青藏区主要青稞品种淀粉理化特性分析

顿珠次仁，张文会，强小林

（西藏自治区农牧科学院农业研究所，西藏拉萨850032）

青藏区主要青稞品种淀粉理化特性分析

顿珠次仁，张文会，强小林*

（西藏自治区农牧科学院农业研究所，西藏拉萨850032）

以青藏区主要青稞品种藏青25、冬青8号、藏青148、喜拉19、昆仑12号、藏青320、北青6号为材料，采用湿法提取淀粉，对青稞淀粉理化特性进行分析。结果表明，7种青稞淀粉颗粒多为圆饼状，表面光滑；其偏光十字形状及明显程度差异不大，十字交叉点都接近于淀粉颗粒的中心位置，呈“X”形；平均粒径为18.30μm～20.17μm，其中藏青148的淀粉颗粒粒径最小，冬青8号的最大；直链淀粉含量由高到低依次为：冬青8号＞昆仑12号＞藏青320＞藏青148＞喜拉19＞北青6号＞藏青25，具有显著性差异；淀粉糊的透明度和热糊稳定性均较好。

青稞；淀粉；颗粒特性；淀粉糊特性

青稞（Hordeum Vulgare L.var.nudum Hook f）是藏区人民对当地裸大麦的俗称，在其他产区也称米大麦、米麦、裸麦、裸大麦、元麦[1]，属禾本科植物，是大麦的变种，主要分布于西藏、青海、甘肃、四川阿坝及甘孜州。青稞是一种重要的高原谷类作物，生长期短，高产早熟，适应性广，特别耐寒，是青藏高原一年一熟的高寒河谷种植的标志性作物。据报道，青稞籽粒中淀粉占有很大比例，约占籽粒干重的60％～75％，其中直链淀粉含量在0％～45％之间。淀粉理化特性对原料加工和食品最终品质有重要影响[2]。随着生产的发展、人民生活水平的提高和饮食结构的改善，青稞已不再单纯是粮食兼饲料作物，更是酿造、医药保健品等的加工原料，其精深加工增值潜力巨大。本研究选取冬青8号、藏青25、藏青148、北青6号、昆仑12号、喜拉19、藏青320为原料，研究其淀粉理化特性，为青稞淀粉的应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

藏青25、冬青8号、藏青148、喜拉19、昆仑12号、藏青320、北青6号7个青稞品种，均由西藏农科院提供，各品种的淀粉在实验室条件下，采用湿法提取。

无水亚硫酸钠、碘化钾、碘等试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

Kjeltec2100半自动凯氏定氮仪：瑞典富斯-特卡托公司；Micro-Visco-Amylo-Graph布拉本德微型糊化黏度仪：德国BrabenderOHG公司；Mastersizer 2000E激光粒度分析仪：英国马尔文公司；JSM-6360LV扫描电子显微镜：日本电子公司；紫外-可见光分光光度计：日本岛津公司；DMBA400数码偏光显微镜：麦克奥迪实业集团中国有限公司；FW 100高速万能粉碎机：天津泰斯特仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 青稞淀粉湿法提取

参考郭神旺等[3]的方法。

1.3.2 青稞淀粉组成分析

粗蛋白测定：半微量凯氏定氮法，参考GB5511-1985《粮食、油料检验粗蛋白质测定》。

水分测定：参考GB5512-1985《粮食、油料检验粗脂肪测定》。

总淀粉测定：AACC淀粉总量检测试剂盒。

1.3.3 青稞淀粉理化性质

1.3.3.1 青稞淀粉的颗粒特性

1）扫描电子显微镜观察

将待测样品均匀分布在有导电双面胶的样品台面上，放在HVS-SGB喷金机上，真空条件下喷上一层铂金，然后固定在载物台上，置于扫描电子显微镜JSM-6360LV下观察。

2）偏光十字观察

以水作溶剂，制备适宜浓度的淀粉乳，置于载玻片上，盖上盖玻片，在DMBA400数码偏光显微镜下观察淀粉颗粒的偏光十字。

3）淀粉颗粒的粒径分布

将淀粉悬浮于水中，超声波分散20 s后进样，在Mastersizer2000E激光粒度仪下进行测定。

4）淀粉颗粒直支比

参考GB/T15683-1995中稻米直链淀粉含量的测定方法。

5）碘蓝值

准确称量0.050 g淀粉粉末，用1mL无水乙醇润湿，后加入10mL 0.5mol/L的KOH溶液，置于65℃水浴中振荡至样品完全分散溶解，冷却后定容到50mL。取1.0mL样液，加入10mL去离子水，用0.1mol/L的HCl调pH至3左右，再加入0.5mL碘试剂，用去离子水定容至100mL，静置20min后，于680 nm波长下用分光光度计比色，结果以干基表示。空白用0.5mL 0.1mol/L的HCI和0.5mL碘试剂加入少量蒸馏水中，后定容至100mL。

淀粉碘蓝值=OD680（吸光度值）×4/样品浓度（mg/ 100mL）

1.3.3.2 青稞淀粉糊特性

1）溶解度与膨润力

参考缪铭等[4]和张涛[5]方法。

2）淀粉糊黏度参数

参考张国权等[6]方法。

3）淀粉糊透明度

参考缪铭等[4]的方法。

2 结果与分析

2.1 湿法提取青稞淀粉的组成分析

湿法提取青稞淀粉的组成分析结果见表1。

表1 湿法提取青稞淀粉的组成（干基）Table1 Com position of highland barley starch for wet extraction（dry basis）

由表1可以看出，经湿法提取后，7种青稞淀粉的蛋白质残留都小于0.5％，淀粉含量高于90％，符合淀粉测定的要求[7]。

2.2 青稞淀粉的颗粒特性

2.2.1 淀粉颗粒形貌

淀粉颗粒形貌见图1。

图1 各青稞淀粉颗粒形貌和偏光十字照片（×400）Fig.1 Starch granule morphology and the polarized light photo of the highland barley（×400）

从图1（A-G）可以看出，7种青稞淀粉的颗粒形貌相近，差别不大，多为圆饼状，且表面光滑。由图1（ag）可以看出，不同青稞品种淀粉颗粒的偏光十字形状及明显程度差异不大，十字交叉点都接近于淀粉颗粒的中心位置，呈“X”形。偏光十字（双折射）的强弱可能是淀粉粒的大小、形状和颗粒对光束的取向差异造成的[8]。由于完整颗粒才能呈现清晰地黑色十字双折射图像），7种淀粉均有典型的偏光十字，呈现完整的天然淀粉颗粒。

2.2.2 青稞淀粉颗粒的粒径分布

青稞淀粉颗粒的粒径分布结果见表2。

表2 青稞淀粉颗粒粒径分布Table2 Starch particle size distribution of high land barley

表2结果表明，参试青稞淀粉的体积平均粒径为18.30μm～20.17μm，7种青稞淀粉的体积平均粒径为19.27μm；粒径小于10μm的小颗粒淀粉的体积百分数约占7％左右，粒径大于10μm的大中颗粒淀粉约90％左右；粒径处于10μm～30μm的淀粉颗粒占有的体积百分数远远高于小颗粒和大颗粒所占百分体积；青稞品种不同，其淀粉颗粒的粒径大小差异较大，体积平均粒径最小的是藏青148，最大的是冬青8号。

2.2.3 青稞淀粉颗粒组成特性

青稞淀粉颗粒组成特性见表3。

表3 青稞淀粉颗粒组成特性Table3 Starch granule composition properties of highland barley

淀粉颗粒直支链淀粉含量决定淀粉的用途。由表3可以看出，青稞淀粉颗粒内部的直链淀粉含量由高到低的顺序依次为：冬青8号＞昆仑12号＞藏青320＞藏青148＞喜拉19＞北青6号＞藏青25，且直链淀粉含量在7个青稞品种的淀粉中具有显著性差异。

碘蓝值反映了淀粉吸附碘能力的大小，与直链淀粉含量、分子大小以及支链淀粉分子量大小、分子结构有关。由于直链淀粉的线性聚合度高，故直链淀粉含量越高，碘蓝值也越大。从表3可以看出，7种青稞淀粉中藏青25的碘蓝值最大，为0.33；藏青320的碘蓝值最小，与其对应的淀粉的直链淀粉含量不是7个青稞品种淀粉中的最大值和最小值，说明在研究的7个青稞品种中，其淀粉颗粒中支链淀粉可能具有更多的长侧链与碘络合，使得碘蓝值含量增加。

2.3 青稞淀粉糊特性

2.3.1 膨润力和溶解度

淀粉溶解度（SA）和膨胀力（SP）随温度变化的曲线如图2、图3所示。

图2 不同品种青稞淀粉的溶解度Fig.2 Solubility of in different varieties of barley starch

图3 不同品种青稞淀粉的膨润力Fig.3 Swelling power in different varieties of barley starch

由图2可以看出，7种青稞淀粉的溶解度均随着温度的升高而增大。温度处于50℃～80℃时，淀粉颗粒吸水膨胀逐渐增加，SA随之增加；80℃后均迅速增长，藏青320的增加幅度最大，可能是由于此时大颗粒较多，直链淀粉含量较高，加热后颗粒破碎，溶出物较多的原因。

从图3可以看出，7种不同青稞品种的淀粉颗粒的膨润能力随着温度的升高均增强。青稞淀粉润胀时存在初期膨胀阶段和快速膨胀阶段，因为在升温过程中，随着温度接近淀粉的糊化温度，淀粉的微晶束结构开始松动，从而使淀粉暴露出来的极性基团与水结合，使淀粉颗粒急剧吸收周围的水分，造成其膨胀力快速增加[9]。

2.3.2 淀粉糊透明度

各青稞淀粉糊的透光率见图4。

图4 各青稞淀粉糊的透光率Fig.4 The light transmittance of highland barley starch

透光率反映淀粉糊透明度的高低，显示淀粉与水结合能力的强弱。淀粉糊的透光率越大，表明其透明度越好。由图4可知，7种青稞淀粉糊的透明度存在差异，其中北青6号淀粉糊的透光率最大，透明度最好；藏青148淀粉糊的透光率最小，透明度也就最差。总的来说，总淀粉含量高的淀粉糊的透明度较好。

2.3.3 淀粉糊黏度特性

各青稞淀粉黏度指标结果见表4。

表4 各青稞淀粉黏度指标Table4 Viscosity index of the highland barley starch

由表4可以看出，7种青稞淀粉的峰值黏度在114BU～244BU之间，其中北青6号的峰值黏度最大，达到244BU；藏青320、藏青25、藏青148号之间的峰值黏度差异不大；喜拉19、昆仑12号、冬青8号的峰值黏度比较接近。北青6号淀粉的峰值黏度明显高于另外6种青稞淀粉，可能与淀粉中小颗粒淀粉结构有关，因为小颗粒淀粉在颗粒中堆积紧密，吸水膨胀后颗粒之间相互摩擦，作用力大，从而使淀粉糊的黏度增大。

回生值在一定程度上可以说明淀粉糊的老化的程度。参试的7种青稞淀粉，北青6号的回生值最大为53 BU，藏青25的回生值最小为6 BU，这可能与直链淀粉含量低、支链淀粉含量过高有关，因为支链淀粉分子具有较多（大）的侧链，在溶液中空间障碍大，导致被打乱的直链淀粉分子链在冷却过程中不易于取向，不易于老化。淀粉颗粒突然膨胀的温度称为糊化温度，糊化温度也是淀粉糊化特性中比较重要的指标之一，由表3可以看出，除喜拉19和北青6号外，其余藏青25、冬青8号、藏青148、昆仑12号、藏青320 6中青稞淀粉的糊化温度非常接近，在87℃左右；而喜拉19淀粉的糊化温度要高于另外6种青稞淀粉，这可能与喜拉19淀粉中小颗粒淀粉含量较多有关，B淀粉内部结构紧密，糊化困难，糊化温度高。

峰值黏度与最低黏度的差值为破损值，破损值的高低，可以表明淀粉的热糊稳定性的好坏。北青6号的破损值为6BU，藏青25的破损值为5BU，其余5种青稞淀粉的破损值均为0，表明其热糊稳定性均较好。

3 结论

1）青稞淀粉颗粒多为圆饼状，表面光滑；其偏光十字形状及明显程度差异不大，十字交叉点都接近于淀粉颗粒的中心位置，呈“X”形。

2）参试的青稞淀粉的体积平均粒径在18.30μm～ 20.17μm范围内，7种青稞淀粉的体积平均粒径的平均值为19.27μm；粒径小于10μm的小颗粒淀粉的体积百分数约占7％左右，颗粒粒径大于10μm的大中颗粒淀粉约90％左右。

3）青稞淀粉颗粒内部的直链淀粉含量由高到低的顺序依次为：冬青8号＞昆仑12号＞藏青320＞藏青148＞喜拉19＞北青6号＞藏青25，且具有显著性差异。藏青25的碘蓝值最大，藏青320的碘蓝值最小。

4）青稞淀粉的溶解度和膨润力都随着温度的升高而增大，但增加的程度不尽相同。

5）青稞淀粉糊的透明度存在差异，其中北青6号淀粉糊的透光率最大，透明度最好；藏青148淀粉糊的透光率最小，透明度最差。

6）青稞淀粉的峰值黏度为114 BU～244 BU，北青6号的峰值黏度、回生值最大，破损值最大，热糊稳定性最差，起始糊化温度最低。除北青6号和藏青25号外，其余5种青稞淀粉的热糊稳定性均较好。

[1]谢宗万.本草纲目药物彩色图鉴[M].北京:人民卫生出版社,2001: 221

[2]郑学玲,张玉玉,张杰.青稞淀粉理化特性的研究[J].中国粮油学报,2011,26(4):30-36

[3]郭神旺,王充,单玉琳,等.甘肃主要杂豆淀粉理化特性分析[J].食品科学,2012,33(1):127-132

[4]缪铭,江波,张涛,等.不同品种鹰嘴豆淀粉的理化性质研究[J].食品科学,2008,29(6):79-82

[5]张涛,缪铭,江波.不同品种鹰嘴豆淀粉糊与凝胶特性研究[J].食品与发酵工业,2007,33(9):6-10

[6]张国权,师学文,罗勤贵.陕西主要荞麦品种的淀粉理化特性分析[J].西北农林科技大学学报:自然科学版,2009,37(5):105-113

[7]杜双奎,于修烛,杨雯雯,等.扁豆淀粉理化特性分析[J].农业机械学报,2007,38(9):82-86

[8]杨冯,顾楠,赵国华.不同品种菱角淀粉的颗粒特性研究[J].食品科学,2010,31(3):118-122

[9]郑学玲,张玉玉,张杰.青稞淀粉的特性、分离及应用[J].粮油加工,2010(3):57-61

Physical and Chemical Properties of Starch from Major Barley Species in Tibet

DUNZHU Ci-ren，ZHANG Wen-hui，QIANG Xiao-lin*
（Agricultural Research Institute of Tibet，Academy of Agriculture and Animal Husbandry Sciences，Lhasa 850032，Tibet，China）

Physical and chemical properties of starches extracted by wet-grinding method from seven species of barley in Tibet including Zangqing25，Zangqing320，Dongqing8，Zangqing148，Xila19，Kunlun12，Beiqing 6 were analyzed.The results show that starch granules from these barley species under investigation were round pancake，smooth surface and polarization cross shape and obvious difference degree were not big，cross intersection were close to the center of the starch granule position.The average size of starch particles was18.30μm-20.17μm，and Zangqing148 starch particles revealed the largest size，Dongqing8 revealed the smallest size.The contents of amylose were ranked in descending order as follows：Dongqing 8，Kunlun 12，Zangqing 320，Beiqing 6，Xila 19，Zangqing 25，Zangqing 148.and had the significant difference.Starch paste transparency and heat paste stability ware better.

barley；starch；starch granule properties；starch paste properties

10.3969/j.issn.1005-6521.2014.04.004

2013-10-30

国家现代农业（大麦、青稞）产业技术体系建设经费项目

顿珠次仁（1968—），男（藏），研究员，学士，主要从事农产品加工研究。

*通信作者：强小林（1958—），男，研究员，学士，主要从事农作物育种和青稞加工研究。