兩種綠豆淀粉功能特性研究

高玲玲 王華

摘 ?????要：對(duì)兩種綠豆淀粉的化學(xué)組成、凝沉性質(zhì)、溶解度、膨脹度、酸度、凍融穩(wěn)定性和糊化性質(zhì)進(jìn)行分析。結(jié)果表明，兩種綠豆淀粉各功能特性既有相似之處又存在差異。溫度對(duì)溶解度和膨脹度的影響，時(shí)間對(duì)凝沉體積的影響，以及循環(huán)次數(shù)對(duì)析水率的影響，兩種綠豆淀粉表現(xiàn)出相似的變化規(guī)律。而化學(xué)組成含量、酸度、糊化特性， 以及相同條件下的凝沉體積、溶解度、膨脹度和凍融穩(wěn)定性，兩種淀粉又存在明顯差異。陜北大明綠豆淀粉比黑龍江聚寶綠豆高的參數(shù)有：直鏈淀粉含量、灰分、凝沉體積、膨脹度、約68 ℃之后的溶解度、低循環(huán)次數(shù)下的凍融穩(wěn)定性和各糊化特性參數(shù)中的黏度指標(biāo);而水分、低溫下的溶解度、酸度和高循環(huán)下的凍融穩(wěn)定性，以及起糊溫度，黑龍江聚寶綠豆表現(xiàn)較高。

關(guān) ?鍵 ?詞：綠豆;淀粉;溶解度;膨脹度;糊化性質(zhì)

中圖分類號(hào)：TQ 041 ??????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A ??????文章編號(hào)： 1671-0460（2019）04-0703-05

Abstract： The chemical composition， retrogradation property， solubility， swelling power， acidity， freeze-thaw stability and pasting property of two kinds of mung bean starch were investigated. The results showed that there were similarities and differences in the functional characteristics of the two kinds of mung bean starch. The charge law of their solubility and swelling power with temperature was similar， as well as the charge law of retrogradation volume with time， the charge law of water extraction rate with cycle times. But， the chemical composition， acidity， pasting properties， coagulation volume， solubility， swelling power and freeze-thaw stability of the two kinds of mung bean starch under the same conditions showed significant differences. Amylose content， ash content， coagulation volume， swelling power， solubility at about 68 ℃， freeze-thaw stability at low cycle times， and viscosity index of Shanbei Daming mung bean starch were better than those of Heilongjiang Jubao mung bean starch. However， the water content， solubility at low temperature， acidity， freeze-thaw stability under high cycle times， and pasting temperature of Heilongjiang Jubao mung bean starch were better than those of Shanbei Daming bung bean starch.

Key words： Mung bean; Starch; Solubility; Expansion power; Gelatinization property

綠豆又名青豆或植豆，在我國(guó)有廣泛的種植，且資源類型豐富。綠豆含有豐富的淀粉、蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)、維生素和膳食纖維，具有多種生物活性，如殺菌、解毒、降脂、抑制腫瘤和預(yù)防癌癥等，因此受到廣大消費(fèi)者的青睞[1-3]。綠豆含有約50%的淀粉，因此目前綠豆的加工主要以淀粉利用為主[4]。綠豆淀粉可以以傳統(tǒng)的方式加工成綠豆粉絲、綠豆涼粉和綠豆粉皮，也可以作為配料加工成各種餡料、油脂食品、膨化食品和灌腸等制品。對(duì)于綠豆淀粉的提取分離和性質(zhì)研究，相關(guān)方面的技術(shù)研究已開(kāi)展大量工作[5，6]。綠豆的功能特性影響其在食品領(lǐng)域的加工利用，因此有大量的文獻(xiàn)報(bào)道關(guān)于綠豆淀粉與不同來(lái)源淀粉的功能特性比較，如與玉米淀粉、菱角淀粉、蕓豆淀粉、小麥淀粉、豌豆和馬鈴薯淀粉等[7-10]。然而即使為同一種作物來(lái)源的淀粉，因品種、栽培條件和生長(zhǎng)環(huán)境等的差異[11，12]，其功能特性仍然會(huì)存在差異，為更好的利用綠豆淀粉，提高綠豆淀粉的加工適應(yīng)性，本文以享有盛名的陜北大明綠豆和黑龍江聚寶綠豆淀粉為研究對(duì)象，考察了兩種綠豆淀粉的化學(xué)組成、凝沉性質(zhì)、溶解度、膨脹度、酸度、凍融穩(wěn)定性和糊化性質(zhì)等功能特性，并對(duì)比分析兩種綠豆淀粉的各功能特性差異，旨在為綠豆淀粉深加工和品種控制提供可靠理論依據(jù)。

1 ?實(shí)驗(yàn)方法

1.1 ?樣品、試劑與儀器

樣品：陜北大明綠豆;黑龍江聚寶綠豆。

主要試劑：氫氧化鈉、蔗糖、硼砂、氯化鈉、酚酞、鹽酸、無(wú)水乙醇、碘和碘化鉀、馬鈴薯直鏈淀粉標(biāo)品，均為分析純。

主要儀器：上海菁華有限公司生產(chǎn)的722型紫外分光光度計(jì);美國(guó)生產(chǎn)的Brookfield ?DV-I ?Prime旋轉(zhuǎn)黏度計(jì);上海佑科儀器儀表有限公司生產(chǎn)的PHS-3C型 pH計(jì); 杭州藍(lán)天化儀器廠生產(chǎn)的1010—2Y型鼓風(fēng)干燥箱。

1.2 ?樣品、試劑與儀器

1.2.1 ?綠豆淀粉的提取

稱取綠豆1.00 kg，用蒸餾水反復(fù)沖洗干凈后放入1 L的燒杯中，加入溫水浸泡30 min，然后在室溫下放置4 h，將泡好的綠豆分成兩份放入粉碎機(jī)，加入適量水，打成糊狀，取出后過(guò)80目篩，去掉皮渣，用蒸餾水反復(fù)沖洗多次，直到淀粉全部沉降下層水中，然后加入1/5體積的酸漿水，使?jié){液的pH值在6.0～6.2范圍，充分?jǐn)嚢韬箪o置4～5 h，將上清液去除，沉淀物在50 ℃下烘干，冷卻后的淀粉用粉碎機(jī)磨成粉末后過(guò)100目篩，即得綠豆淀粉。

1.2.2 ?綠豆淀粉成分測(cè)定

綠豆淀粉的水分測(cè)定參照國(guó)標(biāo)GB/T 12087- 2008;灰分測(cè)定參照國(guó)標(biāo)GB/T 22427.1-2008;綠豆中直鏈淀粉含量測(cè)定參照國(guó)標(biāo)GB/T15683-2008。

1.2.3 ?綠豆淀粉的凝沉性質(zhì)測(cè)定

配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6.0%淀粉糊，然后將溶解的淀粉糊置于刻度管中，在30 ℃下保溫，每隔10 min記錄上清液體積。

1.2.4 ?綠豆淀粉溶解度和膨脹度的測(cè)定

準(zhǔn)確稱取綠豆淀粉0.50 g，加入30 mL去離子水，分別在不同水浴溫度下，磁力攪拌器攪拌20 min后，取出裝入50 mL的離心管中，靜止10 min，以4 800 r/min轉(zhuǎn)速離心45 min，然后把上清液倒入已干燥恒重的稱量皿中，在105 ℃下的烘箱中烘干，稱重，稱量質(zhì)量記為m1;把去除上清液的離心管中的膨脹淀粉倒入濾紙上，膨脹淀粉的質(zhì)量記為m2，m為加入淀粉的干重;樣品的溶解度（S）和膨脹度（P）計(jì)算公式如下：

1.2.5 ?綠豆淀粉酸度測(cè)定

用電子天平分別準(zhǔn)確稱取兩種淀粉樣品10 g（精確到0.1 g），用100 mL冷卻的無(wú)CO2水溶解，然后轉(zhuǎn)移至150 mL的三角瓶中，滴加3滴酚酞指示液，將三角瓶放在磁力攪拌器上，用0.1 mol/L NaOH滴定，當(dāng)出現(xiàn)粉紅色且不再變色，記下耗用的NaOH的體積，同時(shí)做空白試驗(yàn)。計(jì)算公式為：

式中：X—酸度指標(biāo)，mL;

V1—滴定消耗NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mL;

V0—空白試驗(yàn)消耗NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mL;

C—NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mol/L;

m—樣品的濕基質(zhì)量，g;

H—樣品的含水量，%。

1.2.6 ?綠豆淀粉凍融穩(wěn)定性測(cè)定

分別準(zhǔn)確稱取兩種淀粉樣品各1 g，加入100 mL蒸餾水?dāng)嚢杈鶆蚝蠓湃敕兴≈袛嚢璞?5 min，然后冷卻至室溫;分別取10 mL淀粉溶液轉(zhuǎn)移至已知質(zhì)量m1的離心管中，并稱重m2，放入-18℃的冰箱中冷凍24 h，取出后解凍6 h，最后4000 r/min下離心20 min，棄去上層清液，稱重m3，計(jì)算析水率：

析水率（%）=[（m2-m3）/（m2-m1）]×100

式中：m1—離心管質(zhì)量，g;

m2—離心管中淀粉糊的質(zhì)量，g;

m3—離心后離心管與淀粉的質(zhì)量，g。

1.2.7 ?綠豆淀粉糊化特性測(cè)定

分別用兩種綠豆淀粉配制6%濃度的淀粉乳，置于250 mL的燒杯中，用旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)測(cè)定黏度隨溫度和時(shí)間的變化。 從30 ℃開(kāi)始升溫計(jì)時(shí)，以2 ℃/min的速率加熱到95℃， 保溫5 min，冷卻至50 ℃，保溫5 min。轉(zhuǎn)速設(shè)置為200 r/min。

2 ?結(jié)果與分析

2.1 ?化學(xué)成分比較

綠豆淀粉中化學(xué)成分組成與其品種、栽培條件、生長(zhǎng)環(huán)境等因素緊密相關(guān)，兩種綠豆淀粉化學(xué)成分組成比較見(jiàn)圖1所示，分析可知，對(duì)于直鏈淀粉和灰分含量陜北大明綠豆均高于黑龍江聚寶綠豆;對(duì)于水分則黑龍江聚寶綠豆高于陜北大明綠豆。

2.2 ?凝沉性質(zhì)比較

兩種綠豆淀粉的凝沉性質(zhì)可從圖2分析得到，隨著時(shí)間的增加，兩種綠豆淀粉在凝沉過(guò)程中上清液的體積均呈增加趨勢(shì)，到50 min以后，凝沉過(guò)程中上清液的體積增加不在明顯;在相同時(shí)間下，陜北大明綠豆上清液的體積要高于黑龍江聚寶綠豆，可見(jiàn)陜北大明的綠豆的凝沉性要強(qiáng)于黑龍家聚寶綠豆。

2.3 溶解度和膨脹度比較

淀粉的溶解度和膨脹度可反映淀粉顆粒內(nèi)部結(jié)構(gòu)間相互作用的強(qiáng)弱，包括結(jié)晶區(qū)氫鍵作用力，非結(jié)晶區(qū)分子間的作用力，以及結(jié)晶區(qū)與非結(jié)晶區(qū)的相互作用力。影響淀粉溶解度和膨脹度的因素有很多，如淀粉顆粒尺寸、形狀，直鏈和支鏈淀粉含量，非淀粉成分，以及遺傳等因素[13]。兩種綠豆淀粉溶解度隨溫度的變化曲線見(jiàn)圖3。

分析可知在起始溫度55 ℃的時(shí)候，兩種綠豆淀粉的溶解度均很低;在約68 ℃左右的時(shí)候兩種綠豆的溶解度曲線出現(xiàn)了交匯，交匯之前黑龍家聚寶綠豆的溶解度較高，而交匯之后變化趨勢(shì)剛好相反;隨著溫度的升高，兩種綠豆淀粉的溶解度均呈現(xiàn)增加趨勢(shì)。

兩種綠豆淀粉膨脹度隨溫度的變化見(jiàn)圖4，分析可知，總體來(lái)看，兩種綠豆淀粉的膨脹度隨溫度增加而增加，不同溫度條件下，陜北大明綠豆膨脹度均高于黑龍江聚寶綠豆：在起始溫度時(shí)，兩種淀粉的膨脹度均很小，大明綠豆的膨脹度略高于聚寶綠豆;在65 ℃左右，兩種淀粉的膨脹度出現(xiàn)相對(duì)明顯差異;隨后，溫度不斷升高，兩種淀粉的膨脹度均呈增大趨勢(shì)，且差異再次減小。

2.4 酸度比較

淀粉的酸度是指淀粉中無(wú)機(jī)和有機(jī)酸的總量。淀粉本身是中性的，但提取過(guò)程部分淀粉會(huì)發(fā)生水解，生成酸性物質(zhì)，此外該實(shí)驗(yàn)采用酸酸漿法提取綠豆淀粉，如果水洗不徹底，也會(huì)增加淀粉的酸度。兩種綠豆淀粉的酸度比較見(jiàn)圖5，分析可知，兩者的酸度差別不是很大，黑龍江聚寶綠豆酸度指標(biāo)值略高于陜北大明綠豆，即陜北大明綠豆的酸度相對(duì)較低。

2.5 ?凍融穩(wěn)定性比較

冷凍和解凍過(guò)程會(huì)導(dǎo)致淀粉發(fā)生收縮脫水現(xiàn)象，析水率的高低可反映淀粉的凍融穩(wěn)定性。不同凍融循環(huán)次數(shù)下計(jì)算得到淀粉析水率，析水率隨循環(huán)次數(shù)的變化結(jié)果見(jiàn)下圖6，從圖中可以看出，改變循環(huán)次數(shù)，綠豆淀粉析水率增加，這是因?yàn)榈矸墼谏郎鼗蛘呓禍氐那闆r下都會(huì)出現(xiàn)收縮水現(xiàn)象;循環(huán)五次，兩種綠豆淀粉的析水率均增加，但是漲幅不大。兩種綠豆淀粉析水率比較，循環(huán)3次之前，陜北大明綠豆淀粉的析水率高于黑龍江聚寶綠豆，3次之后，包括3次，黑龍江聚寶綠豆淀粉的析水率高于陜北大明綠豆。

2.6 ?糊化特性比較

淀粉的糊化特性反映淀粉分子結(jié)構(gòu)的特征，糊化的難易與淀粉分子結(jié)構(gòu)的密切相關(guān)，一般顆粒大或結(jié)構(gòu)疏松的淀粉較顆粒小或結(jié)構(gòu)緊密的分子更易于糊化;直鏈淀粉含量也影響淀粉的糊化特性，一般直鏈淀粉含量高的較難糊化[14-16]。

兩種綠豆淀粉糊化特性指標(biāo)見(jiàn)表1，分析可知，黑龍江聚寶綠豆的起糊溫度略低于陜北大明綠豆。

引起兩種綠豆淀粉起糊溫度差異的原因可能是兩者分子結(jié)構(gòu)大小的差異和直鏈淀粉含量的差異。大明綠豆淀粉較聚寶綠豆的峰值黏度更高，說(shuō)明兩者內(nèi)部結(jié)構(gòu)的松散程度不同，大明綠豆淀粉內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為松散，分子結(jié)合力較弱。大明綠豆淀粉的熱糊黏度衰減值較聚寶綠豆大，說(shuō)明大明綠豆淀粉糊的熱穩(wěn)定性不及聚寶綠豆。大明綠豆淀粉的E和F值，以及黏度回升值均高于聚寶綠豆，說(shuō)明大明綠豆淀粉的老化趨勢(shì)較大，這可能與大明綠豆較高的直鏈淀粉含量相關(guān)。

3結(jié) 論

（1）兩者化學(xué)組成比較，陜北大明綠豆淀粉的直鏈淀粉含量和灰分含量均高于黑龍江聚寶綠豆，而水分含量則剛好相反。

（2）兩種綠豆淀粉凝沉實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，兩者凝沉體積均呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，但當(dāng)時(shí)間增加到50 min之后，凝沉體積隨時(shí)間的增加趨勢(shì)不在明顯。兩種綠豆淀粉相比，在相同時(shí)間內(nèi)陜北大明綠豆的凝沉性質(zhì)由于黑龍江聚寶綠豆。

（3）對(duì)淀粉溶解度和膨脹度結(jié)果分析顯示，隨著加熱溫度的增加綠豆淀粉的溶解度和膨脹均呈增大趨勢(shì)。兩種綠豆淀粉比較，在約68 ℃之前黑龍江聚寶綠豆的溶解度較陜北大明綠豆低，而在約68 ℃之后，表現(xiàn)剛好相反;在整個(gè)考察溫度范圍內(nèi)，陜北大明綠豆淀粉的膨脹度均高于黑龍江聚寶綠豆。

（4）兩種綠豆淀粉的酸度分析結(jié)果顯示，黑龍江聚寶綠豆的酸度略高于陜北大明綠豆，但整體而言酸度相對(duì)較低。

（5）兩種綠豆析水率隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加均呈增加趨勢(shì)，在相同凍融循環(huán)次數(shù)下，3次之前陜北大明綠豆淀粉的析水率相對(duì)較高，而3次之后包括3次，析水率的變化趨勢(shì)剛好相反。

（6）兩種綠豆淀粉糊化特性參數(shù)比較，起糊溫度黑龍江聚寶綠豆淀粉的相對(duì)較低，而峰值黏度、熱糊黏度衰減值和黏度回升值等均陜北大明綠豆的較高。

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