湿热处理对锥栗原淀粉及分离组分回生的影响

2011年6月第26卷第6期

中国粮油学报

Journal of the Chinese Cereals and Oils Association Vol．26，No．6Jun.2011

湿热处理对锥栗原淀粉及分离组分回生的影响

曾红华

胡

蝶

左

健

吴

平

谢

涛

（湖南工程学院化学化工学院，湘潭411104）

摘

要

运用差示扫描量热分析仪研究了湿热处理对锥栗原淀粉、直链淀粉、中间成分和支链淀粉回生

的影响。经湿热处理的锥栗原淀粉、

支链淀粉在冷藏相同时间后的回生吸热峰起始温度（T O ）、峰值温度（T P ）、终止温度（T F ）按湿热处理温度80、180、140和110ħ递减，经湿热处理的锥栗直链淀粉在冷藏相同时间

后的T O 、

T P 、T F 和吸热焓（ΔH ）则按湿热处理温度80、180、110和140ħ递减；经湿热处理的锥栗淀粉中间成分在冷藏相同时间后的T O 、

T P 、T F 和ΔH 以80ħ湿热处理时为最大，110、140和180ħ湿热处理时的基本没有变化。经湿热处理的锥栗原淀粉、直链淀粉、中间成分和支链淀粉凝胶体系，在4ħ冷藏前1周回生速度很快而后趋于平稳。

关键词

湿热处理锥栗原淀粉直链淀粉支链淀粉回生

中图分类号：TS235．2文献标识码：A 文章编号：1003－0174（2011）06－0036－04基金项目：湖南省教育厅大学生研究性学习与创新性实验计划

项目（2008－241）

收稿日期：2010－06－27

作者简介：曾红华，男，1987年出生，本科生，生物工程

通讯作者：谢涛，男，1970年出生，博士，副教授，硕士生导师，再生资源与食品、生物化工

目前，我国工业淀粉的生产原料主要是玉米、小麦和稻米等大宗农作物产品。然而，随着我国人口增长、城镇化步伐加快、生态环境继续恶化，以及退耕还林还草政策的实施，将进一步使耕地面积大幅度减少，所有这些因素必将造成我国淀粉生产的紧张局面。锥栗（Castanea henryi ）属壳斗科栗属，是我国重要的木本粮食植物之一。我国锥栗野生与引种

栽培资源都非常丰富，

除新疆、青海等地外，各地广有分布，

尤以西南地区栗属资源蕴藏量最大［1］

。锥栗种仁味甜可食，淀粉的含量均达60% 70%［2］

，可用于制备淀粉、

酿酒和作饲料等。目前，国内外有关锥栗淀粉的研究报道很少。谢涛等

［2－3］

研究表明，锥栗淀粉颗粒的形状比较规则，具有明显的偏光十字，

其晶体结构属于C 型，结晶度31．63%。锥栗淀粉中含直链淀粉22．14%，糊化温度为63．5 74．5ħ。锥栗淀粉糊具有酶解率较高，透明度低，凝沉稳定性较强，冻融稳定性较差的特性；在pH 6．0 8．0范围内锥栗淀粉糊的黏度较高，温度和转速对糊黏度有

一定影响，

浓度对糊黏度有显著影响。钟秋平等［4－5］

研究发现，加压处理对锥栗淀粉凝胶体口感有显著

影响，高压处理不会改变锥栗淀粉的晶体类型，且含

水率越高，其结晶度越低，压力增加，其结晶度降低。

本试验重点研究湿热处理对锥栗原淀粉、直链淀粉、

中间成分和支链淀粉回生的影响，以期为深入研究锥栗淀粉组分的理化功能特性和进一步开发锥栗淀粉深加工产品打下理论基础。

1

材料与方法

1．1

原料制备

以实验室自制锥栗淀粉（锥栗采自湖南衡山，自

制成淀粉，纯度达绝干物质的97．2%，含直链与支链

淀粉分别为22．14%、66．28%）为原料，按杨泽敏等

［6］

的方法分离制得锥栗直链淀粉、中间成分和支链淀粉。1．2

测定方法

称取一定量淀粉样品，按水分质量分数65%加入重蒸水，分别在80、110、140和180ħ下湿热处理30min 。待淀粉糊冷却至室温后，用坩埚称取一批5．0mg 左右的糊化样品，封置于4ħ冰箱中分别隔

夜平衡1、

4、7和14天。用示差扫描量热仪（DSC200型，德国NETZSCH 公司）进行测定，扫描温度范围为

20 130ħ，扫描速率为10ħ/min ，以空坩埚为参比，

载气氮流速20mL /min 。试验均重复3次，结果取平均值。

2

结果与分析

2．1

湿热处理对锥栗原淀粉及其分离组分回生的影响

表1反映了湿热处理对锥栗原淀粉及其分离

第26卷第6期曾红华等湿热处理对锥栗原淀粉及分离组分回生的影响

组分回生的影响结果。由表1可看出，当湿热处理

温度为110ħ时，锥栗原淀粉凝胶体系DSC吸热峰

的起始温度（T

O ）、峰值温度（T

P

）、终止温度（T

F

）和

吸热焓（ΔH）均达到最小值。这是由于：当湿热处理温度为80ħ时，锥栗原淀粉未完全糊化，在DSC 扫描过程中，未糊化的淀粉颗粒与回生的重结晶一

起被加热，因而其T

O 、T

P

、T

F

和ΔH较大；而110ħ

仅略高于锥栗原淀粉的糊化温度，此时原淀粉处于完全糊化的状态，经冷藏后用DSC测定其凝胶体系

的吸热峰T

O 、T

P

、T

F

和ΔH较小；当湿热处理温度高

于110ħ时，随着温度升高，因热能的作用，使支链淀粉支叉点部位的α－1，6－糖苷键断裂，其骨架结构遭到破坏，部分双螺旋结构发生断裂、解旋，直链淀粉增多，同时淀粉颗粒内分子处于非常活跃的状态，发生直链淀粉与直链淀粉、直链淀粉与支链淀粉、支链淀粉与支链淀粉之间的交互作用，使得原来杂乱无章的淀粉分子链在冷却过程中进一步发生折叠卷曲，分子链上的羟基通过氢键形成新的、不同稳定性的重结晶［7－11］，因而随着湿热处理

温度增高，吸热峰的T

O 、T

P

、T

F

和ΔH增加，回生度

增加；但由于新形成的重结晶不如原有结晶稳定［12］，与经80ħ湿热处理后的结果相比，经180

ħ湿热处理过的锥栗原淀粉凝胶体系的T

O 、T

P

、T

F

和ΔH要低些。从表1还可看出，锥栗原淀粉经湿热处理后，在4ħ冷藏的前7d，ΔH增加较快，而第14d的ΔH增加不大。也就是说，经湿热处理过的锥栗原淀粉凝胶体系，在冷藏7d内回生速度很快而后趋缓。

表1湿热处理对锥栗原淀粉回生的影响

湿热处理温度/ħ

吸热峰

特征参数

4ħ冷藏时间/d

14714

80T O/ħ62．063．174．176．0

T P/ħ80．572．778．181．9

T F/ħ97．996．695．198．2ΔH/（J/g）54．871．189．695．8 110T O/ħ42．143．839．841．8

T P/ħ53．851．957．152．6

T F/ħ70．770．574．773．8ΔH/（J/g）26．343．856．558．1 140T O/ħ55．853．551．452．9

T P/ħ62．166．262．863．7

T F/ħ81．080．681．681．8ΔH/（J/g）34．553．666．468．2 180T O/ħ60．759．663．560．9

T P/ħ71．570．673．872．8

T F/ħ86．184．991．787．2ΔH/（J/g）38．360．575．578．42．2湿热处理对锥栗直链淀粉回生的影响

湿热处理对锥栗直链淀粉回生的影响结果见表2。从表2可知，当冷藏时间相同时，湿热处理温度为140ħ时吸热峰的T

O

、T

P

、T

F

和ΔH最低。这是因

为：当湿热处理温度为80ħ时，锥栗直链淀粉尚未完全糊化，吸热峰由回生的直链淀粉晶体与未糊化

直链淀粉晶体共同产生，因而其T

O

、T

P

、T

F

和ΔH较高；随着温度继续上升，温度越高，在湿热处理过程中，直链淀粉趋向于形成直链淀粉－脂类复合物，游离直链淀粉量减少［13－14］，由游离直链淀粉晶体融化

形成的吸热峰T

O

、T

P

、T

F

和ΔH逐渐降低，回生度也趋于减小；当湿热处理温度上升至180ħ时，使得直链淀粉所具能量增加，分子链的迁移性和伸展性增强，于是在冷却过程中形成的直链淀粉双螺旋堆积晶体增多［15］，因此吸热峰的T O、T P、T F和ΔH较之140ħ、110ħ湿热处理时又出现增加。由表2还看出，经湿热处理过的锥栗直链淀粉，其回生速率的变化规律与锥栗原淀粉的类似。

表2湿热处理对锥栗直链淀粉回生的影响湿热处理

温度/ħ

吸热峰

特征参数

4ħ冷藏时间/d

14714 80T O/ħ57．561．758．959．0

T P/ħ72．176．571．877．9

T F/ħ91．391．295．092．6

ΔH/（J/g）40．261．978．981．5 110T O/ħ44．649．351．153．6

T P/ħ60．364．765．270．5

T F/ħ81．582．484．083．6

ΔH/（J/g）16．535．948．248．8 140T O/ħ42．440．638．541．1

T P/ħ53．150．753．456．8

T F/ħ73．975．472．975．6

ΔH/（J/g）10．523．731．833．9 180T O/ħ46．844．247．950．3

T P/ħ64．868．669．175．3

T F/ħ85．488．789．386．4

ΔH/（J/g）22．638．152．956．6 2．3湿热处理对锥栗淀粉中间成分回生的影响淀粉分子链是连续地从一种状态过渡到另一种状态，但并不完全由直、支链淀粉这两种极端的结构构成，还有性质处于两者间的中间成分存在，中间成分包括轻度分支的直链、轻度分支的支链和链长极短的直链淀粉［16－18］。如表3所示，当湿热处理温度为80ħ时，锥栗淀粉中间成分还有部分未糊化，因

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