全 文 ：2008年 1月
第 23卷第 1期
中国粮油学报
JournaloftheChineseCerealsandOilsAssociation
Vol.23, No.1
Jan.2008
薏米淀粉特性研究
杜双奎　于修烛　马　静　杨雯雯　李志西
(西北农林科技大学食品科学与工程学院 ,杨凌　712100)
摘　要　以玉米淀粉 、红薯淀粉为对照 ,系统研究薏米淀粉的理化特性。结果表明 ,薏米淀粉颗粒形状比
较一致 ,近似为圆形 ,颗粒大小在 3 ～ 14 μm之间;淀粉颗粒表面光滑 ,具有清晰可见的偏光十字 ,偏光十字位
于颗粒中央 。与对照相比 ,薏米淀粉糊具有较低的透明度 ,较差的冻融稳定性 ,较难凝沉 ,不易老化 。薏米淀
粉糊具有非牛顿流体的特性 ,属于剪切稀化体系 。薏米淀粉的糊化曲线与禾谷类淀粉相一致 ,起糊温度为
69.3℃,低于对照 ,糊的热稳定性较差。碱面 、明矾的加入使起始糊化温度升高 ,改善了薏米淀粉糊的老化性
能 。碱面提高薏米淀粉糊的热稳定性 ,而明矾却降低了糊的热稳定性 。这些研究结果为指导生产和开发薏米
产品提供了理论基础 。
关键词　薏米　薏米淀粉　理化性质　流变学特性
　　薏苡(Job s-tears)是一年生或多年生禾本科植
物薏苡的种子 ,又称药玉米 、天谷等 ,其种仁称为薏
苡仁 、薏米 ,是我国卫生部公布的药食兼用食品 [ 1-2] 。
据 《中国食疗大典 》记载:薏米含蛋白质 14%,脂肪
5%,碳水化合物 65%,钙 0.07%,磷 0.242%,铁 0.
001%,其蛋白质含量远远超过稻米 ,人体必需的 8
种氨基酸齐全 ,其比例接近人体需要。由于它的营
养价值在禾本科植物中占第一位 ,故有 “世界禾本科
植物之王”的美称 [ 2-3] 。
我国薏苡广泛种植于南北各省区 , 除青海 、甘
肃 、宁夏未见报道外 ,全国各省区均有分布。淀粉是
薏米中的主要碳水化合物 ,其理化特性必将对薏米
产品的加工和品质有影响 ,但国内外对薏米淀粉的
研究报道较少 ,大多数主要集中在薏米仁脂的药理
作用研究及薏米产品的开发上[ 4-6] 。通过对薏米淀
粉理化特性进行系统研究 ,旨在为薏米食品的开发
提供指导 ,促进薏米这一宝贵资源的开发利用 。
1　材料与方法
1.1　试验材料
薏米淀粉:以陕西杨凌市售薏米仁为原料 ,采用
水提法制备淀粉;红薯淀粉:汝阳县上店红薯淀粉加
基金项目:西北农林科技大学博士启动基金
收稿日期:2006-10-16
作者简介:杜双奎,男, 1972年出生,副教授,博士 ,食品加工与发酵
通讯作者:李志西 ,男 , 1958年出生 ,教授 , 博士生导师 ,谷物科学
与食品生物技术
工厂;玉米淀粉:陕西省岐山县淀粉厂 , 符合 GB/
T8885— 1988;碱面 (Na2CO3 )、明矾 (Kal(SO4)2 ·
12H2O):陕西杨凌超市购买 ,食品级。
1.2　试验仪器
DMBA400数码显微镜 (MOTICCHINAGROUP
CO., LTD), JSM6360LV型扫描电子显微镜(日本),
NDJ-5S型数字式黏度计(上海天平仪器厂), UV-
1700紫外可见分光光度计(捷森科技发展有限公
司), Brabender803200微型黏度糊化仪(MICROVIS-
CO-AMYLO-GRAPH,德国 BrabenderOHG)。
1.3　试验方法
1.3.1　薏米淀粉提取
水提法提取。
1.3.2　淀粉颗粒形貌观察
1.3.2.1　光学形貌观察
用甘油和水 1∶1(V/V)作溶剂 ,制备适宜浓度
的淀粉乳 ,滴于载玻片上 ,盖上盖玻片 ,用 DMBA400
数码显微镜观察淀粉颗粒形貌 ,用偏光显微镜观察
偏光十字 。
1.3.2.2　扫描电子显微镜观察
将淀粉颗粒均匀的撒在贴有双面胶的样品台
上 ,并做标记 ,然后进行喷金固定 ,用扫描电镜观察 ,
放大倍数 1 200倍 。
1.3.3　淀粉糊性质
1.3.3.1　淀粉糊的透明度
称取一定量的淀粉 ,加适量蒸馏水调成质量分
中国粮油学报 2008年第 1期
数为 1%的淀粉乳 ,在沸水浴中加热 20 min,使之充
分糊化 。待糊化完全后 ,加入蒸馏水保持到原有体
积 ,然后冷却至 30 ℃。用分光光度计在 620 nm下 ,
以蒸馏水为空白 ,测定淀粉糊的透光率 ,以透光率表
示透明度。
1.3.3.2　淀粉糊的凝沉性
按 1.3.3.1方法制备质量分数为 1%的淀粉糊 ,
取 25mL放入具塞刻度试管中 ,在 30 ℃下静置 ,每
隔一段时间记录上清液体积 ,用上清液体积百分比
来反映淀粉糊的凝沉性。
1.3.3.3　淀粉糊的冻融稳定性
配制浓度为 6%的淀粉乳 ,于沸水浴中加热搅拌
20 min,使之充分糊化 。待糊化完全后 ,调节糊浓度
至原浓度 ,冷却至室温 ,于 -15 ～ -20 ℃下冷冻 24
h,取出自然解冻 ,在 3 000r/min下离心 20min,倒掉
上清液 ,称取沉淀物重量 ,计算析水率。析水率越
小 ,表明淀粉糊的冻融稳定性越好。
析水率 =淀粉糊重量 -沉淀物重量淀粉糊重量 ×100%
1.3.3.4　淀粉糊的表观黏度
制备 6%的淀粉乳 ,于沸水浴中加热 30 min,使其
充分糊化。在 50℃恒温下 ,用 NDJ-5S型数字式旋
转黏度计测定不同转速(6、12、30、60r/min)下的淀粉
糊表观黏度 ,以分析不同转速下表观黏度的变化。
1.3.3.5　淀粉糊化黏度特性
(1)淀粉样品的糊化特性分析
淀粉乳浓度为 8%,用德国布拉本德 803200微
型黏度糊化仪分析。测定参数设定:从 30 ℃开始计
时 ,以 7.5℃/min的速度升温至 93 ℃, 93 ℃保温 5
min,再以 7.5 ℃/min的速度冷却到 50 ℃, 50 ℃保
温 2 min,测量时转速为 250r/min,单位为 BU。
(2)碱面对薏米淀粉糊化特性的影响
淀粉乳浓度为 8%, 碱面添加量分别为 0.2%、
0.5%、0.8%(以蒸馏水用量为基准 ,下同),分析碱
面加量对淀粉糊化特性的影响 。
(3)明矾对薏米淀粉糊化特性影响
淀粉乳浓度为 8%, 明矾添加量分别 0.1%、
0.3%、0.6%、1%,分析明矾加量对淀粉糊化特性的
影响。
2　结果与分析
2.1　淀粉颗粒性质
2.1.1　淀粉颗粒形貌
薏米淀粉 、玉米淀粉 、红薯淀粉的颗粒形状 、轮
纹以及偏光十字观察结果见图 1、图 2。
　　三种淀粉颗粒都为单粒 ,红薯淀粉颗粒的脐点
和轮纹最为明显 ,玉米淀粉次之 ,薏米淀粉不明显;
薏米淀粉颗粒形状比较一致 ,近似为圆形 ,颗粒之间
有黏连 ,有少量的破损淀粉粒存在(图 1)。三种淀粉
颗粒都具有清晰可见的偏光十字 ,均位于颗粒的中
心位置 ,玉米淀粉颗粒的偏光十字最亮(图 2)。
2.1.2　淀粉颗粒电子扫描显微镜观察
图 3为薏米淀粉 、玉米淀粉 、红薯淀粉在 1200倍
下的电镜扫描(SEM)照片 。
图 3　淀粉颗粒的电镜扫描图片
薏米淀粉颗粒多为圆形 ,颗粒表面较光滑 ,淀粉
颗粒表面有一些黏附物质 ,这可能是一些黏性蛋白 、
多糖类物质 。玉米淀粉和红薯淀粉颗粒大小不一
致 ,表面光滑 ,颗粒多为多角形 。薏米淀粉颗粒相对
较小(3 ～ 14μm),玉米淀粉和红薯淀粉颗粒粒径相
当(表 1)。
表 1　淀粉颗粒的粒径大小
薏米淀粉 玉米淀粉 红薯淀粉
粒径范围 /μm 3～ 14 4～ 18 6 ～ 22
长轴平均粒径 /μm 10 13 15
2.2　淀粉糊性质分析
2.2.1　淀粉糊的透明度
淀粉糊透明度用透光率来表示。红薯淀粉糊透
光率最大 ,玉米淀粉糊次之 ,薏米淀粉糊透光率最小
(图 4)。淀粉透光率的大小反映了淀粉与水的互溶
能力以及膨胀溶解能力的好坏 ,与淀粉中直 、支链比
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第 23卷第 1期 杜双奎等　薏米淀粉特性研究
例有关 。直链淀粉含量越高 ,透明度越低 ,是因为直
链淀粉易相互缔合而使淀粉糊回生 ,使光线发生散
射 ,减弱光的透射 ,从而降低糊的透明度 [ 7] 。图 4结
果表明薏米淀粉糊的透明度最差 ,这可能与薏米淀粉中
残留的油脂类或颗粒表面黏附的其他物质有关。
图 4　淀粉糊透明度
2.2.2　淀粉糊的凝沉性
淀粉的种类 、浓度 、储存时间 、pH值 、冷却方法
以及其他化合物的存在均对淀粉的凝沉有影响 。影
响凝沉的主要因素是淀粉分子的大小和直链淀粉含
量 。淀粉分子越大 ,支链淀粉含量越多 ,空间阻隔越
高 ,淀粉越不易凝沉 。相反 ,直链淀粉含量越多 ,越
易发生凝沉 [ 7-8] 。由图 5可以看出 ,在 24h内 ,薏米
淀粉糊非常稳定 ,放置过程中无清液析出 ,表明薏米
淀粉糊较难凝沉 ,不易老化。红薯淀粉糊和玉米淀
粉糊在前 12 h内 ,凝沉迅速 ,上清液体积变化幅度
大 , 12 h后 ,凝沉趋于平缓。
图 5　淀粉糊凝沉曲线
2.2.3　淀粉糊的冻融稳定性
淀粉糊的冻融稳定性好坏与淀粉中直支链比
例 、浓度以及其他组分有关。由图 6可以看出 ,玉米
淀粉糊的析水率最小 ,仅为 0.6%,红薯淀粉糊次之 ,
为 4.4%, 而薏米淀粉糊的析水 率相对较大
(38.7%),表明玉米淀粉 、红薯淀粉糊具有较好的冻
融稳定性 ,适合于加工冷冻食品 ,而薏米淀粉糊的冻
融稳定性差 ,不耐低温处理(-15 ～ -20 ℃),不适
宜冷冻食品加工。
图 6　不同淀粉糊的冻融稳定性
2.2.4　淀粉糊的表观黏度
同一温度下 ,所有淀粉糊的表观黏度随着转子
转速(剪切速度)的增大而下降 ,表现出 “剪切稀化”
现象 ,具有非牛顿假塑性流体的共性(图 7)。剪切稀
化是由于膨胀淀粉颗粒被打击破裂而导致黏度下
降 ,黏度降低的程度反映了膨胀淀粉颗粒抵抗剪切
能力的强弱[ 7, 9] 。在剪切稀化过程中 ,所有淀粉材料
的黏度变化趋势一致 ,随着剪切速度的增大 ,体系的
黏度迅速下降 。薏米淀粉 、红薯淀粉以及玉米淀粉
具有相同的剪切流变学特性 ,薏米淀粉糊的抗剪切
能力最差(图 7)。由于薏米淀粉糊属于剪切稀化体
系 ,在剪切力的作用下 ,黏度下降快 ,导致其流变学
性质发生变化 ,因此在实际生产过程中 ,要充分考虑
机械运转速度对薏米淀粉糊流变性质的影响。
2.3　淀粉糊化黏度特性
2.3.1　不同淀粉样品糊化黏度特性
由图 8可以看出 ,相同条件下 ,不同品种的淀粉
具有不同的糊化黏度特性。
薏米淀粉具有较低的起始糊化温度 ,易于糊化。
其峰值黏度低于红薯淀粉糊而高于玉米淀粉糊。
薏米淀粉糊的破损值最大 ,红薯淀粉次之 ,玉米
淀粉破损值相对较小 。表明薏米淀粉糊的热稳定性
最差 ,因此在开发薏米产品时要避免高温长时间搅
拌 ,以免影响产品品质。
薏米淀粉糊的回生值相对较小(36 BU),玉米淀
粉糊的回生值最大(250 BU)。表明薏米淀粉糊不易
发生老化 ,这与前边的凝沉性分析结果相符 。
2.3.2　碱面对薏米淀粉糊黏度特性的影响
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中国粮油学报 2008年第 1期
　　加入碱面后 ,薏米淀粉的起始糊化温度有所升
高 ,峰值黏度 、破损值 、最终黏度以及回生值明显下
降 ,糊的热稳定性 、冷糊稳定性均有所增强 。不同碱
面加量之间的糊化黏度特性差异不明显(图 9)。
碱面一方面作为电解质在水中电解出离子 ,可
以中和淀粉粒所带的电荷;另一方面对淀粉膨胀有
促进作用 ,可以使淀粉分子间氢键断裂 ,加速淀粉的
糊化[ 10-11] 。但在薏米淀粉糊中加入碱面 ,糊化温度
有所提高 ,具体原因需进一步研究。
2.3.3　明矾对薏米淀粉糊黏度的影响
薏米淀粉乳中加入 0.1%、0.3%、0.6%和 1.0%
明矾 ,其糊化黏度曲线如图 10所示。随着明矾加量
的增大 ,起始糊化温度略有升高 ,但不明显;淀粉糊
的破损值增大 ,而最终黏度 、回生值呈现下降趋势 。
表明随着明矾浓度的升高 ,薏米淀粉糊的热稳定性
减弱 ,冷糊稳定性增强 。加入 0.6%和 1.0%明矾 ,薏
米淀粉糊的黏度性质变化明显 ,薏米淀粉糊的热稳
定性明显减弱 ,最终黏度显著降低 ,冷糊稳定性明显
增强。这与明矾在水中发生水解 ,生成氢氧化铝 ,吸
附在淀粉分子表面 ,阻碍淀粉颗粒与水分子的作用 ,
破坏了淀粉糊的均一稳定状态有关 [ 11] 。
3　结论
薏米淀粉颗粒形状一致 ,近似为圆形 ,具有清晰
可见的偏光十字 ,十字位于颗粒中央 。薏米淀粉颗
粒表面光滑 ,粒经大小在 3 ～ 14 μm之间。
薏米淀粉糊具有较低的透明度 ,较差的冻融稳
定性和凝沉性 ,不易发生老化 。薏米淀粉糊的抗剪
切能力差 ,具有非牛顿流体的特性 ,属于剪切稀化体
系。
薏米淀粉具有较低的起始糊化温度 ,较高的峰
值黏度。薏米淀粉糊的热稳定性差 ,冷糊稳定性强。
碱面 、明矾对薏米淀粉糊的老化性能有改善作
用。碱面的存在使得薏米淀粉的糊化温度升高 ,其
它特征值明显降低 ,糊的热稳定性提高 。
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PropertiesofJob s-TearsStarch
DuShuangkui　YuXiuzhu　MaJing　YangWenwen　LiZhixi
(ColegeofFoodScienceandEngineering, NorthwestA＆FUniversity, Yangling712100)
Abstract　Thephysicalandchemicalpropertiesofjob s-tearsstarchgranulesandpasteweresystematicaly
studiedcomparingwithcornstarchandsweetpotatostarch.Thejobs-tearsstarchgranulesareuniforminshape,
closetorotunditywithsmoothsurfaceanddiferentsizefrom3 to14μm.Thejob s-tearsstarchgranulehasappar-
entpolarizationcrosslyingatthecenterofthegranule.Thestarchpastehaslowtransparence, lessfreeze-thawing
stability, andnoteasyretrogradationandagingcharacters.Theviscosityreducesalongwiththeshearingspeedin-
creasing, showingpseudoplasticcharacteristics.Thepastecurveofjob s-tearsstarchisconsistentwithacereal
graincurve;theinitialtemperatureofgelatinization69.3 ℃ islowerthanthoseofcornstarchandsweetpotato
starch, andrelativelypoorstablewhilehot.Additionofsodiumcarbonateoralumincreasestheinitialgelatinization
temperatureandimprovestheretrogradationcharacteristicsofjob s-tearsstarch.Sodiumcarbonateenhancesthe
stabilityofthehotpaste, whilealumdecreasesit.Theseworkssupplytheoreticalbasefortheproductionanddevel-
opmentofjob s-tearsstarch.
Keywords　job s-tears, job s-tearsstarch, physicochemicalproperty, rheology
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