全 文 ：2000年 4月
第 15卷第2期 　　　　　 　　
中国粮油学报
Journal of the Chinese Cereals and Oils Association
　　 　　　Vol.15 ,No.2
Apr.2000
眉豆淀粉的研究
高群玉　黄立新　张力田
(华南理工大学碳水化合物研究室 ,广州　510640)
摘　要　本文研究了眉豆淀粉的性质 ,实验采用日立S-550型电子扫描显微镜拍摄了眉豆淀粉颗粒的形
貌;用日本 Olympus Vanox BHS-2型多功能光学显微镜观察了其偏光十字;用日本理学 D/max -IIIA 型 X-光
衍射仪测定了 X-光衍射图样及结晶结构;用美国Waters公司 Sugar Analyer I型高效液相色谱仪测定了其淀粉
的重均聚合度 、数均聚合度 、分子量分布及分散度等 ,并与玉米 、马铃薯淀粉进行了比较。在淀粉的应用中 ,糊
的性质至关重要 ,实验采用德国 Viskograph-E型 Brabender连续粘度计对眉豆淀粉在不同乳浓度 、pH 及蔗糖添
加量的情况下测定其粘度曲线 ,研究了不同条件对糊粘度的影响等。将为指导生产和开发眉豆淀粉应用提供
理论基础 ,具有重要意义 。
关键词　眉豆　淀粉　糊性质
0　前言
眉豆即饭豇豆(V.Cylindrica), 是豇豆(Cowpea;
Vigna Sinensis)的一种 。豆料 ,一年生草本植物 。荚长
约10 ～ 16cm ,荚皮薄 ,纤维多而硬 ,不能作蔬菜食用 ,
一般利用其老熟种子 ,可炒食或与米饭同煮或制豆沙
馅等。眉豆由于耐热 、耐旱及具有较高蛋白质含量 ,
故为迄今在亚洲及非洲大陆发现的高产豆类之一〔1〕 ,
可提供淀粉和蛋白质作为食品成分 ,淀粉在食品中的
基本作用在于可作为营养稳定剂提供特性粘度 、组
织 、增稠等功能用于酱油 、布于和造粒等产品中。其
最重要的性质是能够糊化 ,并产生粘糊 。尽管淀粉是
其主要成分 ,可以影响眉豆的功能性质 ,有关其淀粉
的研究 ,却很少有报道。本文将为指导生产和开发眉
豆淀粉应用提供理论基础 ,具有重要意义。
1　试验材料与方法
1.1　试验材料
供试样品:在实验室中自制淀粉样品 ,眉豆购自
广州五山市场 ,称以一定量的清理干净眉豆 ,加入 5
收稿日期:1999-07-12
高群玉:女 , 34岁 ,讲师 ,博士 ,淀粉化学及其衍生物
倍水中 ,于室温浸泡 18h ,磨碎 ,过 100 目筛 ,搅拌 ,放
置 4 ～ 5h ,除去上层浆水 ,下层淀粉加水过 200目筛 ,
反复用水洗涤 、沉淀 4次 ,于 40℃烘箱中烘干 ,过 100
目筛 ,筛下部分即为眉豆淀粉。另用马铃薯淀粉(山
西五寨淀粉厂)和玉米淀粉(广东粤顺淀粉厂)进行比
较 。
分子量测试用淀粉:实验室制备和取自工厂的淀
粉样品均进行水洗 、除砂 、脱脂和乙醇洗涤等纯化处
理 。
标样:葡聚糖标样的分子量有 200万 、50 万 、20
万 、10 万 、7 万 、4 万 、2 万和 990(瑞典 pharmacia 公
司)。麦芽糖由上海葡萄糖厂提供。
1.2　实验仪器和方法
1.2.1　淀粉颗粒的形貌
用日立 S-550型电子扫描显微镜拍摄 。
1.2.2　淀粉颗粒的偏光十字
用日本Olympus Vanox BHS-2型多功能光学显
微镜进行。
1.2.3　淀粉颗粒的结晶结构
用日本理学 D/max-IIIA型 X-光衍射仪测定 ,
特征射线CuKa ,电流 20mA 。
1.2.4　淀粉颗粒的分子量分布
用美国Waters公司高效液相色谱仪
玉米淀粉　　　　　　　　　　　　　马铃薯淀粉　　　　　　　　　　　　　眉豆淀粉
图 1　不同淀粉电镜照片
　　色谱柱:Ultrahydrogel Linear 15mm×390mm;
流动相:DMSO∶水=1∶4(V/V)
柱温:60℃
流速:0.2ml/min
401型视差折光检测器和M730型数据处理器 。
1.2.5　淀粉糊糊粘度曲线
用德国 VISKOGRAPH-E 型 Brabender 粘度计测
定粘度曲线 。准确称取一定量的样品 ,分散于水中 ,
总重量为 460g 的淀粉乳置于粘度计的测量杯中 ,开
动仪器 ,使淀粉乳以 1.5℃/min的升温速率由室温升
至95℃,保温 45min ,再以 1.5℃/min的降温速率冷却
至50℃,保温 45min ,获得粘度曲线。
2　结果与分析
2.1　眉豆淀粉颗粒形貌
用日立 S-550型电子扫描显微镜拍摄眉豆淀粉
颗粒的照片 ,放大倍数为 1000倍 ,结果表示于图 1。
图1表示 ,眉豆淀粉的形貌和大小与马铃薯和玉
米淀粉有差别 ,形状不规则 ,表面粗糙有沟纹。用电
镜的标尺测量三者淀粉颗粒的粒径 ,结果如表 1。
表 1　淀粉颗粒的粒径(μm)
淀粉品种 粒径范围 长轴平均粒径
眉豆淀粉 6～ 25 12
玉米淀粉 5～ 26 13
马铃薯淀粉 15～ 100 49
2.2　眉豆淀粉颗粒的偏光十字
加适量淀粉样品入 1∶1(V/V)甘油-水中调成淀
粉乳 ,滴于载玻片 ,加上盖玻片 ,置于偏光显微镜样品
台上 ,观察淀粉颗粒的形貌。放大 480倍拍摄的照片
如图 2。
图 2　眉豆淀粉颗粒的偏光十字照片(480倍)
眉豆淀粉颗粒的偏光十字非常明显 ,形状不规
则 ,成纹少。较小的圆形颗粒十字交叉在颗粒中央 ,
较大椭圆颗粒的十字不规律 ,有的颗粒呈斜十字形 ,
若干呈“X”形 ,出现中间盲区 。
2.3　淀粉颗粒的结晶结构
用粉末衍射法测定淀粉样品的结晶结构 ,结果表
示于图 3 ,眉豆淀粉与玉米淀粉的衍射图相似 ,表明
其结晶结构亦为 A型。
图 3　淀粉的 X-光衍射图样
2.4　淀粉颗粒的分子量分布
2.4.1　标准工作曲线的确定
用 10ml含量为 90%的 DMSO溶液在60℃的水中
溶解 20 ～ 50μg的标样 ,得到澄清透明的标样溶液 ,用
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台式离心机以 3000r/min离心 20min ,取上层清液 ,过
0.45μm的滤膜 。待色谱仪运转稳定后 ,取约 50μl经
过滤的样液进行测定 ,记录各个标样分子量相对应的
保留时间 RT 和分子量分布图 。把标样的分子量数
值Mw 和所应的保留时间 RT 按微处理器的GPC法输
入计算 ,得相关系数为 0.9996的回归方程:
log MW=0.6554415×10+0.224097×10-1(RT)+
0.67848×10-2(RT)2-0.1427203×10-3(RT)3
2.4.2　样品分析
淀粉样品也按前述方法制成溶液 ,依标定柱的色
谱条件进样 ,仪器自动绘出被测试样品的分子量分布
图和分子量 MW 、 Mn 等结果。因组成淀粉分子的脱水
葡萄糖单元的分子量为 162 ,则淀粉分子的聚合度 DP
=M/162 ,样品的分散度 D=DPW/DPn ,该值反映分子
大小差别的范围 。
淀粉样品的分子量分布色谱图见图 4 ,从图 4可
见 ,淀粉的分子量分布形态较类似 ,在分布图中淀粉
的分子按 DP 大小排列 ,可分为 I、II 和 III三个部分。
表2为淀粉样品分子量的测定结果 ,基聚合度分布比
例列于表 2。
图 4　淀粉分子量分布色谱图
表 2　分子量测定结果
样品 重均聚合度DPW 数均聚合度DPn 分散度 D
眉豆淀粉 9380 1280 7.33
玉米淀粉 7900 520 15.14
马铃薯淀粉 14000 1130 12.39
表 3　淀粉分子的聚合度分布比例(%)
重均聚合度DP 眉豆淀粉 玉米淀粉 马铃薯淀粉
>10500 42.76 39.57 64.93
3500～ 10500 20.45 11.75 13.71
<3500 36.79 48.69 12.36
表2 、表 3的数据表明 ,重均聚合度(DPW)眉豆淀
粉比玉米大 , 比马铃薯淀粉小;分散度 D 眉豆淀粉
(最小)<马铃薯淀粉<玉米淀粉 。从聚合度分布比
例来看 ,玉米淀粉的低分子量部分占多数 ,马铃薯淀
粉高分子量部分占多数 ,而眉豆淀粉居中 。
2.5　眉豆淀粉糊粘度性质分析
用粘度计测定淀粉样品粘度曲线 ,结果表示于图
5 ～ 图 7。
2.5.1　乳浓度对糊粘度的影响
配制浓度 4%、6%、9%的眉豆淀粉乳 ,分别测定
其粘度曲线 ,结果表示于图 5 ,如图 5中的曲线所示 ,
淀粉乳浓度对眉豆淀粉糊粘度性质影响很大 ,当浓度
升至 9%,在升温过程出现峰值粘度 ,热稳定性差 ,但
其粘度较 6%和 4%浓度的糊高很多。眉豆淀粉的这
种性质有利于糕点类食品的制造 。糊化温度和糊性
质与绿豆淀粉相似 ,有制作粉丝的潜力。
图 5　乳浓度对糊粘度的影响
2.5.2　pH 对糊粘度的影响
用 0.1NHCl或 NaOH溶液调节眉豆淀粉乳的 pH
(浓度 6%W/W),测定其粘度曲线 ,结果表示于图 6。
图 6　pH对眉豆淀粉糊粘度的影响
图 6表示 ,pH 对糊粘度性质的影响很大 , pH 接
近于 7 ,糊粘度较高 ,且较稳定;在较低 pH ,糊粘度稳
定性差 ,出现了峰值粘度 ,淀粉酸水解引起糊粘度急
骤减小 ,表明眉豆淀粉糊抗酸能力差 。
23第 15 卷第 2期　　　　　　　　　　　　　　高群玉等　眉豆淀粉的研究　　　　　　　　　　　　　　　　　
2.5.3　蔗糖对糊粘度的影响
眉豆淀粉为食品原料 ,蔗糖是常用的甜味剂 ,研
究糖对淀粉糊粘度的影响很重要。图 7为浓度 6%
(W/W)的眉豆淀粉在 8%、16%蔗糖溶液及水中的粘
度曲线的比较。
蔗糖分子有多个羟基极易溶于水 ,糖溶于淀粉乳
中 ,相对地减少膨胀糊化淀粉颗粒的水分 ,使淀粉有
如在较少水中糊化 ,颗粒膨胀困难 ,糊化温度和粘度
都增高 ,随着蔗糖用量的增加 ,对淀粉颗粒的膨胀和
糊化的抑制作用增强且糊粘度增大。图 7中的曲线
清楚地表明眉豆淀粉的这种性质 。与其他种淀粉相
似。
图 7　眉豆淀粉在蔗糖溶液及水中的粘度曲线
3　结论
眉豆样品的研究结果表明:眉豆淀粉颗粒呈不规
则的圆形或椭圆形 ,表面粗糙有沟纹 ,为 6 ～ 25μm ,偏
光十字明显 ,较小的圆形颗粒十字交叉在颗粒中央;
较大的椭圆颗粒大小不一 。有的颗粒呈斜十字型 ,若
干呈“X”型 ,出现中间盲区。X-光衍射图样为A型 。
眉豆淀粉的重均聚合度居马铃薯和玉米淀粉之间 ,分
散度小 ,中间部分分子聚合度分布比例较马铃薯和玉
米淀粉高。
眉豆淀粉的粘度曲线 , 在较高温度起糊(约
74℃),出现峰值粘度 ,为 Brabender A 型曲线 。糊冷
热稳定性好 ,凝胶性强 ,且粘度随着浓度增高而大为
上升;在低 pH 时 ,眉豆淀粉水解严重 ,糊粘度大为下
降 。因此 ,添加酸味剂时应注意 。另外 ,添加蔗糖 ,对
眉豆淀粉颗粒的膨胀和糊化有抑制作用 ,能提高糊的
热和冷粘度 ,凝胶性也增强 ,这种作用随糖用量的增
加而增大 ,有利于提高糕类食品的弹韧性 。
参　考　文　献
〔1〕　李安智 , 傅翠真编 ,中国食用豆类营养品质鉴定与评价 ,
中国农业科技出版社 , 北京:1993 , 282
〔2〕　Werner P, Anton H , Sabine W , et al.Molecular characteristics
of high amylose starches Starch/ Stä rke , 1994 , 46(3):88-94
〔3〕　Whistler R L.Methods in Carbohydrate Chemistry(vol.4)New
York:Academic Press , 1964 , 114～ 117
Properties of Cowpea Starch
Gao Qunyu　Huang Lixin　Zhang Litian
(Carbohydrate Laboratory ,South China University of Technology ,Guangzhou　510640)
Abstract　The physical and chemical properties of Cowpea (Vigna Sinensis)starch prepared by wet milling process
were systematically studied , including granule morphology , structure ,polarization cross ,X-ray diffraction pattern ,molecular
distribution , gelatinization and paste viscosity.The concentration ,pH and other ingredients added such as sugar showed dif-
ferent effects on the starch gelatinization and paste viscosity properties.Comparisons were made with corn and potato starch-
es.
Key words　cowpea , starch ,viscosity property
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