大米淀粉及其不同取代度磷酸酯淀粉的糊化和流变特性

(RVA) and rheometer. Results showed that the incorporation of phosphate in rice starch resulted in reduced pasting temperature
and increased of viscosity. Compared to rice starch, rice starch phosphate exhibited better anti-retrogration property. In
1.3.7 流动特性分析 将 8g/100mL质量浓度的淀粉糊放入 ARES流变仪测
定平台，选择直径为 40mm 的平板模具和稳态测试程 序，启动流变仪，设置间隙( 1 m m ) ，刮去平板外多余 淀粉糊，加上盖板，并加入硅油防止水分蒸发。然后 在 20℃下，剪切速率(γ)从 0～500s-1 递增，测定糊随 剪切速率上升的表观黏度(η)和剪切应力(τ)。
1.1 材料与试剂 湘籼 20 号大米 湖南农业科学院；磷酸二氢钠、氢
氧化钠、硫酸、盐酸、硫酸铜、硫酸钾、硼酸、甲 醇、乙醚均为分析纯 长沙隆和化玻实验用品有限公司。
收稿日期：2009-04-22 基金项目：国家“8 6 3 ”计划项目(2 0 0 6 A A 1 0 Z 3 4 1 )；湖南省重大科技专项项目(2 0 0 7 F J1 0 0 7 ) 作者简介：林亲录(19 66 —)，男，教授，博士，主要从事农产品加工研究。E-mail：lql0403@yahoo.com.cn
于大米变性淀粉的流变特性的基础研究报道不多，特别 是关于磷酸酯化变性淀粉的流变特性。本实验主要研究 取代度对大米淀粉糊化和流变特性的影响。通过测试在 加热和冷却过程中和在不同的剪切速率下大米淀粉和不 同取代度的磷酸酯淀粉的糊化特性、流动行为和黏弹特 性，研究取代度对大米淀粉糊化和流变特性的影响。
１ 材料与方法
２ 结果与分析
2.1 大米淀粉和磷酸酯淀粉的化学成分分析 蛋白质和脂肪的含量对大米淀粉的糊化和流变特性
具有较大的影响[ 8 - 9 ] ，因此在实验以前，尽量提纯大米 淀粉，将对实验结果的影响降低到最低。将提纯后的 大米淀粉与磷酸二氢钠反应制得磷酸酯淀粉，通过改变
※基础研究
食品科学
2010, Vol. 31, No. 03 51
2. College of Food Science and Technology, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China)
Abstract：Rice starch phosphate with substitution degrees of 0.028, 0.049, 0.073 and 0.14 were obtained through esterification
5.23 ×结合磷含量 DS ＝———————————— 100 － 3.32 ×结合磷含量
1.3.3 大米淀粉的脱脂 在测大米淀粉里直链淀粉含量的实验中，大米淀粉
先要脱脂以尽量减少脂类对实验的影响。在大米淀粉样 品里加入体积比为 1:1 的乙醚和甲醇混合物，与大米淀 粉充分混合后静置 1h，再以 10000 × g 的离心力离心 10min[5]，重复 3 次，最大量的除去脂类成分。
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食品科学
※基础研究
1.2 仪器与设备 722s 可见分光光度计 上海精密科学仪器有限公
司；Vario Macro 大进样量元素分析仪 德国 Elementar 公司；RVA Super 4 型快速黏度分析仪 澳大利亚 Newport Scientific 仪器公司；ARES 动态流变仪 美国 TA 公司；凯氏定氮仪 上海浦东物理光学仪器厂；MP120 型酸度计 上海梅特勒 - 托利多仪器有限公司。 1.3 方法
reaction between rice starch and sodium dihydrogen phosphate at different temperatures. The pasting and rheological properties
of rice starch and starch phosphate with different degrees of substitution (DS) were determined using rapid viscosity analyzer
1.3.4 直链淀粉含量的测定 使用刀豆蛋白 A 的方法[6]，采用直链淀粉 / 支链淀
粉化验分析配套元件测定淀粉的直链淀粉含量。
1.3.5 蛋白质含量的测定 淀粉的含氮量使用德国 Elementar大进样量元素分析
仪测定。淀粉样品的含氮量乘以系数 6.25 得到蛋白质含 量[ 7 ] 。
1.3.6 淀粉糊的糊化特性 RVA Super 4 型快速黏度分析仪测定淀粉黏滞特性，
addition, starch phosphate with high DS had high capacity to resist shearing force and declined pasting hardness and enhanced
pastiБайду номын сангаасg viscosity.
Key words：rice；starch phosphate；degree of substitution；pasting property；rheological property
1.3.1 大米品种及淀粉提取 将大米清洗后于室温下在水里浸泡过夜，然后将水
滤干，将大米磨碎，通过 80 目的筛孔，然后烘干，烘 干后的大米粉放在玻璃容器里备用。从大米里提取大米 淀粉，将 20g 的大米粉(粳米粉)浸泡在 400mL 0.2g/100mL 氢氧化钠溶液里 12h，然后在 6000 × g 的离心力下离心 5 m i n 。浮在淀粉表面的一层悬浮液被除去，白色的淀 粉层用蒸馏水水洗离心，重复几次直到滤液的 pH 值为 6.0～7.0。在 45℃的真空干燥箱里干燥 48h 后，粉碎， 过 100 目筛网即为成品淀粉。
phosphate
样品 反应温度 /℃ 取代度
大米淀粉
0
120 0.049 ± 0.0025A
磷酸酯 130 0.073 ± 0.0084B
淀粉 140 0.14 ± 0.0431C
150 0.028 ± 0.0027A
脂肪含量/% 蛋白质含量/% 直链淀粉含量/% 0.46 ± 0.043A 0.57 ± 0.043A 22.5 ± 0.895A 0.46 ± 0.0238A 0.56 ± 0.043A 18.5 ± 0.645B 0.48 ± 0.0565A 0.58 ± 0.043A 16.9 ± 0.637C 0.45 ± 0.0552A 0.57 ± 0.0248A 14.6 ± 0.493D 0.47 ± 0.0743A 0.58 ± 0.043A 20.4 ± 1.021E
※基础研究
食品科学
2010, Vol. 31, No. 03 49
大米淀粉及其不同取代度磷酸酯淀粉的 糊化和流变特性
林亲录 1，肖华西 1，李丽辉 1，刘一洋 2，田 蔚 2
(1.中南林业科技大学食品科学与工程学院，湖南 长沙 410004；2.湖南农业大学食品科技学院，湖南 长沙
410128)
摘 要：粳米淀粉与磷酸二氢钠发生酯化反应，通过改变反应温度得到取代度分别为 0.028、0.049、0.073 和 0.14 的磷酸酯淀粉。使用快速黏度分析仪和流变仪对比测定粳米淀粉及具有不同取代度的磷酸酯淀粉的糊化和流变特性。 快速黏度分析仪测定的糊化特性显示 PO43- 与淀粉的结合降低了淀粉的糊化温度，升高了淀粉的峰值黏度，与粳米 淀粉相比，磷酸酯淀粉更不易回生。流变仪测定的流变特性显示高取代度的磷酸酯淀粉抗剪切，随着取代度的增 加，凝胶硬度降低，凝胶黏性增强。 关键词：粳米；磷酸酯淀粉；取代度；糊化特性；流变特性
并用配套软件分析。测定按 AACC 规程(1995 61 — 02) 要求，即样品水分含量 12%，淀粉样品 3.00g，蒸馏 水 25.00mL。测定过程中，加热过程是从 50℃开始以每 分钟增加 5℃至 95℃，然后在 95℃保温 2.7min，冷却过 程是从 95℃开始以每分钟降低 5℃至 50℃，然后在 50℃ 保温 2min。搅拌器初始 10s 内转速为 960r/min，之后维 持在 160r/min。黏滞值用 Rapid Visco Units(RVU)作单 位。快速黏度分析仪(RVA)特征值主要用峰值黏度、崩 解值(最高黏度－热浆黏度)、最终黏度和消减值(冷胶黏 度－最高黏度) 等表示。
Pasting and Rheological Properties of Rice Starch and Starch Phosphate with Different Degrees of Substitution
LIN Qin-lu1，XIAO Hua-xi1，LI Li-hui1，LIU Yi-yang2，TIAN Wei2 (1. Faculty of Food Science and Engineering, Center South University of Forestry and Technology, Changsha 410004, China；
反应温度得到 4 种取代度(DS 分别为 0.028、0.049、0.073 和 0.14)的磷酸酯淀粉。
由表 1 可知，提纯后的大米淀粉里只含有微量的蛋
Table 1
表 １ 大米淀粉和磷酸酯淀粉的化学成分 Chemical composition analysis of rice starch and starch
1.3.8 动态黏弹特性测定 用动态流变仪测定淀粉糊的黏弹特性。将质量浓
度为 20g/100mL 的淀粉悬浮液放入动态流变仪测定平 台，选择直径为 40mm 的平板模具和振荡测试程序，设 置间隙(1mm)，应变 2%，角频率 5rad/s。刮去平板外 多余大米淀粉，加上盖板，并加入硅油防止水分蒸 发。实验步骤如下：从 20℃到 100℃程序升温使淀粉悬 浮体系糊化，然后程序降温到 20 ℃，考察淀粉糊在升 降温过程中储能模量(G')和损耗模量(G")的变化，升降 温速率分别为 5℃/min。
1.3.9 统计分析 表 1、2 中的数据是 3 次相同水平重复实验观测值
的平均值，用米勒[8]的单因素方差分析法通过 SPSS for windows version 13.0 统计软件进行了数据统计分析，每 个平均值均给出了置信度为 95% 的置信范围，均值比较 采用了最小显著差数法和新复极差法在显著水平为 0.05 时进行了差异显著性多重比较。
1.3.2 磷酸酯淀粉的制备及其取代度(DS)的测定 将 40g 淀粉样品与 20% 磷酸二氢钠溶液在温度 50℃
下混合搅拌，使用 0.1mol/L 的氢氧化钠溶液调节 pH 值 为 6.0，搅拌 30min，过滤。滤饼在 45℃干燥箱里将水 分预干燥至 5%～10%。调节反应温度从 120～150℃反应 2 h ，冷却，粉碎得到不同取代度的磷酸酯淀粉。通过 样品磷含量测定磷酸酯淀粉的取代度。样品磷含量的测 定采用磷钼蓝法进行。样品用硫酸消化处理后，在 680nm 波长处测定吸光度，从标准曲线查出样品的总磷 量。用盐酸溶解试样，过滤后取滤液进行显色反应， 在 680nm 波长处测定吸光度，查标准曲线经计算得到游 离磷含量。总磷减去游离磷得到结合磷含量[4]。取代度 (DS)的计算公式为：
中图分类号： TS236.9；O622.6
文献标识码：A
文章编号：1002-6630(2010)03-0049-06
淀粉是应用广泛的高聚合物，不但因其是价格低廉 的天然产物，而且通过化学变性和物理处理易于改变淀 粉的理化特性[1]。淀粉和它的衍生物通常被应用在食品 和非食品加工中。淀粉本身的一些特性如较低的黏度， 容易回生等限制了淀粉的应用，通过化学或物理变性将 官能团引进淀粉，改善淀粉的特性，进一步扩展淀粉 的应用。大米是中国的主要农产品，淀粉是大米中的 主要成分，大米淀粉糊化和流变特性对其应用有重要影 响[2]。研究指出直链淀粉含量、蛋白质含量和淀粉颗粒 膨胀力极大地影响了大米淀粉的糊化与流变特性[3]。与 原淀粉相比，大米淀粉变性对物化特性的影响通常取决 于淀粉中引进的官能团的类型和取代度，迄今为止，关