冷冻对糯米淀粉回生的影响

张坤生，宁仲娟，连喜军，赵小双

(天津商业大学，天津市食品生物技术重点实验室，生物技术与食品科学学院，天津300134)

糯米淀粉常用于加工汤圆、年糕等食品，这些食品多采用冷冻或冷藏贮藏，贮藏过程糯米淀粉会产生回生现象，影响食品品质。已有文献对糯米淀粉结构、糊化特性、结晶特性、冻融稳定性等做了研究［1－5］，尚未对糯米淀粉冷冻贮藏回生特性做较为详细的研究，为了能更好的确定糯米食品贮藏条件，本实验研究了不同冷冻温度对不同浓度糯米淀粉回生的影响。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

糯米粉 市售，水分含量16.62%(w∶w)，直链淀粉0.52%;高温ɑ－淀粉酶、胰蛋白酶 天津市诺奥科技发展有限公司提供;浓盐酸、氢氧化钠 均为分析纯。

YXQG02手提式电热压力蒸汽消毒器 山东安德医疗科技有限公司;电热恒温水浴锅、DH－101－3BS型电热恒温鼓风干燥箱 天津市中环实验电炉有限公司;BCD－229KB海尔冰箱 青岛海尔股份有限公司;LXJ－Ⅱ离心沉淀机 上海医用分析仪器厂;FA1104N电子天平、YD202N电子天平 上海精密科学仪器有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 糯米淀粉提取 称取1.0kg糯米粉，搅拌加入3.0倍体积量浓度为0.20%的NaOH溶液，搅拌2h后常温静置过夜，倒掉上层碱液，再加入2～3倍量NaOH溶液，多次处理去除糯米中的蛋白质。而后加入3倍量的水搅拌、静置和倾析，反复多次洗出绝大部分的碱，再用少量6.0%HCl溶液调乳pH到6.0，粉浆离心机脱水干燥得到纯净的糯米淀粉样品。

1.2.2 糯米支链淀粉制备 将1.2.1制备所得糯米淀粉按1∶10加水后95℃糊化30min后，加入3倍体积正丁醇，离心除去沉淀，上清液中加入4倍体积的乙醇，沉淀得到糯米支链淀粉。

1.2.3 糯米淀粉回生工艺 市售糯米淀粉称重→溶解→糊化→高压处理→自然冷却→老化→离心→取沉淀→干燥→测定回生率

1.2.4 淀粉回生率测定方法 参考文献［5］。回生后淀粉经淀粉酶、蛋白酶水解后离心、水洗干燥得到回生淀粉质量为M(1)，原糯米淀粉或糯米支链淀粉质量为M(0)，计算淀粉回生率。

回生率(%)=(M(1)/M(0))×100

1.2.5 冷冻对糯米淀粉及其支链淀粉回生的作用将糯米和糯米淀粉分别配制质量浓度为1%、5%、10%、15%和25%的淀粉乳，分别在－1、10、18℃下冷藏，每天测定一次回生率，连续测定7d，每个样品重复3次，取平均值。

1.2.6 糯米淀粉电镜测定 用双面胶带将淀粉粘附于载物台上，用SCD 500离子溅射喷镀仪对其进行喷金，然后用高分辨率扫描电镜(SEM;LEO 1450VP，UK)观察淀粉粒形态与结构，并照相，电镜加速电压为10kV。

2 结果与讨论

2.1 冷冻贮藏对糯米淀粉回生的影响

图1为不同冷冻贮藏温度下糯米淀粉的回生趋势。对比图1中不同浓度糯米淀粉的回生规律可知，淀粉浓度越高，冷冻贮藏淀粉的回生率越高。淀粉浓度由1%增加到25%，冷冻1d糯米淀粉的最低回生率由4.5%增加到15.7%，最低回生率由冷冻1d的4.7%增加到冷冻7d的32.6%。当糯米淀粉浓度为1%和5%时，冷冻温度为－1℃时贮藏7d，回生率最高，其次为冷冻温度为－10℃的，冷冻温度为－18℃的最低。淀粉回生结晶分成核和核增长，低浓度时糯米淀粉乳冷冻回生可能以成核为主，核的增长对回生率的贡献小，成核通常是释放热量，－1℃条件的低温有利于糯米淀粉成核，所以该温度下回生率最高。当糯米淀粉浓度升高到25%时，此时淀粉回生核的增长可能对回生率贡献大，淀粉浓度越大，参与晶核生长的淀粉越多，回生率越高。高浓度时冷冻温度越低，回生率越大，由此分析糯米淀粉回生核增长过程也可能是一个释放热量的过程，而且释放热量比成核更多。较低的温度能及时吸收释放出来的热量，从而加速核增长。图1a、图1b、图1e中，冷冻过程糯米淀粉乳浓度为1%、5%和25%的回生率出现了下降，这在以往研究淀粉冷藏回生过程没有出现过，这可能与糊化后的淀粉乳中的水在冷冻过程结冰前出现的过冷温度有关，过冷温度下淀粉分子的运动加速，导致已经成核的部分淀粉又游离到水中。因此，为了减少冷冻回生对糯米淀粉食品品质的影响，3d以内的短期冷冻贮藏糯米食品，其淀粉乳浓度应避开10%～15%的范围。由图1还可以看出，当糯米淀粉乳浓度为1%和5%时，冷冻贮藏6d后，淀粉回生率急剧增加;当糯米淀粉乳浓度为10%和15%时，冷冻贮藏5d后，淀粉回生率急剧增加;当糯米淀粉乳浓度为25%时，除－10℃外，另两组冷冻温度下淀粉回生率从第1d就开始急剧增加，到第6d增速放缓。以上分析可知，糯米淀粉冷冻回生过程淀粉的介稳浓度很难界定，反映出淀粉回生过程的复杂性。糯米食品如汤圆、年糕等食品中的淀粉乳浓度均大于25%，所以这些食品不宜在冰箱－18℃下冷冻贮藏，在此条件下贮藏一星期糯米淀粉的回生率大于40%。

2.2 冷冻贮藏对糯米支链淀粉回生的影响规律

表1为冷冻贮藏对糯米支链淀粉回生的影响规律。

由表1和图1可知，糯米支链淀粉冷冻贮藏回生规律与糯米淀粉基本一致，但糯米支链淀粉的最大回生率低一些。说明糯米淀粉中少量直链淀粉有促进支链回生的作用，这与文献报道一致［6］。

表1 冷冻温度对糯米支链淀粉回生的影响Table 1 Influence of freezing on retrogradation of glutinous rice amylopectin

2.3 糯米淀粉及其回生淀粉电镜图片

图1 冷冻对糯米淀粉回生率的影响Fig.1 Influence of freezing on retrogradation rate of glutinous rice starch

图2为糯米淀粉、糯米支链淀粉和糯米支链回生淀粉的电镜图片。由图2可知，糯米淀粉呈现不规则块状，由6个以上面组成，面直径为1～2μm的颗粒较多，糯米回生淀粉呈粘着层状结构。糯米支链淀粉呈现淀粉冻状，没有规则外形，而糯米支链回生淀粉有明显层状结构，层间距小于1μm。

图2 糯米淀粉及其回生淀粉的扫描电子显微镜照片Fig.2 The SEM image of glutinous rice starch granules and retrograded samples

3 结论

糯米淀粉浓度由1%增加到25%，冷冻1d糯米淀粉的最低回生率由4.5%增加到15.7%，冷冻7d最低回生率由4.7%增加到32.6%。当糯米淀粉浓度为1%和5%时，冷冻温度为－1℃时贮藏7d回生率最高，其次为冷冻温度为－10℃的，冷冻温度为－18℃的最低。糯米淀粉乳浓度为1%，5%和25%时冷冻过程的过冷温度会降低淀粉回生率，3d以内的短期冷冻贮藏糯米食品应避开10%～15%的淀粉乳浓度。糯米食品不宜在冰箱－18℃下冷冻贮藏，在此条件下贮藏一星期糯米淀粉的回生率大于40%。糯米淀粉中少量直链淀粉会促进支链淀粉的回生。电镜图片显示，糯米淀粉呈现不规则块状，由6个以上面组成，面直径为1～2μm的颗粒较多，糯米回生淀粉呈粘着层状结构。糯米支链淀粉呈现淀粉冻状，没有规则外形，而糯米支链回生淀粉有明显层状结构，层间距小于1μm。

［1］Ahromrit A，Ledward D A，Niranjan K.Kinetics of high pressure facilitated starch gelatinization in Thai glutinous rice［J］.Journal of Food Engineering，2007，79:834－841.

［2］Laovachirasuwan P，Peerapattana J，Srijesdaruk V，et al.The physicochemical properties of a spray dried glutinous rice starch biopolymer［J］.Colloids and Surfaces B:Biointerfaces，2010，78:30－35.

［3］严娟，杨哪，焦爱权，等.冻融对糯米淀粉性质的影响［J］.食品工业科技，2012，33(24):109－112.

［4］王颖，杨秋歌，晁桂梅，等.糜子淀粉与糯米淀粉理化性质的比较［J］.西北农林科技大学学报:自然科学版，2012，40(12):157－163.

［5］曹力心.马铃薯抗性淀粉的制备工艺及活性研究［D］.天津:天津科技大学，2006.

［6］Bulkin B J，Kwak Y，Dea I C M.Raman spectroscopic study of starch regrogradation［J］.Carbohydrate Research，1987，160:95－112.