配料对淀粉峰值黏度和糊化温度的影响

曾茂茂，袁 昆，何志勇，秦 昉，陈 洁

（江南大学食品科学与技术国家重点实验室，江苏无锡214122）

配料对淀粉峰值黏度和糊化温度的影响

曾茂茂，袁 昆，何志勇，秦 昉，陈 洁*

（江南大学食品科学与技术国家重点实验室，江苏无锡214122）

采用RVA快速黏度仪研究了食盐、蔗糖和植脂末等配料对普通和高支链玉米淀粉的峰值粘度和糊化温度的影响。结果表明，对于NaCl和蔗糖来说，随着其质量分数的升高，普通和高支链淀粉的峰值黏度和糊化温度均增大；而对于植脂末，普通淀粉在其质量分数小于6%时，其峰值黏度升高，糊化温度基本不变，大于6%时，峰值黏度和糊化温度均降低。高支链玉米淀粉在植脂末质量分数小于4%时峰值黏度和糊化温度均略微降低，而大于4%时均升高。研究结果有助于阐明玉米淀粉糊化的规律，以及为其它谷物淀粉糊化工艺提供借鉴。

添加剂，淀粉，糊化特性，峰值粘度，糊化温度

玉米是三大粮食品种之一，也是淀粉工业的主要原料。淀粉是由葡萄糖单体聚合而成的一种多羟基高分子化合物，是人体热量的主要来源。糊化是淀粉与水共热后，在一定条件下形成均匀糊状溶液的特性。事实上，淀粉的糊化是淀粉分子微晶胶束中的氢键断裂，水分子进入淀粉微晶束结构，导致微晶束溶融的过程[1]。淀粉的糊化在其应用中具有重要作用，如淀粉糊化后糖化酶才能更好地对其作用，将其转化为可发酵性糖，被人体吸收消化[2]，另外，淀粉在作为食品增稠剂等加工配料时都需要在水中加热使之糊化后使用[3]。在实际的食品工业中，不同制品的加工常常使用不同的配料，而不同配料对淀粉糊化都有不同程度的影响，从而导致产品糊化特性有较大差异[4]。因此，研究不同加工配料对玉米淀粉糊化特性的影响具有重要意义。文献有较多玉米淀粉糊化相关的报道，如不同品种玉米淀粉糊化特性的比较[5]，以及直链淀粉含量对玉米淀粉糊化性质的影响[6]等，也有食盐对不同品种玉米杂交种淀粉糊化性质的影响[7]，肉制品成分对玉米淀粉糊化粘度的研究[8]以及碳酸钠对玉米淀粉糊化性质的影响[9]等。然而，尚未见到对普通及高支链玉米淀粉加工过程中常用的不同配料对其糊化特性的系统研究。基于此，本文系统研究了玉米制品加工中常用的食盐、蔗糖和植脂末对普通和高支链玉米淀粉峰值黏度和糊化温度的影响，以期为玉米制品的加工工艺提供一定的依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

普通玉米淀粉 塞翁福食品有限公司；高支链玉米淀粉 杭州普罗星淀粉有限公司；食盐 江苏盐业集团有限责任公司；蔗糖 福临门公司；植脂末 大山合有限公司。

N13713型RVA快速粘度仪 Newport Scientific公司。

1.2 实验方法

1.2.1 含配料淀粉乳的制备 取25mL不同浓度的食盐水溶液（0%、1%、2%、3%、4%）、蔗糖水溶液（0%、2%、4%、6%、8%）和植脂末（0%、2%、4%、6%、8%淀粉质量分数+蒸馏水），分别加入2.5mL直链和支链玉米淀粉配成对应的淀粉乳。

1.2.2 RVA测定 将配制的含不同添加剂的淀粉乳用玻璃棒搅拌均匀后，使用RVA快速粘度仪的standard1程序测定淀粉质量分数为10%的糊化曲线，具体为50℃，960r/min；10s，160r/min，1.00min，50℃；4min，42s，95℃；11min，50℃；13min结束，由此研究食盐、蔗糖和植脂末浓度或质量分数对不同淀粉糊化特性的影响。

2 结果与分析

2.1 食盐对普通玉米淀粉峰值黏度和糊化温度的影响

图1 NaCl对玉米淀粉糊化峰值黏度和糊化温度的影响Fig.1 Effect of NaCl on peak viscosity and gelatinization temperature of corn starch

从图1中可以看出随着NaCl溶液质量分数的增大，玉米淀粉峰值黏度和糊化温度升高，但峰值黏度增大的趋势相对于NaCl浓度的升高较小。这可能是由于淀粉中含有少量磷酸基与阳离子或高价阳离子结合，形成磷酸基络合物或生成不溶于水的磷酸基复合物，从而抑制了淀粉的溶胀[10]。另外，由于食盐在水中可完全解离为离子，影响了体系中的水分和淀粉之间的相互作用，阻碍淀粉的糊化过程，因此峰值黏度和糊化温度均升高[7]。

2.2 食盐对高支玉米淀粉峰值黏度和糊化温度的影响

图2 NaCl对高支玉米淀粉糊化峰值黏度和糊化温度的影响Fig.2 Effect of NaCl on peak viscosity and gelatinization temperature of high amylopectin corn starch

由图2可以看出，随着NaCl质量分数的增加，高支淀粉峰值黏度增大，糊化温度升高，且增幅相对于玉米淀粉较大。这可能是由于高支链玉米淀粉基本上不含直链淀粉，用来糊化的支链淀粉占淀粉总量的绝大部分，而使峰值黏度和糊化温度较高，增大趋势明显，与前人的研究结果相吻合，即直链淀粉含量越高，峰值黏度越小；而直链淀粉含量越低，峰值黏度越大[11]，可能是因为当含有食盐的淀粉乳受热发生糊化作用时，食盐的存在降低了水分活度，从而影响淀粉分子与水分子之间的相互作用而使峰值黏度和糊化温度受到影响[12]。

2.3 蔗糖对普通玉米淀粉峰值黏度和糊化温度的影响

图3 蔗糖对玉米淀粉糊化峰值黏度和糊化温度的影响Fig.3 Effect of sucrose on peak viscosity and gelatinization temperature of corn starch

从图3可以看出，随着蔗糖质量分数的增加，淀粉峰值黏度增大，到6%左右后增长变缓；同时伴随着浓度增大，成糊温度也升高，但温度升高的趋势较小。可能是糖分子中的羟基与淀粉分子结合而影响了淀粉分子和水分子之间的作用，导致峰值黏度和糊化温度上升，但在蔗糖质量分数上升到一定程度后蔗糖分子中的羟基于淀粉分子的结合趋向于饱和，因此上升趋势变缓[12]。

2.4 蔗糖对高支玉米淀粉峰值黏度和糊化温度的影响

图4 蔗糖对高支玉米淀粉糊化峰值黏度和糊化温度的影响Fig.4 Effect of sucrose on peak viscosity and gelatinization temperature of high amylopectin corn starch

由图4可以看出，随着蔗糖质量分数的增加，高支玉米淀粉峰值黏度和糊化温度均增大，但峰值黏度增大趋势明显，而糊化温度升高幅度较小。

引起上述变化的原因可能是蔗糖分子中有多个羟基，易溶于水，使淀粉乳中的淀粉颗粒吸水膨胀的机会减少，颗粒膨胀受到阻碍。另外，蔗糖可使水中各种成分的活动性减弱，导致水和体系中其他成分的相互作用减小，致使粘度曲线发生改变，即随着糖用量的增加，从成糊温度来看，对淀粉颗粒膨胀和糊化的抑制作用增强[13]。与直链淀粉相比，支链淀粉在蔗糖质量分数较高时上升趋势也较快，而直链淀粉趋势则放缓，可能是由于支链淀粉由于分支较多和蔗糖的结合位点较多，实验中的浓度还未使其达到饱和。

2.5 植脂末对普通玉米淀粉峰值黏度和糊化温度的影响

图5 植脂末对玉米淀粉峰值黏度和糊化温度的影响Fig.5 Effect of non-dairy creamer on peak viscosity and gelatinization temperature of corn starch

由图5可以看出，当植脂末质量分数小于6%时，玉米淀粉糊化温度基本不变，峰值黏度增加；当植脂末质量分数大于6%时，玉米淀粉的糊化温度和峰值黏度降低。这可能是因为添加植脂末质量分数小于6%时，淀粉和植脂末内释放出来的油脂等形成复合物，在颗粒受热吸水膨胀后使得粘度增大，而糊化温度则由于植脂末中同时含有促使和抑制糊化温度降低的因素而基本不变[14]，但随着植脂末质量分数的进一步上升，其中的一些电解质破坏了分子间的氢键，从而导致黏度和糊化温度的下降。

2.6 植脂末对高支玉米淀粉峰值黏度和糊化温度的影响

图6 植脂末对高支玉米淀粉峰值黏度和糊化温度的影响Fig.6 Effect of non-dairy creamer on peak viscosity and gelatinization temperature of high amylopectin corn starch

由图6可以看出，当植脂末的质量分数小于4%时，高支淀粉峰值黏度和糊化温度均略微下降，当植脂末质量分数大于4%时，高支淀粉峰值黏度和糊化温度则显著升高。可能是由于在植脂末质量分数小于4%时，植脂末中的电解质等成分起主要作用，使得峰值黏度和糊化温度下降，而当植脂末质量分数大于4%时，植脂末中的糖类脂类等物质则起主要作用，导致峰值黏度和糊化温度的上升[15]。

3 结论

NaCl是强电解质盐类，在淀粉糊化过程中会抑制淀粉的溶胀，提高淀粉的峰值黏度和糊化温度。蔗糖会使淀粉乳中的淀粉颗粒吸水膨胀的机会减少，颗粒膨胀受到阻碍，提高淀粉的峰值黏度和糊化温度，对淀粉糊化过程有抑制作用。植脂末由于其成分较为复杂，同时含有抑制和促进峰值黏度和糊化温度上升或下降的因素，因此其对峰值黏度和糊化温度的影响随支链淀粉含量及植脂末质量分数的差异而有所不同。

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Effects of additives on peak viscosity and gelatinization temperature of starch

ZENG Mao-mao,YUAN Kun,HE Zhi-yong,QIN Fang,CHEN Jie*
（State Key Laboratory of Food Science and Technology，Jiangnan University，Wuxi 214122，China）

In this study，effects of NaCl，sucrose and non-dairy creamer on peak viscosity and gelatinization temperature of normal and high amylopectin corn starch were investigated by RVA（Rapid Viscosity Analyzer）. The results had demonstrated that the peak viscosity and gelatinization temperature of normal and high amylopectin corn starch both increased with the increasing of NaCl and sucrose mass fraction；for non-dairy creamer，the peak viscosity of corn starch increased and gelatinization temperature remained almost the same when non-dairy creamer mass fraction was below 6%，while both the peak viscosity and gelatinization temperature decreased when non-dairy creamer mass fraction was above 6%.As for high amylopectin，both peak viscosity and gelatinization temperature decreased slightly when non-dairy creamer mass fraction was below 4%，while increased when non-dairy creamer mass fraction was above 4%.The results might shed light on the mechanism of corn starch gelatinization，and provide reference for the technology of starch gelatinization.

additive；starch；gelatinization property；peak viscosity；gelatinization temperature

TS231

A

1002-0306（2014）04-0291-03

2013－07－19 *通讯联系人

曾茂茂（1982-），男，博士，副教授，研究方向：食品加工与组分变化。

广东省重大科技专项（2011A091000012）；“十二五”农村领域国家科技计划课题（2012BAD37B01）。