全 文 ： 2012, Vol. 33, No. 11 食品科学 ※基础研究52
传统高温炒制工艺对裸燕麦淀粉品质的影响
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校工程研究中心，北京 100048)
　　
摘 要：通过扫描电子显微镜及X射线衍射仪观察炒制裸燕麦淀粉的形貌及晶体特征，并测定其理化特性及消化特
性。结果表明：与未炒制裸燕麦淀粉相比，炒制裸燕麦淀粉的外貌及晶体特征发生明显改变，并且其直链淀粉含
量明显下降，蓝值及糊化温度降低，慢消化淀粉(SDS)和抗性淀粉(RS)含量较低；而透明度及溶解度增加，易消
化淀粉(RDS)含量较高，两种裸燕麦淀粉的析水率均达到 50%以上。
关键词：裸燕麦；炒制；淀粉品质
Effect of Traditional High-Temperature Frying on Quality of Naked Oat Starch
GUO Xiang-yu，REN Qing*，ZHANG Xiao
(Beijing Higher Institution Engineering Research Center of Food Additives and Ingredients, School of Food and Chemical Engineering,
Beijing Technology and Business University, Beijing 100048, China)
Abstract ：Using scanning electron microscope and X-ray diffraction, the granular morphology and crystal characteristics of
fried naked oat starch were examined. At the same time, physicochemical properties and digestibility were also investigated.
Compared with non-fried naked oat starch, the appearance and crystal characteristics of fried naked oat starch changed greatly;
meanwhile, its amylose content, blue value, gelatinization temperature and swelling degree revealed an obvious decrease and the
contents of SDS and RS were lower, whereas fried naked oat starch exhibited a significant increase in the transparence and
solubility as well as higher RDS content. Furthermore, both the water separation rates of non-fried and fried naked oat starches
were higher than 50%.
Key words：naked oat；frying；quality of starch
中图分类号：TS201.2 文献标识码：A 文章编号：1002-6630(2012)11-0052-05
收稿日期：2011-06-13
基金项目：国家现代农业(燕麦荞麦)产业技术体系项目(CARS-08-D-3)
作者简介：郭项雨(1986—)，男，硕士研究生，研究方向为食品生物技术。E-mail：elitegxy@163.com
* 通信作者：任清( 1 9 6 9 —)，男，副教授，博士，研究方向为生物活性成分的分离提取及功能。
E-mail：renqing@th.btbu.edu.cn
裸燕麦(Avena sativa L.)属禾本科裸燕麦属，是世
界八大粮食作物之一，可分为皮裸燕麦(A.sativa L.)和裸
燕麦(A.nuda L.)。裸燕麦又称莜麦，我国栽培以裸燕麦
为主。裸燕麦营养成分丰富，并具有降低胆固醇、降
低血糖、降低血压、促进血液循环、维持正常新陈代
谢活动等保健功效，已被广泛应用于食品[1]、饲料[2-3]、
医药[4]、化妆品[5]和工业原料[6-7]等领域。随着人们对裸
燕麦认识的深入，裸燕麦加工工艺的研究也逐渐成为关
注的热点。目前，国内外学者对燕麦制粉前不同的热
处理方式[8-9]，不同热处理方式的灭酶效果[10-11]以及经热
处理后，燕麦的加工特性[12-13]展开了研究。中国传统裸
燕麦食品的制作方式是先对裸燕麦籽粒进行高温炒制，
然后磨制成粉，再制作成食品。传统高温炒制工艺是
裸燕麦加工“三熟”过程中的“一熟”，是区别于
其他谷类加工特有的工序，其目的是灭活裸燕麦籽粒中
的脂肪酶，防止裸燕麦酸败，从而改善裸燕麦制品的
口感并延长其货架期[14]，然而对于传统高温炒制工艺对
裸燕麦品质有何影响，目前还未见报道。
大量研究表明，淀粉的结构与理化特性直接影响面
粉的加工性能和食用品质。为了确定传统高温炒制工艺
对裸燕麦淀粉品质的影响，本实验结合刘刚等[15]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。通过研究炒制工艺前后裸燕麦淀粉品质发生的变
化，为裸燕麦淀粉制品的加工提供理论依据。
53※基础研究 食品科学 2012, Vol. 33, No. 11
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
裸燕麦品种坝莜一号 河北省张家口市农业科学院
裸燕麦研究所；直链淀粉标准品、支链淀粉标准品、
猪胰α -淀粉酶(酶活力 29U/mg) 美国 Sigma 公司；糖
化酶(酶活力 105U/mL) 北京迪朗生化科技公司；其他
试剂均为分析纯。
1.2 仪器与设备
5136LM型扫描电子显微镜 捷克 Tescan公司；
7000S/L型X射线衍射仪 日本岛津公司；Q200型差示
扫描量热仪 美国 TA公司；5810R型离心机 美国
Beckman公司。
1.3 方法
1.3.1 裸燕麦传统炒制工艺
炒制工艺在河北省张家口市农业科学院裸燕麦研究
所完成。首先将裸燕麦籽粒去杂，然后淘洗，再打开
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，炒制 5min后，即得炒制裸燕麦籽粒。
1.3.2 炒制裸燕麦淀粉的提取工艺
炒制裸燕麦→磨粉→脱脂(石油醚)→调浆(m底物:m水＝
1:25)→调节pH 11→搅拌→过滤去除筛上物→10000r/min
离心 10min→沉淀→冷冻干燥12h→粉碎过100目→炒制
裸燕麦淀粉
1.3.3 裸燕麦淀粉形貌特征观察
将样品用双面胶固定在样品台上，喷金后，将样
品置于扫描电子显微镜中观察其形貌特征。
1.3.4 裸燕麦淀粉晶体特性测定
采用X射线衍射仪观察其晶体特征。将炒制裸燕麦淀
粉置于样品室，设置程序为扫描范围：10.000°～80.000°，
步长：0.0200°，扫描速度：8.000°/min，开始测试。
1.3.5 裸燕麦淀粉中直链淀粉及支链淀粉含量、蓝值
和透明度的测定
直链淀粉含量测定方法参见国标GB/T 15683 —2008
《大米直链淀粉含量的测定》进行测定。
支链淀粉含量 /%＝ 100%－直链淀粉含量 /% (1)
参考冷明新等[16]和赵全等[17]的方法测定蓝值及透明度。
1.3.6 裸燕麦淀粉的溶解度及膨胀度的测定
采用顾正彪等[18]方法并做改进：配制 50mL质量分
数 2%的淀粉乳，在一定温度(分别取 30、40、50、60、
70℃)条件下，加热搅拌 30min后，以 3000r/min离心
20min，取上层清液离心蒸干，于 105℃条件下继续烘
干至恒质量后称质量，得到被溶解淀粉量，计算其溶
解度( S )；由离心管中膨胀淀粉质量计算其膨胀度。绘
制其与温度变化曲线，测定如公式(2 )。

m1
溶解度/%＝———×100 (2)

m
m2×(100－S)
膨胀度/%＝———————×100 (3)

m
式中：m1为清液烘干至恒质量后的残留物质量 /g；
m 为样品干基质量 /g；m 2 为沉淀物质量 /g。
1.3.7 裸燕麦淀粉糊化特性的测定
参考李新华等[19]的方法测定裸燕麦淀粉糊化特性。
1.3.8 裸燕麦淀粉冻融稳定性的测定
改进李忠海等[20]的方法，称取一定量淀粉配成 6%
淀粉乳，沸水浴加热搅拌 15m in，冷却至室温，取一
定量淀粉糊至于离心管中，－ 20℃保存 24h，室温解
冻，3000r/min离心 15min，称取沉淀物质量，计算析
水率，并绘制析水率与时间( 1、2、3、4、5、1 0 d )
的变化曲线。

m糊－m沉淀
析水率/%＝——————×100 (4)

m糊
1.3.9 裸燕麦淀粉消化特性的测定
Eng lys t 等[ 2 1 ]将淀粉分为易消化淀粉、慢消化淀
粉、抗性淀粉 3类，国内外学者通过体外模拟胃肠道环
境，测定各类淀粉含量[22-25]。改进 Englyst的方法，取
试样 0.5g，加入 10mL水，10mL质量浓度为 5g/100mL
的瓜尔果胶缓冲液，5mL醋酸钠溶液，并加入 10mL混
酶(猪胰淀粉酶 4500U/mL与糖化酶15U/mL混合)，于37℃
恒温水浴锅中反应，作用 20、120min 后，取反应液
0.5mL加入 4mL 80%乙醇灭酶，离心，用DNS法测定
还原糖含量，折算酶解的淀粉质量。
1.3.10 数据处理
应用 SPSS16.0软件对数据进行方差分析。
2 结果与分析
2.1 传统高温炒制工艺对裸燕麦淀粉形貌特征的影响
图 1 未炒制 (A)和炒制 (B)裸燕麦淀粉电镜图 (× 3000)
Fig.1 Scanning electron micrographs of non-fired and fried naked oat
starches(× 3000)
A B
2012, Vol. 33, No. 11 食品科学 ※基础研究54
由图 1 可知，未炒制裸燕麦淀粉颗粒形状不规
则，粒径大小不一，并且结合在一起；而炒制裸燕
麦淀粉多为棱角型，分散均匀，粒径差距不大。这
种变化可能是由于炒制过程中，淀粉颗粒受热，破坏
了淀粉分子间或颗粒内部的化学键，导致其形貌特征
发生变化。
2.2 传统高温炒制工艺对裸燕麦淀粉晶体特性的影响
淀粉由结晶态和非晶态组成。当晶体为单晶或由较
大颗粒单晶组成的多晶体系时，呈现较强的尖峰衍射特
征，多晶体系中微晶的衍射特征与微晶粒度大小有关，
微晶粒度较大时，呈现尖峰衍射特征，反之则呈现非
晶态的弥散衍射特征[26]。非晶态的弥散衍射特征峰型可
近似的看成是对称的。
由图 2可知，炒制前后裸燕麦淀粉均含有尖峰衍射
特征，说明其含有晶体结构；从衍射角为 29°后，峰
型平稳，其表现为右半侧的非晶态衍射特征，说明炒
制前后裸燕麦淀粉均含有结晶区和非结晶区。未炒制裸
燕麦淀粉的结晶区中，不仅含有尖峰衍射特征，而且
还含有弥散衍射特征，其为短程有序、长程无序状态
的晶粒度较小的微晶结构；而炒制裸燕麦淀粉结晶区只
含有一个尖峰衍射特征，其晶粒度较大。由此可知，
炒制工艺破坏了裸燕麦淀粉结晶区的结构。
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，差异显著(P＜ 0.05)； ** .与未炒制燕
麦淀粉相比，差异极显著(P＜ 0 .01)。
表 1 裸燕麦淀粉理化特性
Table 1 Physical and chemical properties of naked oat starch
由表 1可知，与未炒制燕麦淀粉相比，炒制裸燕麦
淀粉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高
于支链淀粉，故含有较高直链淀粉的试样其蓝值就相应
较高。糊化过程中，直链淀粉分子从淀粉颗粒中逸出，
直链淀粉易重新排列和缔合而发生凝沉现象。由于炒制
裸燕麦淀粉直链淀粉含量低，故其透明度反而高。
2.4 传统高温炒制工艺对裸燕麦淀粉的溶解度及膨胀度
的影响
由图 3可知，炒制裸燕麦淀粉的溶解度明显高于未
炒制裸燕麦淀粉，并且在 40～60℃明显增加，由于高
温炒制使淀粉晶体分子间氢键被破坏，粒径小，结构
松散，导致其溶解度迅速增加。
图 2 未炒制 (A)和炒制 (B)裸燕麦淀粉 X射线衍射图
Fig.2 X-ray diffraction pattern of non-fired (A) and fried (B) naked
oat starches
2000
1500
1000
500
0
A
强
度
/C
P
S
2θ/(°)
10 20 30 40 50 60 70 80
2000
1500
1000
500
0
B
强
度
/C
P
S
2θ/(°)
10 20 30 40 50 60 70 80
图 3 裸燕麦淀粉溶解度
Fig.3 Solubility of naked oat starch
70
60
50
40
30
20
10
0
溶
解
度
/%
温度 /℃
30 40 50 60 70
2.3 传统高温炒制工艺对裸燕麦淀粉理化特性的影响
未炒制裸燕麦淀粉
炒制裸燕麦淀粉
图 4 裸燕麦淀粉膨胀度
Fig.4 Swelling degree of naked oat starch
8
7
6
5
4
3
2
1
0
膨
胀
度
/%
温度 /℃
30 40 50 60 70
未炒制裸燕麦淀粉
炒制裸燕麦淀粉
55※基础研究 食品科学 2012, Vol. 33, No. 11
由图 4 可知，在 5 0℃前，炒制裸燕麦淀粉膨胀
度高于未炒制裸燕麦淀粉，之后迅速增加；而从 60℃
开始，未炒制裸燕麦淀粉膨胀度高于炒制裸燕麦淀
粉。这可能是由于 60℃后，未炒制裸燕麦粉淀粉结构
遭到破坏，部分淀粉受热吸水发生糊化现象，导致其
膨化度增加，而炒制工艺已经破坏了裸燕麦淀粉的结
构，炒制裸燕麦淀粉吸水能力不再增加，故其膨胀度
不再增加。
2.5 传统高温炒制工艺对裸燕麦淀粉糊化特性的影响
理化性质 未炒制裸燕麦淀粉 炒制裸燕麦淀粉
起始糊化温度 /℃ 56.21 43.82
顶点糊化温度 /℃ 68.83 64.43
终点糊化稳定 /℃ 74.07 71.32
热焓 /(J/g) 6.24 4.41
表 2 裸燕麦淀粉的糊化特性
Table 2 Gelatinization temperature of naked oat starch
由表 2可知，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。Sakonidou等[27]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。破坏分子间氢键需要
外能，分子间结合力大，排列紧密的，拆开微晶束所
需的外能就大，因此未炒制裸燕麦淀粉需要较高的糊化
温度。
2.6 传统高温炒制工艺对裸燕麦淀粉冻融稳定性的影响
由图 5可知，未炒制裸燕麦淀粉析水率高于炒制裸
燕麦淀粉，并且它们的析水率都很高。应用于冷冻食
品的淀粉糊，需要在低温下冷冻，或者经过多次的冷
冻、融化，若淀粉糊的冻融稳定性不好，经冷冻和重
新融化后，胶体结构被破坏析出游离水分，使食品不
能保证原有的质构，影响食品的品质，裸燕麦淀粉糊
冻融稳定性差，说明裸燕麦淀粉不宜于制成冷冻食品。
2.7 传统高温炒制工艺对裸燕麦淀粉消化特性的影响
由图 6可知，炒制工艺导致 RDS含量增加，SDS
和 RS含量下降。由方差分析可知，与未炒制燕麦淀粉
相比，炒制燕麦淀粉所含的 RS、SDS、RDS均发生显
著变化(P＜ 0.05)。Guraya等[28]对脱支大米淀粉的研究表
明，消化性与淀粉颗粒大小有直接的联系，颗粒越大
消化速率越低。Snow等[29]也指出，颗粒大小在决定消
化速率中起着重要的作用。炒制工艺破坏了淀粉结构，
粒径变小，增强了裸燕麦淀粉的可消化性，因而炒制
裸燕麦淀粉更易加工成休闲食品。
3 结 论
本研究明确了传统高温炒制工艺对裸燕麦淀粉外貌
特征和晶体特性、理化特性及消化特性的影响。炒制
工艺导致裸燕麦淀粉颗粒受热，破坏了淀粉颗粒的结晶
区结构，导致其外貌特征发生明显变化；高温导致淀粉
颗粒间的氢键遭到破坏，进而引起糊化起始温度降低。
同时，传统高温炒制工艺导致裸燕麦淀粉直链淀粉含量
下降，这使得淀粉颗粒的蓝值升高，透明度降低，溶
解度和膨胀度均发生明显变化，易消化淀粉含量增加。
本实验通过研究传统高温炒制工艺对裸燕麦淀粉品质的
影响，为裸燕麦淀粉制品的加工及利用提供了科学依
据。对于传统高温炒制工艺对裸燕麦品质的其他影响，
还有待下一步研究。
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图 6 不同类型淀粉的百分含量
Fig.6 RS, SDS and RDS strach contents of naked oat starch
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
RS
SDS
RDS
淀
粉
含
量
/%
未炒制裸燕麦淀粉 炒制裸燕麦淀粉
图 5 裸燕麦淀粉析水度
Fig.5 Water-holding capacity of naked oat starch
析
水
率
/%
时间 /d
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
炒制裸燕麦淀粉
未炒制裸燕麦淀粉
70
65
60
55
50
45
40
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