慈菇淀粉的研究进展

桂 超，钟 艳，戢得蓉

（四川旅游学院食品学院，四川成都 610100）

慈菇（Sagittaria latifoliais） 为泽泻科，其球茎可食用，含有丰富的营养成分，常见物质如碳水化合物、多糖、蛋白质、脂肪、铁、锌、硒、维E及膳食纤维等，还含有慈菇蛋白酶抑制剂、门冬酰胺、D-毛蕊草塘、愈创木酚、绿原酸等成分[1]。通常来讲，淀粉含量高低是评价慈菇品种优异的一个重要标准。慈菇中膳食纤维以不溶性膳食纤维为主，淀粉以支链淀粉为主，且有效成分顶芽显著高于球茎，还可吸附脂肪与胆固醇，比其他粗粮吸附能力更强。可见慈菇的营养价值高并且有促进健康的作用，可以广泛运用于食品和保健品当中。慈菇淀粉的研究已成为了国内外食品加工行业和农业的重要研究课题。因此，对慈菇的理化性质、提取方法，以及不同改性方法对慈菇淀粉性质的影响进行较为系统的阐述。

1 慈菇淀粉的理化性质

不同来源的慈菇淀粉颗粒大小相差很大，平均粒径 21.03 μm，80%的粒径范围为 0.5～84.0 μm，其多受生长条件、成熟度和直链淀粉含量等因素影响。慈菇淀粉颗粒的形状在电子显微镜扫描下大多呈椭圆形，少数呈肾状，表面较光滑，晶体构型属于A型，结晶度为23.5%[2]。

1.1 透明度

透明度可以通过光泽和不透明性来影响食品色泽，所以透明度是淀粉糊的一个重要参数。透明度与淀粉老化有一定的关联，易老化的透明度也较差。透光率越大，淀粉糊的透明度越好，玉米淀粉透明度3.5%，大米淀粉透明度2.9%，马铃薯淀粉透明度69.1%。陈晓明等人[2]对慈菇淀粉的透明度进行测量得出为13.7%，比玉米、大米的透明度要高很多，但远低于马铃薯。

1.2 溶解度与膨润力

随着温度的逐渐升高，微晶束结构出现松动，水与暴露出来的极性基团结合，淀粉开始溶解。继续加热，溶解度增加，同时未溶解部分开始吸水膨胀。陈晓明等人[2]对慈菇淀粉的溶解度和膨润力进行试验，结果表明30～70℃时膨润较慢，70～90℃时膨润较快。70℃时，膨润力和溶解度2个指标都小于玉米淀粉和马铃薯淀粉；90℃时，2个指标介于玉米淀粉和马铃薯淀粉之间。

1.3 冻融稳定性

淀粉运用于冷冻食品制作时，需要低温冷藏、冷冻或者经过反复冷冻融化，因此淀粉的冻融稳定性十分重要。若淀粉的冻融稳定性较差，当淀粉经过冷冻和重新融化时，胶体结构被破坏，溢出游离水分，使食品不能保持甚至降低食品品质。陈晓明等人[2]对于慈菇淀粉的冻融稳定性进行试验，结果表明，在-2℃下的淀粉糊脱水率远大于-20℃的脱水率，在2种温度下，冻融1次的脱水率都很大，变成海绵状，胶体结构被破坏，表明慈菇淀粉的冻融稳定性较差，不适宜在冷冻产品中应用。

2 慈菇淀粉的提取方法

焦云鹏等人[3]以提取率为指标对慈菇淀提取率的影响因素进行研究。原料经筛选、清洗、去皮、破碎、磨浆、沉淀和除杂后在脱水干燥制得慈姑淀粉。当慈菇破碎粒度为0.5 cm，料液比1∶7，沉降时间2 h，碱液质量分数0.11%，浸泡时间16 min时，淀粉提取率高达92.2%，且提取的慈菇淀粉纯度高。

陈晓明等人[2]在慈菇理化性质的测定中也对慈菇淀粉提取工艺进行了描述，将慈菇洗净、去尾、切碎，加去离子水（4℃）在磨浆机中打浆，将浆液依次通过样筛筛分，去除纤维，将滤液静静沉降6 h，轻轻吸去上清液，沉淀物用质量分数0.2%的NaOH脱除蛋白后加入酸中和至中性，离心并弃去上清液，将表面非白色的杂质层轻轻刮去，然后用去离子水反复洗涤至杂质除尽，在40℃下干燥48 h后粉碎并过筛制得慈菇淀粉。但此法只对慈菇淀粉的提取工艺进行了研究。

何荣海等人[4]利用扫频脉冲超声辅助提取慈菇淀粉，分别以淀粉提取率和纯度为评价指标，以超声时间、超声间歇比、扫频范围及超声频率等超声提取条件进行试验，并进行了提取工艺参数优化，在提取时间10 min，频率33 kHz，扫频范围±0.5 kHz，间歇比30 s/5 s的条件下慈菇淀粉提取率为96%，纯度为87.5%。将扫频超声应用于慈菇淀粉的提取有巨大的利用价值，可以此加速慈菇淀粉的分离提取过程，并研究超声辅助提取慈菇淀粉的优化工艺参数。

在工业上还没有完备的慈菇淀粉提取工艺，仅在科研试验中进行，所以需要设计出合理有效的工业提取方法。

3 不同改性方法对慈菇淀粉的性质影响

杨莹等人[5]以慈菇淀粉为原料，采用酸解微波法制备抗性淀粉。通过正交试验得到制备慈菇抗性淀粉最佳工艺条件为10%淀粉乳经4%HCl（2 mol/L）酸解1 h，在640 W下微波处理30 min后，置于4℃条件下回生24 h。此条件下RS率达到10.99%，原因为酸解与微波处理破坏了淀粉粒原有结构，形成了致密连续的新结构。慈菇RS的溶解度和透明度虽远低于原淀粉，但持水力明显提高，可以看出慈菇淀粉在低水分的食品加工中适用性较高。

周莉[6]通过超声处理对慈菇淀粉的性质影响，用三频超声设备进行处理。超声处理使慈菇淀粉的热稳定性增强、冷稳定性变差，表明其不适于在冷冻食品中运用，还要结合其他改性方法进行改善。多频超声作用可增大超声化学产额，同时增强对慈菇淀粉的降解效果。超声处理后慈菇淀粉中直链淀粉含量有升高也有降低，颗粒表面粗糙甚至有裂痕，但仍然保持A型结晶结构且化学结构未变，表明超声主要作用于慈菇淀粉的颗粒表面。

因为慈菇淀粉颗粒结晶排列紧密，不利于环氧丙烷与淀粉的醚化反应，因此周莉[6]研究了羟丙基和超声共同作用对淀粉的影响，结果表明超声处理后羟丙基对淀粉的取代度增大。羟丙基的处理使慈菇淀粉的溶解度降低，膨润度和透明度升高，凝沉性变弱，冻融稳定性增强，即超声预处理后增强了羟丙基对慈菇淀粉的影响。

慈菇淀粉的改性方法较少，还有更多的物理改性、化学改性、生物改性还没有探究，所以说慈菇淀粉改性的研究进展还不深化，需要更多的研究来促进慈菇淀粉改性的运用[6]。

4 结语

近年来，慈菇淀粉的研究进展很大，但相比于其他淀粉的研究进步还是很小的，不论是慈菇淀粉的理化性质、提取工艺、改性方法的研究都有很大的局限性。在提取工艺和改性方法上还有待提高，需要探究出更加高效、准确的试验方案和工业生产方案。

慈菇淀粉在慈菇中的含量和有效成分较高，营养价值丰富，保健功能较好，具有良好的发展前景。随着淀粉的研究发展进步，期待为慈菇淀粉的系统研究提供良好的试验条件，使慈菇淀粉资源的利用开发更加深入、优化，提高慈菇淀粉的附加价值和经济价值。