淀粉質(zhì)食品是重要的食品種類，其制作通常要在一定的濕 熱和外力作用下形成溶膠和凝膠，進(jìn)命完成某種食品的加 工。不同來源的淀粉在分子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)上均有較大差異這 些都會異致K:糊化特性的差異|31»目前，國內(nèi)外學(xué)者對淀粉糊 化特性的研究多集中在溫度[4，1(M3i對糊化特性的影響，采用快速 黏度分析儀（RVA)標(biāo)準(zhǔn)模式在一定轉(zhuǎn)速下測試淀粉的糊化過 程#1。許多淀粉質(zhì)食品須在不同的攪拌等外力作用下加工，以 形成不同質(zhì)地和口感的食品，但淀粉糊化過程力學(xué)性質(zhì)規(guī)律的 研究少見報道。

本研究以不同來源的5種淀粉為原料，采用RVA測試不同 來源淀粉的糊化特性，并研究不同攪拌速度對淀粉漿糊化過程 和糊化特性的影響，探討淀粉糊化過程及淀粉糊的力學(xué)穩(wěn)定性,

為淀粉質(zhì)食品的品質(zhì)控制提供依據(jù)。

1材料與方法

1.1材料

大米（秈型)、小麥、玉米、馬鈴薯、蓮子均為市售。采用 堿浸法提取人米淀粉[4],水磨法提取小麥淀粉【1()]、馬鈴薯淀 粉玉米淀粉丨15〗和蓮子淀粉。采用文獻(xiàn)[16]的方法測得大米、 小麥、玉米、馬鈴薯和蓮子淀粉的碘蘭值（Blue Value, BV) 分別為 0.579, 0.762, 0.658, 0.823 和 0.989。

1.2儀器

RVA—3D型快速黏度分析儀（澳大利亞Newport Scientific PtyLtd.公司），用 TCW (Thermal Cycle for Windows)配套軟件 進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄和分析。

1.3方法

準(zhǔn)確稱取一定量的樣品，加入到裝有25.0 mL蒸餾水的樣 品盒中，充分?jǐn)嚢韬?，置于RVA樣品梢內(nèi)，按照美國谷物化學(xué) 家協(xié)會（AACC66-21〉的方法。最初10 s以960r/mhi攪拌，形 成均勻懸濁液后，采用不同轉(zhuǎn)速至試驗結(jié)束。測試過程的溫度 采用Stdl升溫程序進(jìn)行即初始溫度為50°C保持lrnin,然后 以 12-C/min 升到95°C(3.75 min),在95X：保持2.5 min,再以 降至50^；(3,75 miti)并保持1_5 min,整個測定過程歷時

12.5min。從而測出不同淀粉在各種轉(zhuǎn)速攪拌下黏度變化的糊化 曲線，供分析比較。

2結(jié)果與分析

2.1不同來源淀粉的糊化特性

圖1是5種不同來源淀粉在160 r/min時的RVA糊化曲 線，表1是糊化過程相應(yīng)的特征值。當(dāng)溫度小于淀粉初始糊 化溫度時，由于淀粉粒僅作有限膨脹[12],淀粉黏度較低，曲 線平坦。隨加熱時間延長，支鏈淀粉微晶束萏先熔融tul,淀 粉粒劇烈膨脹，導(dǎo)致黏度的突然上升；隨后，直鏈淀粉向水 中擴散，形成膠體網(wǎng)絡(luò)[1U2],淀粉粒充分膨脹，從而使糊化 曲線上升至最高峰，并形成淀粉糊。然后，淀粉粒中支鏈淀 粉分子鏈進(jìn)一步伸展，顆粒破裂，直鏈淀粉進(jìn)一步向水中分 散[14]，導(dǎo)致黏度下降。這一過程常用降落值表示，反映了淀 粉的熱糊穩(wěn)定性。到達(dá)最低黏度后，隨溫度下降，淀粉糊的 流動阻力增大，導(dǎo)致黏度又呈現(xiàn)上升趨勢，這一過程反映了 淀粉冷糊的穩(wěn)定性和老化趨勢。淀粉黏度曲線的特征與淀粉 的來源t3_81、顆粒形貌|1AW81、粒徑16]、相對分子質(zhì)量 、直 鏈淀粉與支鏈淀粉的比例[5，191等因素有關(guān)。

•馬鈴蓴 小麥

.大米

•蓮子

•玉米

s nffrom vartnns snnrces

Table :

表1不同來源淀粉的糊化特征佴

Gelatinization characteristics of starches from various sources

淀粉來源起始糊化溫度

rc峰值黏度 /mPas降落值

/mPa，s1〇1升值 /mPa*s

馬鈴薯75.69409--

小麥65.2414216841720

大米81.2612227471680

蓮了78.893923341650

玉米78.0521018442155

注：“-”表示末測出，轉(zhuǎn)了•轉(zhuǎn)速為160r/min。

7000600050004000300020001000

».|/篇

000|000I

""7 5

256

農(nóng)業(yè)工程學(xué)報

2008 年

由圖1和表1可知，5種淀粉中，以小麥淀粉的糊化溫度 最低（表1),這是由于其直鏈淀粉含量較低馬鈴薯和蓮子 淀粉的峰值黏度較高，這是由于它們的直鏈淀粉含量低，并且 粒徑較大，在糊化過程中淀粉顆粒膨脹程度較大。以蓮子淀 粉的降落值最大，表明溶脹后的蓮子淀粉顆粒強度小，易于破 裂，導(dǎo)致其熱糊穩(wěn)定性差。玉米淀粉的回升值最大，其次依次 為小麥淀粉、大米淀粉和蓮子淀粉，這是由于玉米直鏈淀粉聚 合度高M(jìn)，支鏈淀粉外鏈較長，因此淀粉易于老化。馬鈴薯淀 粉未觀察到降落值和回升值，表明溶脹后淀粉顆粒強度大，不 易破裂。由于馬鈴薯淀粉的分子聚合度較低[9],支鏈淀粉的外 鏈較短[9\并且號鈴薯淀粉分子上有天然的磷酸基[21-23],因而 有很強的水合能力，不易老化，冷糊較穩(wěn)定，所以無黏度降低。 2.2外力對糊化特性的影響 2. 2.1外力對糊化過程的影響

以轉(zhuǎn)子的不同轉(zhuǎn)速表示外力作用的大小。幾種淀粉的黏度 曲線的影響規(guī)律相似，不同轉(zhuǎn)速F的黏度曲線見圖2(玉米淀 粉)。由圖2可知，隨轉(zhuǎn)速增大，曲線特征未發(fā)生變化，但黏度 值下降，表明隨轉(zhuǎn)速增大，切應(yīng)力增人，顆粒破裂程度增大， 導(dǎo)致流動阻力下降，因此黏度下降。

〇150300450600750

時間/s

圖2不同轉(zhuǎn)速下玉米淀粉的黏度曲線 Fig.2 Viscosity curves of com starch at different rotate speeds

2.2.2外力對糊化溫度的影響

圖3是轉(zhuǎn)速對起始糊化溫度的影響。由圖3可知，隨轉(zhuǎn)速 增大，大米、馬鈴薯和玉米淀粉起始糊化溫度略有降低，而蓮 子和小麥淀粉的變化較小。

大米淀粉的起始糊化溫度受轉(zhuǎn)速影響較其它淀粉大，小麥 淀粉和蓮子淀粉的起始糊化溫度幾乎不受外力作用影響。這是 因為大米淀粉顆粒為多面體結(jié)構(gòu)小麥淀粉為球形結(jié)構(gòu)[6]，蓮 子淀粉顆粒主要呈多邊形狀，小顆粒呈球形⑶】，由于越接近球 形的顆粒結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定，抗外力作用能力越強，在外力作用下膨 脹較小，因此糊化溫度變化較小。

2.2.3外力對峰值黏度的影響

圖4為不同轉(zhuǎn)速對峰值黏度的影響。由圖4可知，隨轉(zhuǎn)速

增大，峰值黏度減小，這是由于淀粉顆粒糊化時吸水溶脹而變 軟，隨機械剪切力作用的增大，破裂程度增大，導(dǎo)致峰值黏度 下降。

圖4外力對峰值黏度的影響 Fig.4 Efifect of external force on the peak viscosity

不同轉(zhuǎn)速下，馬鈴薯和蓮子淀粉的峰值黏度都很接近，且 它們的峰值黏度最大，其次依次為大米淀粉、玉米淀粉和小麥 淀粉。轉(zhuǎn)速對蓮子淀粉和馬鈴薯淀粉峰值黏度的影響大于另外 3種淀粉，表明在糊化后，蓮子和馬鈴薯的膨脹淀粉粒和淀粉 糊抗外力作用的能力較低。

2.2.4外力對降落值的影響

除馬鈴薯外，所有淀粉糊在+同轉(zhuǎn)速下均呈現(xiàn)出不同程度的 降落值。圖5為轉(zhuǎn)速對淀粉黏度降落值的影響。由圖5可知，隨 轉(zhuǎn)速增大，降落值呈下降趨勢。表明隨轉(zhuǎn)速增大，到達(dá)峰值黏度 后淀粉顆粒的破裂減弱，熱糊穩(wěn)定性增強。結(jié)合峰值黏度（圖4) 可知，淀粉顆粒的破裂主要是在到達(dá)峰值黏度前產(chǎn)生的。

以蓮子淀粉的降落值最大，其次依次為大米、玉米和小麥 淀粉。轉(zhuǎn)速對蓮T淀粉降落值的影響大于其它淀粉，表明在糊 化之后，其糊抗外力能力弱，熱糊穩(wěn)定性差。而馬鈴薯淀粉的 熱糊力學(xué)穩(wěn)定性好。

2.2. 5外力對回升值的影響

圖6為轉(zhuǎn)速對回升值的影響。由圖6可知，隨轉(zhuǎn)速增大， 回升值下降，表明提卨轉(zhuǎn)速可使淀粉糊膠體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在較低溫

下的穩(wěn)定性增強，冷糊穩(wěn)定性更好。

以玉米淀粉的回升值最大，其次依次為小麥淀粉、大米淀 粉和蓮子淀粉。轉(zhuǎn)速對蓮子淀粉冋升值的影響最小，表明蓮子 淀粉糊形成的淀粉溶膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)強度較大，不易受到外力作用 的破壞。馬鈴薯淀粉糊在不同轉(zhuǎn)速下均沒有觀察到黏度的回升 現(xiàn)象，表明其低溫力學(xué)穩(wěn)定性好0

圖6外力對回井值的影響 Fig.6 EfiFect of external force on the setback value

3結(jié)論

不同來源淀粉的黏度曲線有差異。以小麥淀粉的糊化溫度 最低；馬鈴薯淀粉糊的黏度和溫度穩(wěn)定性最大，易于制作高強 度食品：馬鈴薯和蓮T淀粉的峰倌黏度較高，冷糊穩(wěn)定性好， 易于制作方便食品；蓮子淀粉的降落值最大，熱糊穩(wěn)定性差， 髙溫下快速攪拌后黏度迅速下降，從而獲得柔軟的食品質(zhì)地； 玉米淀粉糊的N升值最大，易于低溫老化。

外力作用對淀粉的黏度曲線有影響。較強的外力作用后， 會導(dǎo)致淀粉糊的強度、黏度和糊化溫度降低，而其抗老化能力 提高。采用較強的外力可制作質(zhì)地均勻、口感柔軟的淀粉質(zhì)食 品a

淀粉糊化的力學(xué)穩(wěn)定性與其顆粒強度有關(guān)，以蓮子和小麥 等原淀粉顆粒強度較大的淀粉糊化起始的力學(xué)穩(wěn)定性好，大米 淀粉最差？以蓮子等淀粉溶脹后強度較小的淀粉的熱糊力學(xué)穩(wěn) 定性較弱，但其淀粉糊的低溫老化力學(xué)穩(wěn)定性好。