甘薯淀粉性质与其粉丝品质的关系

0 引言
由于原料品种不同，甘薯淀粉之间在理化性质、热 力学特性、分子结构上存在较大差异，是导致甘薯粉丝 品质差异较大的3个重要原因。甘薯淀粉分子结构指标主 要包括直链淀粉、中间级分、支链淀粉比例、分子量、 平均链长、分支度（每分子链数）、外链长等；理化指 标主要为各化学组分的含量、颗粒大小、溶解度、膨润 力等；热力学特性指标包括凝胶强度、冷藏缩水率、快 速黏度仪（RVA）和差示扫描量热仪（DSC）测定的参 数等；粉丝烹煮品质和质构品质主要包括断条率、硬度 和拉伸强度等。前人对各种豆类、谷物类、薯类淀粉的 分子结构和特性与其粉丝品质之间的关系的研究已经做 过一些工作[1-7]，认为豆类粉丝质量好的原因是：豆类直 链淀粉含量高，凝胶强度强，其粉丝拉伸强度大[2,4-7]；其 黏度曲线无黏度峰，有良好的热糊和冷糊稳定性[3,6,7]；其 支链淀粉分支链长较均匀，易聚合成凝胶[5-7]。而甘薯粉 丝质量差是由于甘薯淀粉中直链淀粉含量低[1,6,7]；黏度曲 线中衰减度值较高等原因造成的[1,6,7]。Chen等人[8-10]提出 新的观点：甘薯粉丝品质受淀粉颗粒大小的影响更大。 关于不同淀粉制成的粉丝品质差异很大的原因分析仍在 争论和进行中，这些理化指标、热力学特性和粉丝结构 参数不是独立影响粉丝品质，而是共同作用的，影响的 程度也各有差异。本研究通过对一系列不同品种甘薯淀 粉的理化性质、热力学特性、分子结构和相应的粉丝质 构特性进行测试，利用SPSS统计软件，对测定结果进行
1.3.6 相关性分析 用 SPSS 11.5 软件对不同品种甘薯淀粉的各理化特
性参数、热力学特性参数与粉丝品质指标之间进行相关 性分析，选择 Pearson 相关，进行双尾 T 检验和显示实际 的显著水平，得到双变量相关系数矩阵。所有数据都是 3 次测试的平均值。
2 结果与分析
2.1 不同品种甘薯和绿豆所制粉丝的品质比较 不同品种的甘薯淀粉和绿豆淀粉制成粉丝后的品质
电子精密天平（梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司）； SHZ-22 型 恒 温 水 浴 器 （ 江 苏 太 仓 医 疗 器 械 厂 ） ； Mastersizer 2000 型激光粒径分析仪（英国 Malvern 精密 仪器有限公司）；电热恒温鼓风干燥箱（上海精宏实验设 备有限公司）；UV755B 型紫外分光光度仪（上海分析仪 器总厂）；Super-3 型快速黏度仪（RVA）（澳大利亚 Newport 科学分析仪器有限公司）；XT2i 型质构仪（美国 TA 公司）； DSC-7 型差示扫描量热仪（美国 Perkin-Elmer 公司）； DBS-100 型自动收集器（上海沪西分析仪器厂）等。 1.3 试验方法
特性见表 1。试验中发现，AB94001-8 糊化后无法形成凝 胶，一直保持溶液状态，不能加工成粉丝。在其他甘薯 品种加工的粉丝中，断条率以苏薯 8 最低，徐薯 18 次之， 绿豆粉丝煮沸 30 min 后不断条，苏薯 2 和苏薯 9 全部断 条。硬度和拉伸强度以绿豆粉丝最高，甘薯粉丝中以苏 薯 8 最高，徐薯 18 次之。苏薯 2 和苏薯 9 硬度最低且太 软而无法进行拉伸性能测定。
不同品种甘薯淀粉和绿豆淀粉按文献[12] 的方法制
第4期
谭洪卓等：甘薯淀粉性质与其粉丝品质的关系
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备相应的粉丝，其主要品质指标（断条率、硬度和拉伸 强度）按文献[13]的方法测定。 1.3.3 淀粉理化特性的测定
1）淀粉的基本成分测定 总淀粉含量测定采用蒽酮硫酸法；水分含量测定采 用 105℃恒重法 (GB5497－1985)；粗脂肪含量测定采用 GB5009.6－1985 方法；粗蛋白含量测定采用 GB5009.5 －1985 方法；总磷含量测定采用 GB/T12092－1989 方法； 表观直链淀粉含量和绝对直链淀粉含量、支链淀粉含量 测定按文献[14]的方法测定。 2）淀粉颗粒粒径的测定 各种甘薯淀粉颗粒和绿豆淀粉颗粒大小用激光粒径 分析仪测定。 3）淀粉溶解度与膨润力的测定 各种淀粉的溶解度与膨润力的测定按文献[12]进行。 1.3.4 淀粉的热力学特性测定 1）淀粉的糊化特性 用差示扫描量热仪（DSC）测定各种甘薯淀粉和绿 豆淀粉的糊化特性。将 DSC 铝盒称取 2.0 mg 的干淀粉样 品一批，分别加入 70%（m/m）的水分，密封后平衡 24 h， 用 DSC 将其从 20℃扫描至 100℃，升温速率为 10℃/min， 考察其加热糊化过程中的相变行为和热焓值的变化。 2）淀粉的回生特性 ①质构仪测定凝胶强度 分别调配 8%（m/V）浓度的各种甘薯淀粉乳和绿豆 淀粉乳，在沸水浴中糊化 20 min，冷却，在 4℃下放置 24 h，形成的凝胶在质构仪上进行凝胶强度测定。探头： P0.5 型；感应力：0.196 N；测试形变：75.0%。 ②淀粉糊冷藏缩水率的测定 参照 Chen 等人[9]的方法并加以改进，具体测定步骤 见文献[12]。 3）淀粉糊化与回生时的黏度变化 通过快速黏度仪(RVA)测定升降温过程中淀粉的黏 度变化来考察其糊化和回生特性，采用 ICC 标准方法 NO.162（1995）进行。具体测定步骤见文献[12]。 1.3.5 淀粉分子结构的测定 1）直链淀粉（Am）和支链淀粉（AP）的分离 各种甘薯淀粉和绿豆淀粉中 Am、AP 的分离和绝对直 链淀粉含量的测定参照文献[14]进行。 2）淀粉的凝胶过滤色谱 脱脂脱蛋白的各种甘薯淀粉和绿豆淀粉的分子结构 测定用凝胶过滤色谱，具体测定步骤见文献[12]。 3）直链淀粉和支链淀粉的分支度测定 各种甘薯淀粉和绿豆淀粉的直链淀粉和支链淀粉 β-极限糊精的制备根据 Biliaderis 等人[15]的方法并加以改 进，具体测定步骤见文献[14]。然后对各种甘薯淀粉和绿 豆淀粉的直链淀粉和支链淀粉 β-极限糊精进行脱支水 解，具体测定步骤见文献[12]。支链淀粉脱支后的精细结 构根据 Yuan 等人[16]、Takeda 等人[17]的方法相结合来测 定，具体测定步骤见文献[12]。
表 1 不同品种甘薯粉丝和绿豆粉丝的品质比较 Table 1 Quality characteristics of starch noodles from several
varieties of sweet potatoes and mung bean
断条率/%
硬度/ N·mm-2 拉伸强度/ N·mm-2
中图分类号：X713
文献标识码：A
文章编号：1002-6819(2009)-4-0286-07
谭洪卓，谭 斌，刘 明，等. 甘薯淀粉性质与其粉丝品质的关系[J]. 农业工程学报，2009，25(4)：286－292.
Tan Hongzhuo, Tan Bin, Liu Ming, et al. Relationship between properties of sweet potato starch and qualities of sweet potato starch noodles[J]. Transactions of the CSAE, 2009,25(4)：286－292.(in Chinese with English abstract)
摘 要：为了弄清不同品种甘薯淀粉所制粉丝品质差异的原因，该研究通过对各种甘薯淀粉的理化性质、热力学特性、
分子结构与甘薯粉丝品质的测定，并以绿豆淀粉做对照，对三者与其粉丝品质进行了相关性分析。结果表明：淀粉理化
性质对粉丝品质影响较大，按相关系数大小依次是：膨润力＞溶解度＞表观直链淀粉含量＞蛋白质含量＞颗粒大小。回
绿豆 徐薯 18 苏渝 303 宁 27-17 苏薯 8 苏薯 2 苏薯 9
0 56.0±0.9 81.0±0.7 95.0±0.4 45.0±0.8 100.0±0.0 100.0±0.0
1.09±0.06 0.55±0.008 0.21±0.006 0.30±0.004 0.63±0.005 0.074±0.002 0.06±0.002
相关性分析，找出影响甘薯粉丝品质的重要因素及其影 响程度，为甘薯制品加工中原料淀粉的选择和品质改善 提供理论依据。
1 材料和方法
1.1 试验材料 甘薯（徐薯 18、苏渝 303、苏薯 2、苏薯 9、宁 27-17、
AB94001-8、苏薯 8）：江苏农业科学研究院和南京农业 科学研究所提供；绿豆（市售）；直链淀粉标样（美国 Sigma 公司）；α-淀粉酶、β-淀粉酶和普鲁兰酶（美国 Sigma 化 学公司）；Sepharose CL-2B、Sephadex G-50、G-100 凝 胶柱和标准葡聚糖（T-10~2000 系列，瑞典 Pharmacia 化 学试剂公司）；所用试剂均为分析纯。 1.2 仪器
0.14±0.006 0.07±0.003 0.02±0.001 0.004±0.001 0.11±0.001
— —
AB94001-8
—
—
—
注：—，不能测出； 断条率指煮沸 30min 的断条率，%。
2.2 不同甘薯淀粉的理化特性比较分析 2.2.1 甘薯淀粉颗粒粒径及其化学组成
各种甘薯淀粉和绿豆淀粉的粒径及其化学组成见表 2。从表中看出，各种薯类淀粉的平均粒径从 14.35 μm 至 19.00 μm，均小于绿豆淀粉的平均粒径为 21.62 μm。颗粒 粒径影响淀粉的功能特性，如糊化温度、回生程度、凝 胶强度和冻融稳定性等[10,18]。蛋白质含量以苏薯 9 最高， 脂肪含量以徐薯 18 最高，但 7 种甘薯淀粉蛋白质和脂肪 含量明显低于绿豆淀粉。总磷含量以苏薯 9 最高，绿豆 淀粉中没有测出。绿豆淀粉的表观直链淀粉和绝对直链 淀粉含量最高，分别达 39.60%和 36.70%，差值为 2.90%， 远 远 高 于 甘 薯 淀 粉 的 22.48% ～ 30.20% 和 22.20% ～ 28.90%，差值为 0.16%～1.83%，说明绿豆支链淀粉中外 侧长链比甘薯支链淀粉中的外侧长链更长。甘薯淀粉中， 表观直链淀粉和绝对直链淀粉又以徐薯 18 含量最高，苏 薯 9 含量最低。一些研究者认为没有面筋的淀粉类产品 要求直链淀粉含量至少要达到 30%才能有较好的粉丝品 质[19,20]。由于直链淀粉分子自身能快速整合，从而促进回 生；还能与脂肪形成双螺旋结构、与支链淀粉相互作用 形成一个很强的凝胶网络结构，因此它是影响淀粉凝胶 强度的重要因素之一[21]。