不同提取方法下藏豌豆淀粉的理化性质研究

◎ 于翠翠，张文会

（西藏自治区农牧科学院农产品开发与食品科学研究所，西藏 拉萨 850009）

豌豆（Pisum sativumL.）为豆科一年生草本植物，又称毕豆、寒豆、麦豆等，形状为卵形[1]。豌豆营养全面均衡，富含蛋白质、碳水化合物和膳食纤维，同时脂肪含量低，是B族维生素、叶酸和钙、铁、钾等物质极好来源[2]，具有食用、饲用和药用等多种利用价值。现代药理表明，豌豆有防癌治癌、增强机体免疫等功效，高豌豆饮食可有效降低结肠癌、低密度脂蛋白胆固醇、Ⅱ型糖尿病和心脏病的发病率[3]。与其他谷物和薯类淀粉相比，豌豆淀粉中直链淀粉所占比例较大，既是食品工业原料，又可直接食用，还可广泛用于纺织轻化医药等方面[4]。胡美杰等[5]研究了不同提取方法对菠萝蜜种子淀粉性质的影响，确定了中性蛋白酶法为最适宜淀粉提取的方法；张伟丽等[6]研究不同提取方法对苦荞淀粉理化特性的影响，确定了水提法为最适宜淀粉提取的方法。因此，本试验通过水法、碱提法、中性蛋白酶法3种方法提取淀粉，比较豌豆淀粉基础组分含量、淀粉溶解性、膨润特性等理化性质，通过对藏豌豆淀粉理化性质的研究，为藏豌豆淀粉的提取和加工利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 主要材料与试剂

实验材料为藏豌豆，来自西藏日喀则市。

氢氧化钠、硫酸钾、无水硫酸铜、乙醇、石油醚等，均为分析纯；直链淀粉标准品、支链淀粉标准品，购自阿拉丁试剂（上海）有限公司；Megzyme淀粉总量检测试剂盒，购自爱尔兰Megazyme公司。

1.2 主要仪器与设备

101-1AB型电热鼓风干燥箱：天津市泰斯特仪器有限公司；Sxl-1008型消化炉：上海精宏仪器设备有限公司；N6000型紫外分光光度计：上海佑科仪器仪表有限公司；TDL-5-A台式离心机：上海安亨科学仪器厂；Foss凯氏定氮仪：瑞典富斯-特卡脱公司。

1.3 试验方法

1.3.1 豌豆淀粉的提取

（1）水提法。用粉碎机将清洗后豌豆磨粉，过60目筛。按固液比1∶20（g∶mL）加入纯水，室温条件下放入磁力搅拌器中36 h。所得溶液经过4 000 r·min-1离心10 min，去除上清液，刮去上层黄灰色物质，所得淀粉经过3次纯水清洗后离心除去上清液，将淀粉倒入平皿中在常温下晾干[6]。

（2）碱提法。用粉碎机将清洗后豌豆磨粉，过60目筛。以1∶15（g∶mL）固液比加入3 g·L-1NaOH溶液，室温条件下放入磁力搅拌器中16 h。所得溶液过4 000 r·min-1离心10 min，去除上清液，刮去上层黄灰色物质，所得淀粉经过3次纯水清洗离心除去上清液，将淀粉倒入平皿中在常温下晾干[4]。

（3）酶提法。用粉碎机将清洗后豌豆磨粉，过60目筛。以1∶15（g∶mL）固液比加入0.6%中性蛋白酶处理，室温条件下放入磁力搅拌器中搅拌16 h。所得溶液过4 000 r·min-1离心10 min，去除上清液，刮去上层黄灰色物质，所得淀粉经过3次纯水清洗离心除去上清液，将淀粉倒入平皿中常温下晾干[7]。

1.3.2 成分检测

水分：根据国家标准《食品安全国家标准 食品中水分的测定》（GB 5009.3—2016）测定；蛋白质：根据国家标准《食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》（GB 5009.5—2016）测定；粗脂肪：根据国家标准《食品安全国家标准 食品中脂肪的测定》（GB 5009.6—2016）中索氏抽提法测定；灰分：根据国家标准《食品安全国家标准 食品中灰分的测定》（GB 5009.4—2016）测定；总淀粉含量：利用Megzyme试剂盒法测定。

1.3.3 直链淀粉含量

利用碘能与淀粉形成淀粉-碘复合物，直链淀粉与碘生成深蓝色复合物，支链淀粉与碘形成红棕色复合物。将两种淀粉分散液配制成一定比例的混合液，在一定的酸度和波长条件下与碘显色，根据朗伯-比尔定理，直链淀粉浓度与吸光度成线性关系的原理[8]，参考文献[9]的方法略作修改对豌豆淀粉中的直链淀粉含量进行测定。

1.3.4 凝沉性的测定

配制质量分数为1%的淀粉乳100 mL，沸水浴中糊化30 min，加热过程中保持淀粉乳体积不变，糊化结束后将其冷却到室温。将100 mL淀粉糊置于100 mL的量筒中封口，静置，每2 h观察并记录上层清液体积，以上清液体积分数ω表示淀粉糊的凝沉性[10-11]。计算公式为：

式（1）中：ω-上清液体积分数，用%表示；V1-上清液体积，单位为mL；V-淀粉糊总体积，单位为mL。

1.3.5 溶解度与膨胀度的测定

配制2%的淀粉乳50 mL，分别在60 ℃、70 ℃、80 ℃、90 ℃水浴锅中加热30 min，加热过程中不断搅拌，冷却后3 000 r·min-1离心20min，将上清液倒入平皿中干燥至质量恒重，称量被溶解淀粉的质量，根据公式（2）得淀粉的溶解度S[12]。对离心后离心管中剩的沉淀物进行称量，根据公式（3）得淀粉的膨胀度E[13]。

式中：S-淀粉的溶解度；A-上清液干燥至质量恒定后质量，单位为g；W-淀粉样品质量，单位为g；m-离心后沉淀物质量，单位为g；s-淀粉含水量，%。

1.3.6 透明度的测定

配制50 mL质量分数为1%的淀粉乳，在沸水浴中加热糊化30 min，糊化结束后将其冷却到室温，在可见分光光度计620 nm波长下测定淀粉糊透光率，以蒸馏水作空白对照[14]。

1.3.7 糊冻融稳定性的测定

配制50 mL质量分数为6%的淀粉乳，在沸水浴中加热糊化30 min，糊化结束后将其冷却到室温，倒入离心管中，放入-18 ℃冰箱中冷冻24 h，取出自然解冻后在3 000 r·min-1条件下离心20 min，弃去上清液，称量离心沉淀物的质量，根据公式（4）得淀粉糊的析水率[15]，计算公式为：

式（4）中：M1-淀粉糊质量，单位为g；M2-沉淀物质量，单位为g。

2 结果与分析

2.1 不同提取方法下豌豆淀粉基本组分含量

3种提取方法下豌豆淀粉基本组分含量见表1，水分含量在7.18%～10.07%，灰分含量在0.16%～0.23%，粗脂肪含量在0.38%～0.97%，粗蛋白含量在0.81%～1.14%，豌豆淀粉总淀粉含量分布在88.68%～91.53%。试验数据表明，3种提取方法下豌豆淀粉的灰分、粗蛋白和总淀粉含量没有显著差异，水分含量存在显著性差异，酶法提取淀粉粗脂肪含量与其他提取方法显著性差异。

表1 不同提取方法下豌豆淀粉基本组分含量表

2.2 豌豆淀粉直链淀粉含量

直链淀粉是植物淀粉的重要组成部分，也影响着淀粉理化性质，如溶解度、透明度及糊化特性等[6]。不同提取方法下豌豆淀粉中直链淀粉含量如图1所示。由图1可知，3种提取方法下水提法提取的直链淀粉含量略低于其他两种方法，酶法提取中质量淀粉含量最高。但3种提取方法下豌豆淀粉中直链淀粉含量并无显著性差异。

图1 不同提取方法下豌豆淀粉中直链淀粉含量图

2.3 豌豆淀粉凝沉性

淀粉糊的沉降体积反映其形成凝胶的能力，沉降体积越小，形成凝胶的能力就越强[13]。淀粉糊凝沉与直支链淀粉含量和分子的大小有密切相关，直链淀粉的空间位阻较小，分子间裸露的氢键容易重新缔合，形成分子束，容易沉降；而支链淀粉侧支链较多，空间位阻大，可以在一定程度上阻止氢键的缔合，减缓沉降[16]。杂豆淀粉糊的沉降速度较快可能与其直链淀粉含量高有关[2]。不同提取方法下豌豆淀粉上清液体积分数如图2所示。由图2可知，3种不同提取方式下淀粉糊凝沉速度随着时间延长先增长后趋于稳定，且淀粉糊凝沉速度基本相同。由实验数据可知，藏豌豆淀粉糊极不稳定，凝沉速度极快，2 h内上清液体积即趋于稳定，上清液体积分数约为80%，既体积为80 mL。

图2 不同提取方法下豌豆淀粉上清液体积分数图

2.4 豌豆淀粉溶解度与膨胀度

溶解度与膨胀度反映淀粉与水之间相互作用的大小[17]。不同提取方法下豌豆淀粉溶解度如图3所示。由图3可知，温度在60～90 ℃范围内时，3种不同提取方式提取的淀粉溶解度都随着温度增加呈现增长趋势。在60 ℃时，利用水提法、碱提法、酶提取法提取的淀粉溶解度分别为0.599%、0.833%和1.295%；在90 ℃时，其淀粉溶解度分别为9.618%、9.155%和13.02%。酶法提制得淀粉的溶解度在80～90 ℃呈现快速增长。

图3 不同提取方法下豌豆淀粉溶解度图

淀粉的溶解和膨胀与淀粉的分子大小、形态、直链和支链淀粉的比例以及支链淀粉中长链、短链所占的比例、温度等有关所占的比例有关[18]。不同提取方法下豌豆淀粉膨胀度如图4所示。由图4可知，温度在60～90 ℃范围内时，利用3种不同提取方式提取的淀粉膨胀度都随着温度增加呈现增长趋势。在60 ℃时，利用水提法、碱提法、酶提取法提取的淀粉膨胀度分别为3.388%、4.072%和4.529%；在90 ℃时，淀粉膨胀度分别为9.588%、10.339%和10.476%。

图4 不同提取方法下豌豆淀粉膨胀度图

2.5 豌豆淀粉透明度

目前，常用吸光度来反映淀粉糊的透明度，吸光度低则说明其透光度高。淀粉糊透光度反映淀粉与水互溶能力以及膨胀程度，是其表现出来的重要的外在特征之一，直接关系到淀粉质产品的外观和用途，进而影响产品的可接受性[19]。不同提取方法下豌豆淀粉的吸光度如图5所示。由图5可知，3种提取方法下酶法提取的吸光度值最高，其透明度最低；水提法次之，碱法提取淀粉的吸光度值最小，其透明度最好，但3种提取方法下淀粉透明度没有显著性差异。

图5 不同提取方法下豌豆淀粉的吸光度图

2.6 豌豆淀粉糊冻融稳定性

淀粉糊经过冷冻和解冻会出现脱水收缩的现象，这是由于冷冻使淀粉糊的胶体结构被破坏，导致游离水析出，析水率越低，冻融稳定效果越好[20]。不同提取方法下豌豆淀粉糊吸水率如图6所示。由图6可知，水法提取的淀粉析水率最小，冻融稳定性最好，但3种方法提取下淀粉析水率无显著性差异，说明3种提取方法对淀粉糊的冻融稳定性影响不显著。

图6 不同提取方法下豌豆淀粉糊析水率图

3 结论

3种提取方法下豌豆淀粉的灰分、粗蛋白和总淀粉含量没有显著差异，水分含量存在显著性差异，酶法提取淀粉粗脂肪含量与其他提取方法显著性差异；说明3种提取方法下淀粉的基本组分差异较小，仅酶法提取淀粉脂肪含量有较大差异，不同方法提取下的豌豆淀粉直链淀粉含量、透明度及淀粉糊冻融稳定性无显著差异，说明三种提取方法下淀粉的理化性质变化较小；同时由实验数据可知藏豌豆淀粉糊极不稳定，凝沉速度极快。