析。黄米富含淀粉与蛋白质,分别占总量的67.05~73.12%和9.50~12.14%,粗蛋白含量较大米、小麦高。黄米含水量为10.59~12.07%;黄米中矿物元素以Mg、K、Fe、Ca4种为主,其次是Cu;黄米中氨基酸种类齐全,以谷氨酸含量最高,占黄米总量的1.24~1.50%,必需氨基酸以亮氨酸最为丰富,占氨基酸总量的14.41~15.39%;黄米富含不饱和脂肪酸,相对总脂肪酸量而言,含量高达73.6~79.42%,特别是人体必需的亚油酸含量达51.69~61.06%。 (2)对4种黄米淀粉的基本成分进行了分析。淀粉含量范围为82.69~86.30%,粗脂肪含量为0.12~0.22%,粗蛋白含量为0.24~0.58%。4种黄米淀粉中直链淀粉含量为18.52~20.98%,略低于普通玉米淀粉和马铃薯淀粉。 黄米淀粉淀粉颗粒完整,无裂痕,颗粒形状规律,大多为多角形,少部分为圆形。其平均粒径为6.5~7.0μm,粒径范围为0.3~12μm。 黄米淀粉在偏振光下有具有双折射现象且呈现垂直十字交叉,脐点接近颗粒中心。 黄米淀粉的X射线衍射数据与文献的A-型淀粉衍射数据相符,其结晶构型均为A型。 淀粉粒度分布的结果表明,黄米淀粉的粒度分布呈双峰形,第二个峰出现在2.82~14.16μm处,所占比例大。黄米淀粉的体积平均粒度为6.47~6.95μm。 (3)通过对黄米淀粉糊性质的研究发现:黄米淀粉的溶解度、膨胀度、冻融稳定性和透光率都不高;淀粉的布拉班德粘度变化曲线表明,6.0%的4种黄米淀粉成糊温度介于73.00~74.65℃之间:糊峰值粘度品种间差异较大,其中包头样最高为457BU,双辽和古浪样次之,而吕梁样最低为219BU;对比4种黄米淀粉,吕梁和古浪样的热稳定性相对较好,而包头样具有较好的冷稳定性;4种黄米淀粉表观粘度随着温度、NaCl、NaHCO_3浓度、剪切速率的增加而减小,而蔗糖对其有相反的效果,但是糊的表观粘度受上述因素影响变化幅度较小;当pH值<8时,随着pH值的增加,淀粉糊的表观粘度均有一定程度的增加,当pH值>8时,表观粘度逐渐降低,而当pH值>10时,表观粘度都趋于平缓。 采用差示扫描量热法测定了黄米淀粉的糊化温度与热焓。结果表明:黄米淀粉的糊化温度基本在62.81~82.44℃内,热焓为10.40~14.46J/g。 对黄米淀粉凝胶质构特性研究后发现,在8~16%的淀粉浓度范围内,随着淀粉浓度的增加,吕梁和古浪样淀粉凝胶的硬度和咀嚼性逐渐增加,但对包头和双辽样无显著影响,且相同浓度下,各淀粉凝胶硬度的大小关系为:古浪≈吕梁>双辽>包头;淀粉浓度对所有淀粉凝胶的弹性和恢复性都无明显影响。 不同加工处理黄米淀粉的体外消化性试验表明,与未经加工处理相比,煮制、微波、高压、焙烤处理都可大大提高淀粉的体外消化性。其中,煮制、微波和高压处理淀粉的体外消化性较好,且以高压处理最好,微波次之。而焙烤淀粉的体外消化性相对较差。


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