不同品种糯玉米淀粉特性的比较研究

张玲，韩基明，丁卫英，张江宁，杨春

(山西农业大学(山西省农业科学院)，山西功能食品研究院，太原 030031)

糯玉米，也称蜡质玉米，其淀粉含量为65%～75%左右，与普通玉米淀粉相比容易糊化、老化速度慢、消化率高、透明度高、黏性大、适口性好，在酿酒、食品添加剂和饲料中有很好的应用[1]。此外，糯玉米淀粉在调味品中的应用也逐渐增加[2-3]，研究表明有的蜡质玉米交联淀粉的冻融稳定性和热稳定性较好，黏度较适中，应用在蚝油中，可改善蚝油的品质[4]，变性的糯玉米淀粉还可在酱料中应用，有较好的增稠效果[5]。不同品种糯玉米淀粉的理化特性有一定的差异，这些差异直接影响淀粉的溶解度、糊化、凝胶和流变等理化特性，而淀粉的理化特性会直接影响其制品的感官品质[6-7]。本文选取了10个糯玉米品种，研究其淀粉的一些理化特性，可为糯玉米淀粉的进一步加工与应用以及产品的研发提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

糯玉米(晋糯2号、晋鲜糯6号、晋糯10号、晋糯17号、晋黑糯7号、晋糯18号、晋糯20号、晋单糯41号、白糯99、万糯2000)：均由山西省农业科学院玉米所提供；直链淀粉、支链淀粉标品：购自北京索莱宝科技有限公司；无水乙醇、氢氧化钠等试剂均为分析纯。

电热鼓风干燥箱 上海树立仪器仪表有限公司；粉碎机 北京环亚天元机械技术有限公司；电热恒温水浴锅 常州朗越仪器制造有限公司；离心机 安徽中科中佳科学仪器有限公司；756紫外可见分光光度计 尤尼柯(上海)仪器有限公司；Brabender黏度糊化仪 德国布拉本德食品仪器公司；电子分析天平 上海佑科仪器仪表有限公司；MCR302流变仪 奥地利Anton Paar公司；质构仪 英国Stable Micro Systems 公司。

1.2 试验方法

1.2.1 糯玉米淀粉的制备

将糯玉米洗净后，加亚硫酸钠、碱性蛋白酶，在50 ℃超声波处理20 min后浸泡4 h，粉碎磨浆，过200目筛，水洗5次，用乙醚去除脂肪，用乙醇脱蛋白后自然晾干后粉碎，即得淀粉样品，备用。

1.2.2 直链淀粉含量的测定[8]

称取100 mg标准直链淀粉，定容到100 mL容量瓶中，制成1 g/L的直链淀粉标准溶液。另取6个100 mL的容量瓶，分别加入直链淀粉标准溶液0，0.25，0.5，1.0，1.5，2.0 mL，然后于各瓶中依次加入约50 mL水、1 mL乙酸和1 mL碘试剂，定容显色10 min，在波长620 nm处测吸光度，绘制标准曲线。称取100 mg糯玉米淀粉，操作如上，根据标准曲线计算直链淀粉的含量。

1.3 糯玉米淀粉理化特性的测定

1.3.1 糯玉米淀粉溶解度的测定[9]

称取各糯玉米淀粉1.0 g，配制成2.0%的悬浮液50 mL于离心管中，分别在65，70，75，80，85，90 ℃下加热，搅拌30 min，以3000 r/min离心20 min，分离上清液，于120 ℃烘至恒重,称其质量为a，溶解度=a×100%。

1.3.2 透明度的测定

分别称取0.5 g各糯玉米淀粉，加水配制成1%的淀粉乳，沸水浴加热糊化30 min，冷却至室温，以蒸馏水为空白，在620 nm测其透光率，重复3次，取平均值。

1.3.3 冻融稳定性的测定[10]

分别称取1.0 g各糯玉米淀粉到离心管中，加水至50 mL,沸水浴加热30 min，冷却后放置在-18 ℃条件下冷冻12 h后自然解冻12 h，以3000 r/min离心20 min，分离上清液后称量沉淀物的质量，计算析水率。析水率=(淀粉糊质量-沉淀物质量)/淀粉糊的质量。

1.3.4 糊化特性的测定[11]

利用Brabender 803200黏度糊化仪测定。

1.3.5 糯玉米淀粉动态流变性质的测定[12]

设定频率为1 Hz，应变为1%，测定淀粉糊在50～95 ℃下的动态黏弹性变化(变温速率为5 ℃/min)。

1.3.6 糯玉米淀粉凝胶性质的测定

糯玉米淀粉凝胶的制备：参考文献[12]，略有改动，糯玉米分为10%和15%两个浓度进行样品的制备，分别称取一定量的淀粉于小烧杯中，加适量水，放入95 ℃水浴30 min直至淀粉完全糊化，取出后冷却至室温，在4 ℃冰箱中静置24 h，形成稳定的凝胶样品，待测，每个样品做3个平行。

糯玉米淀粉凝胶强度的测定：参考文献[12]，略有改动，采用专用测试探头(P0.5，直径5 mm的圆柱体)，进行穿刺模式实验。测定参数设定为：触发力为2 g，测试速度为1.0 mm/s，压缩深度为10 mm，凝胶强度由质构仪软件直接读取纪录(以测试探头进入淀粉凝胶中4 mm时所受的力为淀粉的凝胶强度值)，每个样品做3个平行实验，取平均值。

糯玉米淀粉TPA质构特性的测定：参考文献[12]的方法，选取平板转子(P100，直径100 mm)，采用TPA模式，其探头测试面积大于被测样品的面积，结果可以表示凝胶样品整体对抗外压的能力。测定参数设定为：触发力2 g，测定速度2.0 mm/s，压缩比50%。

1.4 数据统计与分析

所得数据均为3次重复的平均值，数据采用SPSS软件处理，用单因子方差分析(One-way ANOVN，LSD)进行差异显著性检验，数据以X±SD表示。

2 结果与分析

2.1 糯玉米淀粉中直链淀粉含量的测定

由图1的直链淀粉标准曲线y=0.2569x+0.1627，R2=0.9985，可计算出各品种玉米淀粉中直链淀粉的含量，其测定计算结果见表1。

图1 直链淀粉标准曲线Fig.1 The standard curve of amylopectin

表1 直链淀粉含量Table 1 The content of amylopectin %

由表1可知，不同糯玉米中直链淀粉含量不同，其中晋糯2号直链淀粉含量低，万糯2000直链淀粉的含量较高。

2.2 温度对玉米淀粉溶解度的影响

由表2可知，随着温度的升高，不同糯玉米淀粉的溶解度都呈上升趋势。当温度从70 ℃上升到80 ℃时，糯玉米淀粉的溶解度增加迅速。50 ℃时糯玉米淀粉的溶解度都较低，90 ℃时万糯2000的溶解度最高。

表2 不同糯玉米品种在不同温度下的溶解度Table 2 The solubility of different kinds of waxy corn starches at different temperatures

2.3 玉米淀粉的透明度

由图2可知，不同品种玉米淀粉的透明度有所差异，晋糯17号和晋鲜糯6号淀粉的透明度较好。晋黑糯7号的透明度较差，可能与其淀粉中残留的色素有关。

图2 不同糯玉米淀粉的透明度Fig.2 The transmittance of different kinds of waxy corn starches

2.4 不同浓度玉米淀粉对冻融稳定性的影响

淀粉糊的冻融稳定性反映淀粉冻融后析出水的多少，用析水率来表示，析水率越大，稳定性越差。通常在冷冻食品中应用的淀粉要求具有良好的冻融稳定性以确保食品具有良好的质构状态。由表3可知，随着淀粉浓度的增加，其吸水率呈下降趋势。当糯玉米淀粉浓度为2%时，不同品种淀粉的析水率在61%～77%左右，析水率较高，其冻融稳定性差。当淀粉浓度增加到10%时，不同品种糯玉米淀粉的析水率迅速下降到7%～34%左右，其中晋单糯41号淀粉的析水率仅有6.57%，说明其冻融稳定性较好。

表3 不同糯玉米品种淀粉的析水率Table 3 The syneresis rates of different kinds of waxy corn starches

2.5 糯玉米粉的糊化特性

续 表

由表4可知，不同品种糯玉米的糊化温度差异不大，晋糯18号的糊化温度较低，在69.2 ℃，晋鲜糯6号的峰值黏度和崩解值均显著高于其他淀粉(p<0.05)，晋黑糯7号的崩解值较低，晋糯10号的回生值最低。

表4 不同品种糯玉米粉糊化特性Table 4 The gelatinization properties of different kinds of waxy corn starches

2.6 糯玉米淀粉的动态流变特性

淀粉的动态流变特性是指在振动或搅拌应力的作用下淀粉糊呈现的黏弹性行为。表征参数有储能模量G′、损耗模量G″，储能模量G′表示物料在形变过程中储存的能量，反映物料形变后恢复原状的能力，储能模量G′越大，淀粉糊的恢复能力越强，弹性越强。损耗模量表示在形变过程中，物料为了抵抗黏性阻力而损失的能量，反映物料抵抗流动的能力，损耗模量G″越大，淀粉糊抵抗流动的能力越强，黏性越大。

由图3中10种糯玉米淀粉的动态模量曲线可知，不同糯玉米淀粉糊的储能模量G′和损耗模量G″都存在相同的规律：淀粉糊浓度由5%增加到10%时，淀粉糊的动态模量增加。不同糯玉米淀粉的增加幅度有所差异，其中晋糯17号的增加幅度最大，白糯99淀粉的增加幅度最小，升温过程(50～95 ℃)中，所有糯玉米淀粉糊的储能模量G′和损耗模量G″都在逐渐减小，但G″变化不明显；在降温过程中(95～50 ℃)，晋单糯41号淀粉的G′和G″逐渐增大，其余糯玉米淀粉的G′都在逐渐减小，G″变化幅度不明显，这与文献[13-14]研究的15%浓度的玉米、小麦和20%浓度的马铃薯等淀粉的动态模量随着温度变化的规律不一致，可能与糯玉米淀粉浓度以及其直链淀粉含量较少有关。

图3 不同品种糯玉米淀粉的动态模量曲线(程序1～95 ℃)Fig.3 The dynamic modulus curves of ten kinds of waxy corn starches (program 1～95 ℃)

2.7 糯玉米淀粉的凝胶特性

由表5可知，随着淀粉浓度的增加，糯玉米淀粉的凝胶强度也有所增大，晋糯2号和晋糯17号的凝胶强度值较高，晋糯20号的凝胶强度较低。有文献报道淀粉的凝胶强度与所含直链淀粉的含量有较大的关系[15]。本研究的结果与文献报道的不一致，这可能与其糯玉米淀粉中直链淀粉含量较少有关。

表5 糯玉米淀粉凝胶强度Table 5 The gel strength of different kinds of waxy corn starches

表6 糯玉米淀粉在10%和15%浓度下的TPA质构特性Table 6 The texture properties of different kinds of waxy corn starches with the content of 10% and 15%

续 表

糯玉米淀粉凝胶的硬度、胶着度和咀嚼度都随其浓度的增加而增大，其中晋糯17号的凝胶硬度、胶着度和咀嚼度高于其他糯玉米品种；糯玉米中晋糯2号、晋鲜糯6号、晋黑糯7号、晋糯18号、晋糯20号、白糯99和万糯2000的淀粉凝胶在高浓度(15%)下的黏附性低于低浓度(10%)下的值，晋糯10号、晋糯17号和晋单糯41号的淀粉度则是在高浓度下的黏附性高于低浓度(10%)下的值，以晋糯20号在10%浓度下最大(11.85 g)；恢复性则以晋鲜糯6号淀粉在10%浓度下最大(77.04)，晋黑糯7号最小(41.69 g)；糯玉米淀粉的黏聚性值在0.8～0.9 g左右；在10%浓度下晋糯10号淀粉的弹性最大(141.3)，晋黑糯7号的弹性最小(84.26)。

3 结论

在90 ℃时，万糯2000、晋糯17号、白糯99和晋鲜糯6号淀粉的溶解度都较高，可达到75%以上；晋糯17号和晋鲜糯6号淀粉的透明度较好；晋单糯41号淀粉的析水率仅有6.57%，其冻融稳定性较好，其次为晋糯10号和晋糯18号，这些糯玉米淀粉适合做冷冻食品，如汤圆和速冻饺子等；晋鲜糯6号的峰值黏度和崩解值均高于其他淀粉，且糊化温度也较高，适合制作粉丝，因为峰值黏度和崩解值越高的淀粉生产出的粉丝品质更佳，也可作为增稠剂在蚝油以及酱料中使用。

糯玉米淀粉糊的储能模量G′和损耗模量G″都存在相同的规律：淀粉糊浓度由5%增加到10%时，淀粉糊的动态模量增加。升温过程(50～95 ℃)中，所有糯玉米淀粉糊的储能模量G′和损耗模量G″都在逐渐减小，但G″变化不明显；在降温过程中(95～50 ℃)，晋单糯41号淀粉的G′和G″逐渐增大，其余糯玉米淀粉的G′都在逐渐减小，G″变化幅度不明显。

随着糯玉米淀粉浓度的增加，其凝胶强度也有所增大，晋糯2号和晋糯17号的凝胶强度值较高，晋糯20号的凝胶强度较低。糯玉米淀粉的凝胶硬度、胶着度和咀嚼度都随其浓度的增加而增大，糯玉米中晋糯17号的凝胶硬度高于其他糯玉米品种，晋糯10号、晋糯2号的硬度较小，但弹性和恢复性较好，说明其淀粉能制作弹性和恢复性相对较好的凝胶产品，如果冻等。