谷朊粉对不同淀粉糊化特性和质构特性的影响

熊 柳 张兆丽 吕传萍 孙庆杰

(青岛农业大学食品科学与工程学院，青岛 266109)

谷朊粉对不同淀粉糊化特性和质构特性的影响

熊 柳 张兆丽 吕传萍 孙庆杰

(青岛农业大学食品科学与工程学院，青岛 266109)

研究了谷朊粉对马铃薯淀粉、红薯淀粉、玉米淀粉、绿豆淀粉、小麦淀粉、大米淀粉、大米粉的糊化特性、质构特性及回生性的影响。通过RVA数据分析表明，谷朊粉添加量为0%～25%时，淀粉的糊化温度没有显著变化，峰值黏度、低谷黏度、最终黏度、衰减值和回生值均随谷朊粉添加量的增加而升高。通过TPA分析，淀粉凝胶的弹性无显著变化，硬度均呈现下降，马铃薯淀粉、红薯淀粉、玉米淀粉、绿豆淀粉、大米淀粉、大米粉的硬度分别下降了50.45%、6.58%、5.71%、54.97%、78.26%、59.90%。添加了谷朊粉后，随着贮藏时间的延长，淀粉样品的硬度增加，回生性升高，其中绿豆淀粉、马铃薯淀粉、大米淀粉和大米粉的回生性显著升高。

谷朊粉 淀粉 质构 回生性

谷朊粉亦称活性面筋粉，是从小麦中提取而出的粉状蛋白质。谷朊粉的蛋白质质量分数在80%以上，且氨基酸组成比较齐全，是营养丰富、物美价廉的植物性蛋白源。马铃薯淀粉是一种重要的工业原料，广泛应用于食品、医药、纺织、造纸、精细化工和包装材料等工业［1］。红薯淀粉常被用于工业生产，例如造纸业、纺织业、食品加工业、胶黏剂生产以及其他领域。玉米淀粉是许多领域的原料，用途广泛，主要用于食品、造纸与纺织等工业［2］。绿豆淀粉应用也非常广泛，主要是食用和药用。大米淀粉广泛应用于食品业、化妆品业、造纸业等［3］，目前，国内外正积极研究大米淀粉的其他用途，例如多孔淀粉的研究等［4］。淀粉的应用主要是利用淀粉糊化后产生的淀粉糊，而淀粉糊的黏度性质对于淀粉的应用尤为重要。不同的淀粉具有不同的黏度性质，同一淀粉在不同条件下的黏度性质也有差别［5－6］。

目前，国内对谷朊粉的研究仅限于工艺上及谷朊粉对小麦粉的影响，而谷朊粉对淀粉性质的影响却未见报道，本试验研究了谷朊粉对马铃薯淀粉、红薯淀粉、玉米淀粉、绿豆淀粉、小麦淀粉、大米淀粉、大米粉等原料的影响，以期为谷朊粉在食品上的应用提供更加广阔的参考，也为各种淀粉的研究发展提供一定的依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

谷朊粉:青岛市城阳区诚信谷物公司;粳米:市售;马铃薯淀粉、红薯淀粉、玉米淀粉、小麦淀粉:潍坊青州市正宜调味食品有限公司;绿豆淀粉:龙口伊村外贸联营粉丝生产厂。

1.2 仪器与设备

低速大容量离心机:上海精宏设备公司;FE220型中型粉碎机:北京中兴伟业仪器有限公司;水分测定仪:北京赛多利斯仪器有限公司;TA.XT.Plus物性测定仪:北京微迅超技仪器技术有限公司;快速黏度测定仪(RVA):澳大利亚Newport Scientific Instruments公司;悬臂式搅拌机:杭州普惠科技有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 大米淀粉的提取

洗涤→晾干→研磨→过筛→溶解于0.225% Na2S2O5溶液中→过滤→重复过滤5～6次→离心(3 000 r/min，20 min)→用甲苯去除蛋白质→洗涤→重复去除蛋白质→离心(3 000 r/min，20 min)→重复离心→用乙醇洗涤→离心→重复离心→过滤→洗涤→烘干→测定提取的淀粉的纯度

1.3.2 各种样品的制备

分别向马铃薯淀粉、红薯淀粉、玉米淀粉、绿豆淀粉、小麦淀粉、大米淀粉和大米粉等样品中添加5%、10%、15%、20%、25%谷朊粉。

1.3.3 测定淀粉的糊化特性

测定各组样品(加入不同比例谷朊粉)的水分，根据水分校正表正确称取适量样品，用移液管准确移取25 mL蒸馏水，放入铝盒小罐中进行糊化，运用快速黏度测定仪测定，记录数据描绘曲线。对其他6种样品重复相同的操作。每个样品重复测定3次。

1.3.4 测定淀粉的质构特性

将从快速黏度测定仪中取出的铝盒小罐冷却至室温后，放于4℃的冰箱中保存24 h后测定样品的TPA，并记录数据描绘曲线。对其他6种样品重复相同的操作。TPA模式，其具体参数设置为:测前速度:1.00 mm/s;测试速度:0.5 mm/s;测后速度: 2 mm/s;压缩率为:40%;探头为:P/0.5R。

1.3.5 测定谷朊粉对淀粉回生性的影响

分析TPA数据和RVA数据，根据添加了谷朊粉的淀粉的物理性质变化和RVA数据变化，找出各谷朊粉添加量的最适组分，根据确定的最适组分，将添加了谷朊粉的各种淀粉样品糊化成凝胶后，将同种样品分别放置不同时间(0～5 d)，室温下和4℃分别作对照，通过测定15%的谷朊粉添加量的不同样品不同贮藏时间的TPA来判断淀粉凝胶的回生性。

2 结果与分析

2.1 谷朊粉对各种淀粉糊化特性的影响

采用RVA仪测定淀粉黏度特征值峰值黏度(peak viscosity，PV)、低谷黏度(through viscosity，TV)、最终黏度(final viscosity，FV)、衰减值(break down，BD)、回生值(setback，SB)和糊化温度(pasting temperature，PTP)。分析试验结果(表1～表7)即可得到谷朊粉对淀粉样品糊化特性的影响。

表1 不同谷朊粉添加量对马铃薯淀粉RVA的影响

表2 不同谷朊粉添加量对红薯淀粉RVA的影响

表3 不同谷朊粉添加量对玉米淀粉RVA的影响

表4 不同谷朊粉添加量对绿豆淀粉RVA的影响

表5 不同谷朊粉添加量对小麦淀粉RVA的影响

表6 不同谷朊粉添加量对大米淀粉RVA的影响

表7 不同谷朊粉添加量对大米粉RVA的影响

从表1～表7可以看出，添加了谷朊粉后，除了大米淀粉和大米粉外，其他淀粉样品的糊化温度没有较大变化，其他5种样品在添加了谷朊粉后，各种淀粉样品的糊化温度均均变化不大;添加了谷朊粉，各种淀粉的峰值黏度、低谷黏度、最终黏度都随谷朊粉添加量的增多而下降;除了大米淀粉和大米粉外，其他各种淀粉均随谷朊粉添加量的增多衰减值在降低，根据舒庆尧等［7］的研究，稻米蒸煮食味品质与RVA谱是密切关联的，公认食味较好品种的RVA谱回生值大多在100 RVU以上，而衰减值小于25 RVU，且多数为负值;相反，食味差的品种回生值低于36 RVU，而衰减值高于80 RVU，这说明，添加适量的谷朊粉，对稻米的蒸煮食味品质的提升是有帮助的;同时，从数据中可以得出样品的回生值均呈现均匀的下降趋势。这是因为，谷朊粉形成的网状结构包裹了淀粉，抑制了淀粉的溶胀，引起黏度值的下降。

2.2 谷朊粉对各种淀粉质构特性的影响

在物性测试试验中，主要通过分析糊化淀粉冷却后形成的凝胶的弹性和硬度两个指标来衡量淀粉的物理性质。

2.2.1 添加不同含量谷朊粉的淀粉样品的硬度分析

从图1可以看出，绿豆淀粉硬度最大，其次是玉米淀粉，添加了谷朊粉后，6种淀粉样品总体均呈现硬度下降的现象，但是，绿豆淀粉随谷朊粉含量的增多硬度下降的趋势最为明显。当马铃薯淀粉样品中谷朊粉添加量为10%～25%之间时，硬度下降较快。随着谷朊粉添加量的不断增多，红薯淀粉、玉米淀粉、绿豆淀粉和大米粉样品的硬度不断降低，且变化很均匀。随着谷朊粉添加量的不断增多，大米淀粉样品的硬度呈现不断降低的趋势，当谷朊粉添加量在0%～5%时，大米淀粉的硬度几乎不变，当添加量在5%～15%时，大米淀粉的硬度下降很快，达到15%后，硬度变化趋势又趋于平缓。这是因为，添加了谷朊粉后，谷朊粉对淀粉的回生性产生了抑制，因此引起了淀粉凝胶硬度的下降。

图1 谷朊粉添加量对不同淀粉硬度凝胶的影响

2.2.2 添加不同含量谷朊粉的淀粉样品的弹性分析

从图2可以看出，添加了谷朊粉后，绿豆淀粉和大米淀粉的弹性仍小于其他4种样品的弹性，随着谷朊粉添加量的增多，样品本身的弹性没有变化，这说明谷朊粉的添加对各种淀粉的弹性没有影响。

图2 谷朊粉添加量对不同淀粉凝胶弹性的影响

2.3 回生性的研究

在一些产品研究中，回生是制约产品特性的一个重要指标，因此，回生性的研究尤为重要［8］。通过分析谷朊粉对淀粉糊化特性和质构特性的研究，分别添加了15%谷朊粉的马铃薯淀粉、红薯淀粉、玉米淀粉、绿豆淀粉、大米淀粉和大米粉是各淀粉样品中性质最稳定，最具有代表性的，因此选取15%的谷朊粉含量作为淀粉凝胶回生性研究的谷朊粉添加量。

2.3.1 在4℃条件下研究淀粉凝胶的回生性

图3 4℃条件下贮藏不同时间对淀粉凝胶硬度的影响

从图3中可以看出，绿豆淀粉样品的硬度要远大于其他5种淀粉样品的硬度，添加了谷朊粉后，6种淀粉样品的硬度均呈现不同程度的增大趋势，其中马铃薯淀粉样品增大的比例最大，大米淀粉样品硬度增加幅度最小。绿豆淀粉样品、红薯淀粉样品和玉米淀粉样品都是从第3天开始，硬度呈现较大的增幅，马铃薯淀粉样品从第2天开始出现较大增幅，大米粉样品是从第4天才开始出现较大增幅。这说明，随着贮藏时间的延长，各种淀粉样品的硬度均增大，回生性升高。

2.3.2 在室温条件下研究淀粉凝胶的回生性

从图4可以看出，6种淀粉样品的硬度在前3天均出现不同程度的增加，其中马铃薯淀粉样品从第2天开始呈现较大增幅，红薯淀粉样品、玉米淀粉样品和绿豆淀粉样品从第3天开始出现较大增幅，大米淀粉在5天中均呈现较均匀的增幅，大米粉从第4天开始出现较大增幅。这说明，随着贮藏时间的延长，淀粉样品在室温下的硬度不断增加，回生性升高。

图4 室温条件下贮藏不同时间对淀粉凝胶硬度的影响

综合观察图3和图4发现，分别在室温下和冰箱中的同种样品随着时间对的延长，样品硬度呈现几乎相同的变化趋势，但冰箱中的样品硬度变化要比室温下的样品硬度变化显著。

3 结论

通过试验可知，添加谷朊粉后，谷朊粉会对淀粉的糊化特性和质构特性产生一定的影响，使淀粉的硬度增加，但弹性变化不大，对淀粉含量高的产品可以降低硬度。淀粉的糊化温度变化不大，峰值黏度、低谷黏度、最终黏度、衰减黏度和回生值黏度均随谷朊粉添加量的增多而减小。同时，通过研究淀粉的回生性发现，随着贮藏时间的延长，淀粉样品的硬度增加，回生性升高。

［1］马晓冬，钟浩.马铃薯淀粉的研究及在工业中的应用［J］.农产品加工:学刊，2008，2:59－61

［2］张博雅，王云峰，张鹤亮.中国玉米深加工生产发展现状［J］.河北北方学院学报(自然科学版)，2008，8:29－31

［3］Schoch T J.Starch Chemistry and Technology:Vo1 2［M］. NewYork:Academic Press lnc.，1967:79－86

［4］Yao Weirong，Yao Huiyuan.Adsorbent characteristics of porous starch［J］.Starch/Starke，2002，54:260－263

［5］顾正彪.淀粉的糊化与回生［J］.淀粉与淀粉糖，1992(1): 32－33

［6］阮文海，金建忠.某些食品辅料对大米淀粉糊化的影响［J］，淀粉与淀粉糖.1997(4):14－16

［7］舒庆尧，吴殿星，夏英武，等.稻米淀粉RVA谱特征与食用品质的关系［J］.中国农业科学，1998，31(3):1－4

［8］魏西根，许琳，刘建伟.大米淀粉回生的研究进展［J］.农产品加工:学刊，2007(10):32－34.

Effects of Gluten on Pasting and Texture Properties of Different Starches

Xiong Liu Zhang Zhaoli Lv Chuanping Sun Qingjie
(College of Food Science＆Engineering，Qingdao Agricultural University，Qingdao 266109)

The effects of gluten on the pasting，texture properties and retrogradation of potato starch，sweet potato starch，corn starch，mung bean starch，wheat starch，rice starch and rice flour were studied.Results:By analysis of RVA data，when gluten addition dosage is between 0%and 25%，there is few change for pasting temperature of starch，while peak viscosity，trough viscosity，final viscosity，breakdown and setback decrease.By analysis of TPA data，the springiness of starch gel does not change much，while starch gel hardness decreases for potato starch，sweet potato starch，corn starch，mung bean starch，rice starch and rice flour by 50.45%，5.71%，5.71%，54.97%，78.26%，59.90%，respectively.After adding gluten，with extending storage time，the starch hardness and retrogradation increase.Among these samples，retrogradation of mung bean starch，potato starch，rice starch and rice flour increase significantly.

gluten，starch，texture feature，retrogradation

TS231 文献标识码:A 文章编号:1003－0174(2010)11－0029－04

青岛农业大学高层次人才启动基金(630511)

2009－11－06

熊柳，女，1975年出生，硕士，讲师，粮食、油脂与蛋白质工程

孙庆杰，男，1970年出生，博士，教授，粮食、油脂与蛋白质工程