白栎淀粉的特性

尹月斌，涂宗财,2,*，王 辉，张 朋，张 露，寇 玉，黄小琴

(1.南昌大学 食品科学与技术国家重点实验室，江西 南昌 330047；2.江西师范大学生命科学学院，江西 南昌 330022)

白栎淀粉的特性

尹月斌1，涂宗财1,2,*，王 辉1，张 朋1，张 露1，寇 玉1，黄小琴1

(1.南昌大学 食品科学与技术国家重点实验室，江西 南昌 330047；2.江西师范大学生命科学学院，江西 南昌 330022)

采用X射线衍射仪、粒度仪、差示扫描量热仪(DSC)、分光光度计、质构仪等对白栎淀粉的结构及性质进行研究，并与玉米淀粉进行比较。结果表明：白栎淀粉颗粒粒径较小，平均粒径为3.15μm，结晶结构属A型，直链淀粉含量18.90%，糊化温度为72.3～84.7℃；白栎淀粉溶解性和膨润力高于玉米淀粉；白栎淀粉糊具有透明度低、凝沉性大、冻融稳定性差、黏度小、酶解率较高的特点；质构分析表明白栎淀粉糊凝胶强度较大，质地和口感较好。

白栎；淀粉；性质；结晶结构；质构

白栎(Quercus fabric Hance)系壳斗科(Fagaceae)栎属落叶乔木，高10～20m，喜光和温暖气候，耐干旱瘠薄，萌芽能力强，在经常砍伐的情况下萌蘖成灌木状，是用作水土保持和薪柴等用途的优良树种。白栎主要分布于我国淮河以南、长江流域、华南、西南各省区，江西省的低丘山场均有分布，一般生长于海拔1900m以下丘陵山区及山坡杂林木中[1]。白栎的木材强度高，用途极广泛，亦可用于培养香菇、木耳及造纸；果实富含淀粉，可酿酒、制豆腐、饲料和粉丝，是名副其实的绿色食品；落叶可改良土壤；树皮、壳斗可提制栲胶等。有些省区把栎属种类的坚果都称为橡实，因此白栎的坚果是橡实的一种[2]。

Lei等[3]对白栎中的鞣花单宁进行了研究；林世铮等[4]介绍了采用白栎淀粉制作腐干的工艺；沈宝江等[5]观察了白栎的果实形态和结果特性；闵嗣番[6]、刘仁林[7]、汪玉如[2]等分别研究了白栎果实的6大营养成分、矿质元素积累动态规律；刘仁林等[8]还进行了白栎淀粉提取工艺、栎粉保藏工艺以及栎粉豆腐加工技术的研究。目前国内外对白栎淀粉特性研究较少，本实验对白栎淀粉结构及理化特性进行研究，有利于人们进一步了解白栎，开发白栎产品。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

白栎 江西万安；玉米淀粉 北京厨大妈食品有限公司；直链淀粉标品 美国Sigma公司。

乙醇、a-淀粉酶、硫酸、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、氢氧化钠、碘、碘化钾、葡萄糖等均为分析纯。

1.2 仪器与设备

多功能X射线衍射仪 英国Bede公司；Nicomp380 ZLS激光纳米粒度仪 美国PSS粒度分析仪公司；飞鸽牌TDL-5-A型离心机 上海安亭科学仪器厂；T6新世纪紫外-可见分光光度计 北京普析通用仪器有限责任公司；差示扫描量热仪 美国PE公司；NDJ-8S型数显黏度计 上海精密科学仪器有限公司；CT3质构仪 美国Brookf i eld公司。

1.3 方法

1.3.1 白栎淀粉制备工艺

白栎→仁壳分离→水洗→清水浸泡7d(每天换水2次)→磨浆→打浆→200目滤布过滤→沉降→滤水→沉淀干燥→白栎淀粉→粉碎过筛→白栎淀粉

1.3.2 白栎淀粉及其直链淀粉含量测定

淀粉测定参照GB/T 5009.9ü2008《食品中淀粉含量测定》第一法酶水解法；直链淀粉测定参照GB/T 15683ü2008《大米直链淀粉含量的测定》。

1.3.3 白栎淀粉粒度分布测定

将样品配制成质量浓度1g/100mL的溶液，用乙醇为分散剂，采用Nicomp380 ZLS激光纳米粒度仪测定淀粉颗粒的微分粒度分布和平均粒径。

1.3.4 白栎淀粉结晶结构

用X射线衍射仪进行测试得到相应的衍射图，分析淀粉结晶结构的变化。测定条件：特征衍射线Cu-Kα靶，石墨单色器，管压40kV，电流40mA，扫描范围3e～40e，步长0.02e/2θ，扫描速率2e/min。相对结晶度按公式(1)计算。

式中：Ia是X射线衍射图谱中非结晶区的面积；Ic是结晶区的面积。

1.3.5 白栎淀粉溶解度和膨润力的测定[9-10]

配制质量浓度为2g/100mL的淀粉乳，取50mL在70℃水浴中搅拌加热30min，于离心管中以3000r/min离心20min，将上清液倾入已烘干至恒质量的铝盒中，置于90℃水浴中蒸干，在105℃条件下烘干至恒质量，得被溶解淀粉质量(m1)，称取离心管沉淀物质量(m2)，按公式(2)、(3)计算其溶解度(S)和膨润力。

式中：m为淀粉样品干基质量/g。

1.3.6 白栎淀粉糊化温度测定[11]

用样品铝盒称取3.0mg左右的样品，按样品、水质量比1:2的比例加入去离子水，密封后隔夜放置平衡。用差示扫描量热仪(DSC)对糊化温度进行测定。扫描温度从30℃到120℃，扫描速率为10℃/min。空盘作为参比，记录起始温度(To)、峰值温度(Tp)、终了温度(Tc)和热焓值(ΔH)。

1.3.7 白栎淀粉糊透明度的测定[10]

称取一定量的淀粉样品，配成质量浓度1g/100mL的淀粉乳，取50mL放于100mL烧杯中，置沸水浴中加热搅拌15min，并保持淀粉乳的体积不变。冷却至25℃，以蒸馏水作参照，设蒸馏水的透光率为100%，在620nm波长处测定淀粉糊的透光率。

1.3.8 白栎淀粉糊凝沉性的测定[12]

称取一定量的淀粉样品，配制质量浓度为1g/100mL的淀粉乳，在沸水浴中加热搅拌30min，冷却至室温，取10mL置于25mL的具塞刻度试管中，静置，沉降24h后，下层糊液的体积即为沉降积。

1.3.9 白栎淀粉糊冻融稳定性的测定[13]

称取一定量样品，置于烧杯中，配成质量浓度3g/100mL的淀粉乳，置入沸水浴中20min，冷却至室温。取约30mL倒入预先已称质量的50mL离心管内，称质量。置入冰箱内，—18℃条件下冷冻18h，取出，室温自然解冻6h。重复上述实验2次，在3000r/min离心20min，去上清液称质量，按公式(4)计算析水率。

式中：m0为离心管质量/g；m1为样品和离心管质量/g；m2为离心后沉淀和离心管质量/g。

1.3.10 白栎淀粉糊黏度的测定

将淀粉样品配成质量浓度为5g/100mL的溶液，沸水浴30min使其糊化溶解，冷却后采用NDJ-8S型数显黏度计3号转子，60r/min转速下测定淀粉糊的黏度。

1.3.11 白栎淀粉糊酶解率的测定

准确称取1.0g淀粉(m)溶于30mL磷酸缓冲液(0.2mol/L、pH6.9)，沸水浴中加热30min，待冷却到25℃后加入320单位的a-淀粉酶。60℃恒温水浴酶解2h后，用5mL 1.0g/100mL的硫酸终止酶解反应。离心后用80%乙醇洗未被酶解的产物，再次离心后于80℃烘箱内将沉淀物干燥至恒质量(m1)，同时每个样品在不加酶的条件下做同样的操作以校正可溶性糖质量(m2)[14]。淀粉酶解率表示为酶解后淀粉质量减少率，按式(5)计算酶解率。

称取一定量的淀粉样品，配成10g/100mL淀粉乳，在沸水中加热30min，搅拌使之完全糊化，冷却至室温后用CT3型质构仪测定其质构特性(硬度、弹性、内聚性、胶着性、咀嚼性)。测定参数为：测试类型TPA质构分析，探头TA10，TA-RT-KIT旋转基台，样品规格20mmh20mm，预测试速率2mm/s，测试速率1mm/s，返回速率1mm/s，目标值5mm，间隔时间5s，数据记录10点/s，负载单元100g。

2 结果与分析

2.1 白栎淀粉含量、粒径及溶解性

表 1 白栎淀粉含量、粒径及溶解性的测定Table 1 Starch content, particle size and solubility of Quercus fabricHance

由表1可知，白栎淀粉含量及直链淀粉含量都比玉米淀粉含量低，白栎淀粉平均粒径为3.15μm，与玉米淀粉平均粒径相比颗粒相对较小。而直链淀粉含量与粒径大小会直接影响淀粉的糊化特性，故白栎淀粉与玉米淀粉存在较大差异。溶解度与膨润力反映了淀粉与水之间相互作用的大小。白栎淀粉的溶解度和膨润力都不大，但都大于玉米淀粉，说明白栎淀粉较玉米淀粉易溶解吸水膨胀。

2.2 白栎淀粉晶体结构

Hance starch and corn starch图 1 白栎淀粉的X射线衍射图谱Fig.1X-ray diffrance pattens of Quercus fabric

由图1可知，淀粉的X 射线衍射图谱由尖峰衍射特征和弥散衍射特征两部分组成，是典型多晶体系的衍射曲线，说明淀粉结晶结构包括结晶区与非结晶区(无定形区)。白栎淀粉和玉米淀粉在2θ为15.1e、17.2e、18e、23.5e附近都有强特征衍射峰，呈现与玉米淀粉相同的A型结晶形态，由此推断白栎淀粉晶体结构也为A型。经计算得知白栎淀粉和玉米淀粉结晶度分别为48.1%和26.5%，这可能主要由于白栎淀粉的支链淀粉比玉米淀粉含量高，而支链淀粉主要形成结晶区，故白栎淀粉结晶度更大。

2.3 白栎淀粉糊化温度

由表2可知，白栎淀粉的糊化温度高于玉米淀粉的糊化温度，这主要与白栎淀粉的颗粒大小、淀粉组成及结晶结构等有关。一般来说，小颗粒淀粉内部结构紧密，糊化温度比大颗粒高；支链淀粉含量高，结晶度大，糊化温度和糊化焓也增大[17]。白栎淀粉颗粒粒径比玉米淀粉小，支链淀粉含量高，故其糊化温度更高。

2．在研究内容上，中日都试图从影响与被影响的关系中寻求思想源头，从政治与文学的关系，即文学语言与民族国家的相互影响相互作用即共生关系着眼，这也是为了进一步明晰文学的本质。

表 2 白栎淀粉的糊化参数Table 2 Gelatinization parameters of Quercus fabric Hance starch and corn starch

2.4 白栎淀粉糊的特性

表 3 白栎淀粉糊的特性Table 3Paste properties of Querus fabric Hance starch and corn starch

透明度是淀粉糊所表现出的重要外在特征之一，直接关系到淀粉类产品的外观和用途[18]。冷冻和解冻会使淀粉糊出现脱水收缩的现象，这是由于冷冻是一个剧烈的过程，会对淀粉糊的结构造成严重破坏[19]。析水率越低，冻融稳定效果越好。由表3可知，白栎淀粉的透明度、凝沉性、冻融稳定性比玉米淀粉差，黏度比玉米淀粉小，而酶解率比玉米淀粉大，这与淀粉糊化程度有关，说明白栎淀粉更易水解。

2.5 白栎淀粉质构特性

表 4 白栎淀粉质构特性参数Table 4 Texture prof i le analysis (TPA) parameters of Quercus fabric Hance starch and corn starch

由表4可知，白栎淀粉硬度、黏性、胶着性比玉米淀粉大，说明白栎淀粉凝胶强度较大，具有较好的质地；而弹性、咀嚼性和内聚性比玉米淀粉小，说明白栎淀粉凝胶易破碎、口感较好、适宜食用。

3 结 论

3.1 白栎淀粉颗粒结构测定表明其属A型结晶结构，颗粒粒径较小，平均粒径为3.15μm。白栎淀粉直链淀粉含量为18.90%。

3.2 白栎淀粉溶解性和膨润力高于玉米淀粉。白栎淀粉糊透明度低、凝沉性大、冻融稳定性差、黏度小、酶解率较高。白栎淀粉糊经质构分析表明其硬度和黏性较大，咀嚼性和内聚性比玉米淀粉小，具有较好的质地和口感。

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Characteristics of Starch from Quercus fabric Hance

YIN Yue-bin1，TU Zong-cai1,2,*，WANG Hui1，ZHANG Peng1，ZHANG Lu1，KOU Yu1，HUANG Xiao-qin1
(1. State Key Laboratory of Food Science and Technology, Nanchang University, Nanchang 330047, China；2. College of Life Science, Jiangxi Normal University, Nanchang 330022, China)

The structure and properties of starch extracted from Quercus fabric Hance were systematically studied using X-ray diffraction (XRD) spectroscopy, laser scattering spectroscopy, differential scanning calorimetry (DSC), spectrophotometry and texture analysis and were compared with those of corn starch. The results indicated that Quercus fabric Hance starch had quite small granules with an average size of 3.15 μm. This starch contained 18.90% of amylase and had a gelatinization temperature ranging from 72.3 to 84.7 ℃. The X-ray pattern indicated that it belonged to crystal structure type A. The solubility and swelling power were bigger than those of corn starch. Quercus fabric Hance starch paste showed low transparency, strong retrogradation, poor freeze-thaw stability, small viscosity and high enzymatic hydrolyzability. Furthermore, texture analysis indicated its high gel strength and good texture and taste.

Quercus fabric Hance；starch；property；crystal structure；texture

TS235.5

A

1002-6630(2013)01-0057-04

2011-11-01

教育部博士点专项基金项目(20093601110003)

尹月斌(1988ü)，男，硕士研究生，研究方向为食品科学。E-mail：yinyuebin2008@163.com

*通信作者：涂宗财(1965ü)，男，教授，博士，研究方向为食品资源开发与利用。E-mail：tuzc_mail@yahoo.com.cn