全 文 ：第 29 卷 第 5 期
2011 年 9 月
北京工商大学学报(自然科学版)
Journal of Beijing Technology and Business University(Natural Science Edition)
Vol. 29 No. 5
Sep． 2011
文章编号:1671-1513(2011)05-0041-05
炒制裸燕麦淀粉的提取及理化特性研究
郭项雨， 任 清， 张 晓
(北京工商大学 食品学院 /食品添加剂与配料北京高等学校工程研究中心，北京 100048)
摘 要:通过单因素实验及正交试验，确定碱法提取炒制裸燕麦淀粉的最佳工艺，并测定其理化特
性． 结果表明，炒制裸燕麦淀粉较佳提取条件是料液比为 1∶ 18，pH值为 9. 5，提取温度为 50 ℃，提
取时间为 60 min． 在此条件下，炒制裸燕麦淀粉提取率可达 57. 54% ． 理化特性研究表明，炒制裸
燕麦淀粉中直链淀粉含量、蓝值及糊化温度均低于未炒制裸燕麦淀粉．
关键词:炒制裸燕麦;淀粉;提取;理化特性
中图分类号:TS201. 2 文献标志码:A
收稿日期:2011-07-08
基金项目:国家燕麦荞麦现代农业产业技术体系(CARS－08－D－3)．
作者简介:郭项雨，男，硕士研究生，研究方向为食品生物技术;
任 清，男，副教授，博士，主要从事生物活性成分的分离提取及功能方面的研究． 通讯作者．
燕麦是起源于我国的古老栽培作物之一，是世
界上八大粮食作物之一． 燕麦属禾本科燕麦属，一
般可分为带稃型和裸粒型，我国栽培的燕麦以裸粒
型为主． 裸燕麦富含蛋白质和 β-葡聚糖［1］，具有降
血压、降血脂、降胆固醇、抗氧化、调节机体免疫能力
等保健功效［2 － 8］;其脂肪含量也是谷物中最丰富的，
在脂肪酶的作用下会产生游离脂肪酸，发生酸败，
产生不良气味［9］，进而影响燕麦品质． 高温炒制工
艺是我国裸燕麦传统加工特有的工序，其目的是灭
活裸燕麦籽粒中的脂肪酶，从而延长其货架期． 然
而传统高温炒制工艺是否引起裸燕麦品质发生变
化，目前尚未见国内外报道．
大量研究表明，淀粉品质对食品加工起着重要
作用［10 － 16］． 淀粉提取方法有碱法、酸法及酶法［17］．
本文结合刘刚［18］等人对未炒制裸燕麦淀粉的提取
方法，采用稀碱法提取炒制裸燕麦淀粉，并研究其理
化特性． 通过对炒制裸燕麦淀粉提取工艺及理化特
性的研究，旨在确定传统炒制工艺对燕麦淀粉品质
的影响，并为炒制裸燕麦淀粉在食品加工及其利用
等方面提供一定理论基础．
1 材料与方法
1. 1 材料与试剂
裸燕麦品种坝莜一号，河北张家口燕麦研究所;
直链淀粉标准品、支链淀粉标准品，美国 Sigma 公
司;其他试剂均为分析纯．
1. 2 仪器与设备
Q200 型差示扫描量热仪，美国 TA 公司;5810R
型离心机，美国 Eppendorf 公司;VC305 型红外测温
枪，胜利仪器厂;PHS －3D 型 pH 计，三鑫仪器厂;
SHA－B型恒温水浴振荡器，金城教学仪器厂．
1. 3 方法
1. 3. 1 裸燕麦传统高温炒制工艺
炒制工艺在河北省张家口市农科院裸燕麦研究
所完成． 首先将裸燕麦籽粒去杂，然后打开裸燕麦
炒制专用锅，当锅底中心温度为 350 ～ 400 ℃时，倒
入裸燕麦籽粒并开始炒制，裸燕麦籽粒表面温度达
100 ～ 120 ℃时，继续炒制 5 min 即得炒制裸燕麦
籽粒．
1. 3. 2 炒制裸燕麦淀粉提取工艺
炒制裸燕麦籽粒→磨粉→脱脂(石油醚)→调
14
浆→调 pH值→搅拌→过滤去除筛上物→离心→沉
淀→干燥→粉碎过目→炒制裸燕麦淀粉．
1. 3. 3 炒制裸燕麦淀粉提取单因素实验
1. 3. 3. 1 料液比的影响
准确称取 5. 00 g 脱脂炒制裸燕麦粉 6 份，按料
液质量比为 1∶ 8，1∶ 10，1∶ 12，1∶ 14，1∶ 16，1∶ 18 溶于
烧杯中，调节 pH值为 9，在常温下提取 60 min，计算
炒制裸燕麦淀粉提取率．
1. 3. 3. 2 pH值的影响
准确称取 5. 00 g 脱脂炒制裸燕麦粉 5 份，按料
液质量比为 1∶ 16 溶于烧杯中，分别调至 pH值为 8，
9，10，11，12，在常温下提取 60 min，计算炒制裸燕麦
淀粉提取率．
1. 3. 3. 3 提取温度的影响
准确称取 5. 00 g 脱脂炒制裸燕麦粉 5 份，料液
质量比为 1∶ 16 溶于烧杯中，调至 pH值为 9，调至温
度为 20，30，40，50，60 ℃，提取 60 min，计算炒制裸
燕麦淀粉提取率．
1. 3. 3. 4 提取时间的影响
准确称取 5. 00 g 脱脂炒制裸燕麦粉 5 份，料液
质量比为 1∶ 16 溶于烧杯中，调至 pH值为 9，调至温
度为 50 ℃，分别提取 60，90，120，150，180 min，计算
炒制裸燕麦淀粉提取率．
1. 3. 4 正交试验设计
基于单因素提取炒制裸燕麦淀粉实验结果，设
计 L9(3
4)正交试验，如表 1．
表 1 正交设计因素水平表
Tab． 1 Level of factors of orthogonal design
因素与水平 料液质量比 pH 提取温度 /℃ 空白列
1 1∶ 14 8. 5 45
2 1∶ 16 9 50
3 1∶ 18 9. 5 55
1. 3. 5 炒制裸燕麦淀粉直链淀粉及支链淀粉含量
与蓝值和透明度的测定
直链淀粉含量测定方法参见国标 GB /Y －
15683—2008 进行测定．
支链淀粉含量 = 100% －直链淀粉含量．
参考冷明新［19］和赵全［20］的方法测定蓝值及透
明度．
1. 3. 6 炒制裸燕麦淀粉糊化特性的测定
参考李新华［21］的方法测定裸燕麦淀粉糊化特性．
2 结果与分析
2. 1 炒制裸燕麦淀粉单因素实验结果
2. 1. 1 液料比的影响
液料比对炒制裸燕麦淀粉提取率的影响结果如
图 1． 当料液质量比为 1∶ 16 时，炒制裸燕麦淀粉提
取率达到最大，之后略有下降． 这可能由于料液比
过大，炒制裸燕麦淀粉中的可溶性淀粉溶解度相对
增加，影响了总淀粉的提取． 因此，选择料液比为 1∶
16 为较佳条件．
图 1 液料比对炒制裸燕麦淀粉提取率的影响
Fig． 1 Influence of liquor to material on dry roasting
naked oat starch extraction rate
2. 1. 2 pH值的影响
pH值对炒制裸燕麦淀粉提取率的影响结果如
图 2． 当 pH值等于 9 时，炒制裸燕麦淀粉提取率最
高． 这可能由于 pH 值较高时，裸燕麦中的 β-葡聚
糖溶出，使得裸燕麦粉分散液黏度增加，不利于淀粉
与蛋白质分离，导致淀粉提取率降低． 故选择 pH值
为 9 为较佳条件．
图 2 pH值对炒制裸燕麦淀粉提取率的影响
Fig． 2 Influence of pH value on dry roasting
naked oat starch extraction rate
2. 1. 3 提取温度的影响
提取温度对炒制裸燕麦淀粉提取率的影响结果
24 北京工商大学学报(自然科学版) 2011 年 9 月
如图 3． 当温度为 50 ℃时，炒制裸燕麦淀粉提取率
最高，之后迅速下降． 这是由于高温导致淀粉部分
糊化，黏度增加，不利于淀粉提取． 因此，提取温度
为 50 ℃时是较佳条件．
图 3 温度对炒制裸燕麦淀粉提取率的影响
Fig． 3 Influence of temperature to material on dry
roasting naked oat starch extraction rate
2. 1. 4 提取时间的影响
提取时间对炒制裸燕麦淀粉提取率的影响结果
如图 4． 随着提取时间的增加，炒制裸燕麦淀粉提取
率不断增加，但增加幅度并不明显，可知，提取时间
对总淀粉提取率的影响并不明显． 并且随提取时间
的增加，能耗也增加． 因此，提取时间不作为正交试
验设计的因素，正交试验中，提取时间选择 60 min．
图 4 时间对炒制裸燕麦淀粉提取率的影响
Fig． 4 Influence of time on dry roasting naked
oat starch extraction rate
2. 2 提取工艺正交试验
正交试验结果如表 2． 由极差分析可知，各因素
对炒制裸燕麦淀粉提取率影响大小顺序是:pH 值
＞料液比 ＞提取温度;由均值分析可知，炒制裸燕麦
淀粉较优提取条件为，料液比 1∶ 18，pH = 9. 5，温度
50 ℃ ． 在此条件下，炒制裸燕麦淀粉提取率可达
57. 54% ．
正交试验方差分析如表 3． 由方差分析可知，料
液比和 pH值对炒制裸燕麦淀粉提取率有显著影响
(P ＜ 0. 05) ，而提取温度对炒制裸燕麦淀粉提取率
影响较小．
表 2 正交试验结果与分析
Tab． 2 Results and analysis of orthogonal experiment
序号 料液比 pH 温度 空白列 提取率 /%
1 1 1 1 1 47. 75
2 1 2 2 2 49. 93
3 1 3 3 3 51. 33
4 2 1 2 3 48. 89
5 2 2 3 1 51. 04
6 2 3 1 2 52. 45
7 3 1 3 2 51. 36
8 3 2 1 3 52. 36
9 3 3 2 1 53. 47
均值 1 49. 67 49. 33 50. 85 50. 75
均值 2 50. 79 51. 11 50. 76 51. 24
均值 3 52. 39 52. 41 51. 24 50. 86
极差 2. 726 3. 084 0. 476 0. 473
表 3 正交试验方差分析表
Tab． 3 Variance analysis of orthogonal experiment
因素
偏差
平方和
自由度 F比 F临界值 显著性
料液比 11. 264 2 28. 02 F0. 05(2，2)= 19 *
pH 14. 381 2 35. 774 F0. 01(2，2)= 99 *
温度 0. 385 2 0. 958
误差 0. 4 2
注:* 显著影响(P ＜ 0. 05)．
2. 3 炒制裸燕麦淀粉理化特性的测定
炒制前后淀粉颗粒的理化特性如表 4． 与未炒
制燕麦淀粉相比，炒制裸燕麦淀粉中直链淀粉含量
及透明度发生极显著性变化(P ＜ 0. 01) ，蓝值发生
显著变化(P ＜ 0. 05)． 由于直链淀粉的显色度显著
高于支链淀粉，故含有较高直链淀粉的试样其蓝值
相应就会较高，因此未炒制裸燕麦淀粉蓝值高于炒
制裸燕麦淀粉． 淀粉糊化过程中，直链淀粉分子从
淀粉颗粒中逸出，糊化后其重新排列相互缔合，淀粉
老化，产生凝胶或凝沉现象，使淀粉的透明度增加．
由于炒制燕麦淀粉直链淀粉含量低，糊化后，其直链
34第 29 卷 第 5 期 郭项雨等:炒制裸燕麦淀粉的提取及理化特性研究
书淀粉老化凝沉，导致其透明度升高．
表 4 裸燕麦淀粉理化特性
Tab． 4 Physical and chemical properties of
naked oat starch
理化性质 未炒制裸燕麦淀粉 炒制裸燕麦淀粉
直链淀粉含量 24. 14% ±1. 04% 10. 02% ±0. 63% ＊＊
支链淀粉含量 75. 86% ±1. 04% 89. 98% ±0. 63% ＊＊
蓝值 9. 88 ± 0. 51 6. 63 ± 0. 43*
透明度 11. 25% ±0. 75% 21. 26% ±0. 82% ＊＊
注:与未炒制燕麦淀粉相比，* 表示差异显著(P ＜ 0. 05) ;＊＊
表示差异极显著(P ＜ 0. 01)．
2. 4 淀粉糊化特性
炒制前后淀粉糊化特性见表 5． 炒制裸燕麦淀
粉糊化温度和热焓均低于未炒制裸燕麦淀粉． Sa-
konidou等［22］指出加热可以破坏淀粉颗粒之间的氢
键，使淀粉分子膨胀，并最终导致淀粉颗粒破裂，使
得淀粉变得易糊化． 炒制工艺使得裸燕麦淀粉分子
的结构发生改变，氢键和结晶区发生断裂，产生了部
分糊化作用． 糊化过程中，未炒制裸燕麦淀粉中所
含的水分子进入淀粉粒中，结晶相和无定形相的淀
粉分子之间的氢键断裂，破坏了淀粉分子的缔合状
态，分散在水中成为亲水的胶体溶液． 而破坏分子
间氢键需要外能，分子间结合力越大，排列越紧密
的，拆开微晶束所需的外能就越大，因此未炒制裸燕
麦淀粉需要较高的糊化温度．
表 5 裸燕麦淀粉的糊化特性
Tab． 5 Gelatinization temperature of
naked oat starch
理化性质 未炒制燕麦淀粉 炒制燕麦淀粉
起始糊化温度 /℃ 56. 21 43. 82
顶点糊化温度 /℃ 68. 83 64. 43
终点糊化温度 /℃ 74. 07 71. 32
热焓 /(J·g － 1) 6. 24 4. 41
3 小 结
通过研究炒制裸燕麦淀粉的提取工艺，确定了
较佳提取条件为料液比为 1∶ 18，pH 值为 9. 5，提取
温度为 50 ℃，提取时间为 60 min． 在此条件下，提
取率可达 57. 54% ． 炒制工艺是我国裸燕麦传统加
工特有的工序． 与未炒制燕麦淀粉相比，炒制裸燕
麦淀粉中直链淀粉含量下降，理化特性发生很大改
变，这对后期燕麦制品的加工有很大影响． 本文确
定了传统高温炒制工艺对燕麦淀粉品质的影响，对
于其他品质的变化还有待进一步研究．
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Extraction and Physicochemical Properties of Dry
Roasting Naked Oat Starch
GUO Xiang-yu， REN Qing， ZHANG Xiao
(School of Food and Chemical Engineering /Beijing Higher Institution Engineering Research Center of Food
Additives and Ingredients，Beijing Technology and Business University，Beijing 100048，China)
Abstract:The optimum extraction conditions of drying roasting naked oat starch were obtained by single-
factor experiment and orthogonal experiment as follows，material-water ratio 1∶ 18，pH value 9. 5，extrac-
tion temperature 50 ℃ and extraction time 60 min． Under these conditions，the extraction rate could a-
mount to 57. 54% ． At the same time，physical and chemical properties of dry roasting naked oat starch
were determined． The results showed that amylose content，blue value and gelatinization temperature of
the starch decreased．
Key words:dry roasting naked oat;starch;extraction;physicochemical properties
(责任编辑:叶红波)
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